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FQII R2 Equipo 2 1 - reporte
Fisicoquimica (BIOLOGIA-0213)
Universidad Nacional Autónoma de México
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Química Grupo: 1301D 29/08/
Universidad Nacional Autónoma de
México
Facultad de Estudios Superiores
Cuautitlán
Laboratorio de fisicoquímica II
Practica No.
Índice de refracción y densidad
(Reporte)
Equipo 2
Bolaños Díaz Leidy Brenda
Martínez Reyna Leslie Dian
Silva Basurto Jorge
Introducción
Se le llama refracción al fenómeno de propagación que tiene la luz en diferentes materiales produciendo cambios en su dirección. La refracción molar abarca solo la porción del índice de refracción que excede del espacio vacío, en cambio, la específica puede ser afectada por la disposición de los elementos en el medio que atraviesa la radiación.
El índice de refracción da sentido a la relación entre la velocidad de la velocidad de la luz en el vacío, c, y su velocidad c ́ en el medio. Depende de la densidad, la densidad depende de la temperatura y la presión directamente proporcional a la presión atmosférica pero indirectamente proporcional a la temperatura. Como aplicaciones para el índice de refracción se tienen varias cosas, como el calcular la concentración de sustancias disueltas en agua, determinar los porcentajes de los productos de los solutos disueltos en una solución. El índice de refracción varia con la temperatura y la presión para líquidos y gases.
La densidad es la relación de su masa con su respectivo volumen con sus unidades de masa/volumen, en cambio la densidad relativa es el cociente de la masa de cualquier sustancia entre la masa de un volumen igual de agua en las mismas condiciones. Usualmente la densidad disminuye con la temperatura y con la presión constante. Cuando aumenta la presión aumenta la densidad también. Las densidades de un gas van a ser menor que la de un líquido.
Para obtener la densidad por el método del picnómetro primero se debe conocer el volumen del picnómetro, después se debe llenar con agua destilada casi llegando al borde, colocamos el tapón sin apretar dejando que salga poco liquido por la parte del tapón, se pesa el picnómetro lleno de agua destilada y la diferencia seria la masa del agua.
Objetivos
- Comprender los conceptos de índice de refracción, refracción específica y refracción molar.
- Construir curvas patrón del índice de refracción versus composición para una mezcla binaria.
- Determinar la composición de mezclas binarias a partir de mediciones de su índice de refracción.
- Comprender el concepto de densidad y las diversas formas de expresarla.
- Conocer los distintos métodos para determinar la densidad de los líquidos y el principio físico en el que se basan.
- Conocer las distintas escalas para expresar la densidad de los líquidos.
- Desarrollar habilidades para medir la densidad.
Tabla 1. Tabla de resultados experimentales del índice de refracción.
T= 19 °C
A= C 4 H 9 OH B= C 2 H 5 OH
Mues tra
A a b c d e f g h i B X
VA /
mL
0 0 0 1 1 1 1 2 2.
VB /
mL
2 2 1 1 1 1 0 0 0.
1.
84
1.
88
1.
14
1.
95
1.
73
1.
07
1.
38
1.
855
1.
29
1.
47
1.
46
1.
83
La tabla 2 muestra los resultados obtenidos en la experimentación de la densidad a una temperatura de 19 °C.
Tabla 1. Tabla de resultados experimentales de la densidad
T= 19 °C
Pesada 1 Pesada 2 Pesada 3 mmicropic / g 1 1 1. mmicropic + H2O / g 2 2 2. mmicropic + C2H5OH / g 2 2 2. mmicropic + muestra / g 2 2 2.
Análisis de resultados
Índice de refracción.
Las densidades del par de sustancias elegidas corresponde a valores de:
C 2 H 5 OH= 0/gmL-1 C 4 H 9 OH= 0/gmL-
Obtenemos la refracción molar y la refracción especifica de los compuestos puros a partir de las lecturas del índice de refracción obtenidas:
RMC2H5OH=1 2 -1/1 2 +2 (46/0) =12. RMC4H9OH=1 2 -1/1 2 +2 (74/0) =21. RSC2H5OH=1 2 -1/1 2 +2 (1/0) =0. RSC4H9OH=1 2 -1/1 2 +2 (1/0) =0.
Se calculan las contribuciones individuales de átomos y enlace para calcular la refracción especifica de los compuestos estudiados:
RSETANOL/BUTANOLa=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0. RSETANOL/BUTANOLb=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0. RSETANOL/BUTANOLc=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0. RSETANOL/BUTANOLd=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0. RSETANOL/BUTANOLe=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0. RSETANOL/BUTANOLf=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0. RSETANOL/BUTANOLg=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0. RSETANOL/BUTANOLh=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0. RSETANOL/BUTANOLi=1 2 -1/1 2 +2 (1/1) =0.
Por consiguiente, se calculan los % masa de ambos componentes para cada solución de la “a” a la “i”:
a= XmolC 4 H 9 OH=0 mLC 4 H 9 OH(0 gRA/1mL)(99/100 RA)(1 mol/ gRP)= 0 XgC 4 H 9 OH=0 (74g/1 mol)= 0 0/120g eta-buta=19 %masa butanol
a b c d e f g h i Va 19 % 33% 53% 67% 83% 90% 94% 96% 97% Vb 81% 67% 47% 33% 17% 10% 6% 4% 3%
Elaborando la curva patrón de vs % masa:
% en masa Índice de refracción 19% 0. 33% 0. 53% 0. 67% 1 83% 1. 90% 1. 94% 1. 96% 2. 97% 2.
𝑉𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑝𝑖𝑐 = 𝑚𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑝𝑖𝑐+𝐻2𝑂
− 𝑚𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑝𝑖𝑐
ρ 𝐻 2 𝑂
𝑉𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑝𝑖𝑐 = 2 − 1.
0.
𝑉𝑚𝑖𝑐𝑟𝑜𝑝𝑖𝑐 = 0 𝑚𝐿
Determinado la densidad y la densidad relativa del C 2 H 5 OH y de la muestra problema (almíbar):
Para el C 2 H 5 OH:
ρC2H5OH = 2 𝑔 − 1𝑔 0 𝑔𝑚𝐿−
ρC2H5OH = 0 𝑔 𝑚𝐿
ρ r C2H5OH = 2 𝑔𝑚𝐿
− 0 𝑔𝑚𝐿−
ρ r C2H5OH = 0.
Para el almíbar:
ρ almíbar = 2 𝑔 − 1 𝑔 0 𝑔𝑚𝐿−
ρ almíbar = 1.
𝑔
𝑚𝐿
ρ r almíbar = 1 𝑔𝑚𝐿
− 0𝑔𝑚𝐿−
ρ r almíbar = 1.
Gracias al conocimiento de la densidad es posible estimar datos de masa y volumen de distintas soluciones y en base a estos valores conocer distintas propiedades y cantidades de estas mediante sustituciones algebraicas.
Conclusiones
Se comprendió los conceptos de índice de refracción, refracción específica y de refracción molar, así como la aplicación de los mismos durante la práctica. Se construyó la curva patrón del índice de refracción vs la composición para una mezcla binaria, de igual manera se determinó la composición de mezclas binarias a partir de la medición de su índice de refracción. Se encontró que a mayor concentración del reactivo el índice de refracción también aumenta, mientras que a mayor temperatura el índice de refracción disminuye.
Se comprendió el concepto de densidad así como las diversas formas de expresarlas de igual forma los distintos métodos para determinar la densidad de los líquidos y el principio físico en el que se basan.
La densidad y el índice de refracción son propiedades que dependen tanto de la concentración como de la temperatura.
Los parámetros que pueden afectar a la determinación de la densidad son errores de paralaje por el uso inadecuado de instrumentos de laboratorio, que la temperatura pueda variar durante el ejercicio y que la pureza del reactivo no sea la óptima.
Referencias
Tippens, E. (2007). Física, conceptos y aplicaciones (7° ed.), México, Pearson. Castellan (1993). Fisicoquímica. Chang, R. & Goldsby, K (2017). Química (12° ed.). Burns A. R. (2003). Fundamentos de química (4°ed). Levine I. N. (s.) Principios de fisicoquímica (6° ed.), México, Pearson.
FQII R2 Equipo 2 1 - reporte
Materia: Fisicoquimica (BIOLOGIA-0213)
Universidad: Universidad Nacional Autónoma de México
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