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7/25/2019 Tecnicas Instrumentales. Mtodos Opticos Sin Absorcin
de Luz
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Josu Cordero Prez Tcnicas Instrumentales Grado en Farmacia
TEMA 5METODOS OPTICOS SIN ABSORCIN DE LUZ
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Refractometria
Es una tcnica analtica que mide directamente el ndice de
refraccin de las sustancias. El
fenmeno de refraccin es el proceso por el cual una onda al
propagarse por un medio omogneo !
se encuentra con un o"st#culo que produce un cam"io en la
direccin de propagacin de dica
onda. $uele ocurrir cuando una onda se topa con una interfase
%zona que separa dos medios
distintos o fases&. Cuando una onda pasa de un medio ' a un
medio (! parte de la onda es refle)ada
en la interfase %cam"io de direccin * sentido respecto a la
incidente& * parte es transmitida al
medio.
+a refraccin est# cuantificada a partir de un ndice de
refraccin! el cual! se define como la
relacin entre la ,elocidad de la luz en el ,aco %c& * en
otro medio material %,&. $uponiendo que laonda tope con una
interfase entre el ,aco * otra fase diferente.
+a ,elocidad de propagacin de la luz o de cualquier otra onda
depende en todo momento del
medio en el que se propaga dica onda.
Leyes de Se!!
+a refraccin est# caracterizada por dos le*es %le*es de
$nell&-
"#Ley de Se!!$El plano de la luz incidente forma un angulo
respecto a la normal eactamente igual que el de la
onda refle)ada.
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(/ +e* de $nell-
El indice de refraccin es igual al cociente entre el sen del
angulo del ra*o incidente %i& entre el seno
del angulo de la onda transmitida o refractada %r&
El indice de refraccin ,a a estar condicionado por dos
factores-
Temperatura- 0a que la densidad del medio depende de la
temperatura! * por ello! la
refraccin depende de la temperatura. 1 menor Temperatura el
medio es m#s denso * con
ello la ,elocidad de propagacin %c& es menor! por tanto! el
#ngulo disminu*e.
+a longitud de onda de la radiacin- En la refraccin se produce
un cam"io en la ,elocidad
de propagacin! la cual esta ligada a la longitud de onda siendo-
c23 4T! %T2Perodo *
frecuencia2 '4T&.Por lo que deducimos que- 32
c4frecuencia.
Como la refraccin es el cam"io de la ,elocidad de propagacin
%c&! al mantenerse la
frecuencia siempre constante * con ella la energa de la onda!
tiene que darse una ,ariacin
de 3 directamente proporcional a la ,ariacin de c.
Refracci% Mo!ar
Es una aplicacin del fenmeno de la refraccin en molculas para
determinar los indicadores de
refraccin de un #tomo! grupo! tipo de enlaces! etc. $e utiliza
para an#lisis cualitati,o como
determinar momentos dipolares.
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Para su determinacin se utiliza la ecuacin de +orentz5+orenz. En
ella n es el indice de refraccin!
6! la masa molecular *! p! la densidad. $iendo el cociente 64p
igual al 7olumen que ocupa un mol
de compuesto %7olumen molar&.
Caractersticas-
Es nota"lemente independiente de la Temperatura! *a que sta
afecta al indice de refraccin
* a 7m %7olumen molar! que es 64p& sin producir ,ariacin de
8efraccin molar.
Tiene dimensiones de 7olumen 6olar
Es una propiedad relacionada con el n9mero * tipo de #tomos *
enlaces presente en la
molcula.
$e determina por tanto que la refraccin molar de una molcula es
la suma de las refracciones de
cada uno de sus #tomos. Por lo que podemos decir que la
refraccin tiene car#cter aditi,o.
Podemos calcular aproimadamente la refraccin molar de una
especie qumica mediante la suma
de las contri"uciones de cada #tomo * grupos de #tomos cu*os
,alores para #tomos mas comunes
,ienen en la siguiente ta"la-
Refracci% mo!ar e me&c!as 'iarias
Para tratar la refraccin molar producida por una disolucin de
dos especies qumicas! se considera
la suma de la refraccin molar de cada una de ellas. +a refraccin
dela mezcla tiene! por tanto!
car#cter aditi,o respecto a los componentes-
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$iendo al frmula de la izquierda la frmula desarrollada * la de
la dereca la frmula resumida.
$e cumple la condicin de que la suma de las fracciones molares
de am"as especies en la disolucin
es igual a la unidad-
Eperimentalmente se miden los indices de refraccin * las
densidades %n'!( * p'!(& de am"as especies
de la mezcla! pudiendo calcular por ello sus fracciones molares
%'!(&! la molaridad %6& * su
8efraccin molar %86&.
Todo ello permite determinar la composicin de mezclas
"inarias.
(dice de refracci% de diso!)cioes di!)idas
En la ma*or parte de las disoluciones! cuando la concentracin de
soluto no a"arca un margen
grande de ,alores! la dependencia del indice de refraccin con la
concentracin o densidad de la
disolucin se epresa de manera lineal.
$iendo n el indice de refraccin pro"lema %,aria"le
dependiente&! n :el indice de refraccin
%ordenada en el origen&! 1! una constante %pendiente& *
c! concentracin! %,aria"le independiente&
El uso de relacin de este tipo permite eplotar las utilidades
cuantitati,as de la tcnica.
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Po!arimetr*a
+a polarimetra es una tcnica instrumental que consiste en la
determinacin del poder rotatiorio
especfico de las sustancias pticamente acti,as. Estas sustancias
tienen la propiedad de girar el
plano de polarizacin de la luz polarizada en un plano. Podemos
distinguir dos tipos de especiesqumicas en funcin de esta
des,iacin-
;etrgiras- Especies que al incidir so"re ellas la luz
polarizada! la des,an acia la dereca.
+e,giras- Especies que al incidir so"re ellas la luz polarizada!
la des,an acia la izquierda.
+as sustancias pticamente acti,as son las que presentan isomera
ptica! es decir! los enantimeros
%molculas asimtricas&. Poseen car"onos asimtricos o
quirales! que se define como aquel que
posee sus cuatro radicales diferentes. +a estructura o
quiralidad de car"onos de las especies
qumicas es la causa de la des,iacin de la luz en diferentes
planos en funcin de la orientacin de
los radicales.
1claracin- que sea forma ; no significa que des,e el plano de la
luz polarizada acia la dereca *que sea forma + no significa que
des,e el plano de la luz polarizada acia la izquierda.
+os ismeros pticos son im#genes especulares uno del otro. Es
decir! son estructuras superponi"les
en un espe)o.
Me&c!a Rac+mica- $e denomina mezcla racmica a aquella
constituida por ismeros pticos! de talforma que el
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L)& ,o!ari&ada
+a luz es una onda de tipo electromagntica que se propaga en
todos los #ngulos * direcciones del
espacio respecto a la direccin de propagacin! de tal forma que
en un principio seramos incapaces
de o"ser,ar una des,iacin de la luz respecto a un plano *a que
lo confundiramos con otras ondas
en propagacin.
Para estudiar la des,iacin de la luz en una sustancia
%polarimetra& se eliminan todos los planos de
propagacin de la luz ecepto uno de ellos! que tomamos como
referencia.
Po!ari&aci% de !a !)&
Para producir dica polarizacin! es decir! la eleccin de un solo
plano de luz! se toma en cuenta
solo el campo elctrico de la onda * se elige aquel plano
perpendicular a la direccin de
propagacin>>>
Para realizar la polarizacin de la luz se utiliza un cristal en
forma de prisma llamadoprisma de
Nicol. El prisma de ?icol crea un az de luz polarizada a partir
de otro sin polarizar. ;e"ido a la
"irrefrigencia de la calcita. +a 'irrefri-eciao do'!e
refracci%es una propiedad de ciertoscuerpos! de desdo"lar un ra*o
de luz incidente en dos ra*os linealmente polarizados de manera
perpendicular entre s como si el material tu,iera dos indices de
refraccin distintos.
@n az sin polarizar se di,ide en ( aces polarizados. @no se
denomina ordinario* eperimenta un
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indice de refraccin de '!'A
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+a luz lle,a un camino desde su produccin en la fuente asta el
o)o umano! pasando por lasustancia que produce una des,iacin en el
plano de la misma. Todo este camino o proceso
compone la cadena de medida del polarmetro. Podemos eplicarla en
,arias fases-
'. +a luz es producida por una l#mpara o fuente de luz.
(. Pasa por una lente dispersa la luz en todas las
direcciones.
. +a luz ordinaria propagada en todos los planos pasa por el
polarizador %prisma de ?icol&!
producindose el ra*o polarizado.
. El az polarizado en un plano atra,iesa la muestra sufriendo
una des,iacin.
