relatorio nº3

Relatório de Físico-Química ExperimentalProfº: MSc. Francisco Alexandre de Melo Castro

Refratometria Molar

Matson Edwards Pereira UC09037383

Verônica dos Santos Pontes UC10074807

Data da aula experimental: 19/08/2013

Data da entrega do relatório: 26/08/2013

Físico-Química Experimental 2° semestre /2013


1. INTRODUÇÃO

A refratometria se fundamenta no fenômeno de refração, no qual quando um

feixe de luz passa de um meio para outro, sua velocidade sofre uma variação além

da mudança da sua direção muda. A refratometria é utilizada para medir do desvio

da luz ao penetrar em um novo meio e esse desvio pode ser calculado com a ajuda

de refratômetros.

O índice de refração é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a

velocidade na luz num meio material. E pode ser representado pela expressão

abaixo:

n= cv

onde “c” representa a velocidade da luz no vácuo e “v” a velocidade com que a luz

se propaga no meio. Ou seja, o desvio que a luz sofre quando passa de um meio

para outro, depende da velocidade da luz nos dois meios. Como a diferença entre o

índice de refração no vácuo e no ar é de 0,03%, então costuma-se considerar

somente o ar.(1)

Quando se trata de soluções, o índice de refração varia de acordo com a

concentração do soluto. Ele aumenta linearmente com a concentração quando esta

for expressa por massa por volume. Sendo, por isso, útil para a caracterização e

identificação de líquido, ou para indicar a pureza deste liquido. (2)

A refração molar de uma substância está diretamente ligada ao índice de

refração e é igual à polarizabilidade da mesma. Entende-se por polarizabilidade a

facilidade de distorção da nuvem eletrônica de uma molécula. O índice de refração,

ao fornecer a diminuição da velocidade da luz quando a mesma penetra em uma

substância em relação ao vácuo, quantifica o grau de interação do campo elétrico da

radiação com as moléculas da substância, ao distorcer a nuvem eletrônica das

mesmas. Desta forma, a refração molar nos fornece uma medida do grau de

polarizabilidade da molécula de uma substância. A refração molar depende do

número e natureza dos átomos presentes, e também das características das

ligações, portanto, é uma propriedade aditiva e constitutiva. (1)



A refração específica de uma substância pode ser calculada mediante o

emprego da fórmula de Lorentz e Lorenz, derivada das teorias eletromagnética e

ondulatória da luz: (3)

Re=[( n2−1n2+2 ).( 1

ρ )]Onde “n” é o índice de refração da substância e “ρ” a densidade. O índice de

refração determinado no refratômetro é a razão entre os ângulos de incidência e de

refração, em relação à normal, de um raio luminoso, que atravessa a superfície de

separação de dois meios. A refração molar é expressa por:

Re .M=(n2−1 ) .Vm

(n2+2 )

sendo “M” a massa molar e “Vm” o volume molar. A refração molar (Rm) pode ser

expressa em m3/mol ou mL/mol. No caso de uma solução, serão consideradas as

massas específicas, as frações molares e as massas molares. Para uma solução

binária de líquidos a expressão seria:

Rexp=[ (n2−1 )(n2+2 ) ] .[ (xa . M a+xb. M b )

ρ ]sendo “Ma” e “Mb” as massas molares dos componentes “a” e “b” e “xa” e “xb” as

frações molares. Muitas vezes a aditividade é observada na refração molar:

Rad=xa . Ra+xb Rb

com “Ra” e “Rb” representando as refrações molares individuais dos compostos “a” e

“b”. A diferença entre os valores experimentais (Rexp) e previstos (Rad) demonstra

os desvios da aditividade:

∆ R=Rexp−Rad



Quando ΔR excede 0,1, assume-se que existam fortes interações entre os

dois componentes da mistura.

2. OBJETIVO

Determinar a refração molar das soluções de acetona com fração molar que

variam de 0 a 1 e também a refração molar do metanol, etanol, 1-propanol, 1-

butanol, n-hexano.

3. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

10 balões volumétricos de

100 mL;

12 bequer de 50 mL;

12 pipeta Pasteur;

Papel toalha;

Pipeta graduada de 25 mL;

Pipeta de 1 mL;

Pipeta graduada de 5 mL;

Pipetador;

Picnômetro;

Balança Analítica;

Acetona;

Metanol;

Etanol;

1-propanol;

1-butanol;

n-hexano;

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Foram feitos os cálculos para o volume de acetona necessário para o preparo

das misturas de água e acetona, com fração molar de acetona variando de 0 a 1,0,

em intervalos de 0,1. Para isso, utilizou-se a seguinte expressão:

V b=( xbxa ) .(ρaρb ) .(

MMa

MMb) .(100−V b)

onde “Vb” representa o volume de acetona; “xa”, “ρa” e “MMa” a fração molar, a

densidade e a massa molar da água, respectivamente; “xb”, “ρb” e “MMb” a fração

molar, a densidade e a massa molar da acetona, respectivamente.



Em seguida, foram medidas as densidades das soluções, da água pura e da

acetona utilizando o picnômetro e a balança analítica. O picnômetro foi pesado vazio

e sua massa foi anotada. Em seguida, preencheu-se a vidraria com o líquido

desejado até que transbordasse, e novamente foi medida a sua massa. Com os

valores obtidos, foi possível calcular as densidades das soluções e substâncias.

Para tal, considerou-se a temperatura ambiente como 20ºC e que esta permaneceu

constante.

Logo após foram feitas as medidas dos índices de refração das soluções e

das substâncias utilizando o refratômetro. Abriu-se o sistema de prisma do

refratômetro e limpou-o com um papel toalha umedecido friccionando suavemente a

superfície dos prismas. Adicionou-se uma gota de água (padrão de calibração) na

superfície inferior do prisma e fechou-se cuidadosamente o sistema, sem pressionar

os prismas sobre a superfície do padrão de calibração.

Procurou-se movimentar a linha divisória até que esta coincidisse exatamente

com a interseção das linhas do X que aparece no campo, por meio do ajuste fino.

Anotou-se o índice indicado pelo aparelho.

Determinou-se o valor de n para as substâncias puras: metanol, etanol, 1-

propanol, 1-butanol, n-hexano, acetona e para as misturas de água-acetona,

preparadas inicialmente com as seguintes frações molares de acetona: 0,1; 0,2; 0,3;

0,4; 0,5;0,6; 0,7; 0,8; 0,9.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os valores dos volumes de acetona e de água utilizados no preparo das

soluções foram organizados na tabela abaixo. Para todos os cálculos, a massa

molar da água foi considerada como 18,01 g/mol e a massa molar da acetona como

58,08 g/mol. A densidade da água foi considerada 1,00 g/mL a 20ºC e a densdade

da acetona 0,791 g/mL a 20ºC.

Tabela 1 - Volumes e densidades das soluções

Nº da

solução

Fração

molar da

água (xa)

Fração

molar da

acetona (xb)

Volume de

água (mL)

Volume de

acetona

(mL)

Densidade

da

solução



(g/mL

1 1,0 0,0 100,0 0 0,9698

2 0,9 0,1 68,8 31,2 0,9068

3 0,8 0,2 49,5 50,5 0,8945

4 0,7 0,3 36,4 63,6 0,8669

5 0,6 0,4 26,9 73,1 0,8452

6 0,5 0,5 19,7 80,3 0,8062

7 0,4 0,6 14,1 84,9 0,7965

8 0,3 0,7 9,5 90,5 0,7785

9 0,2 0,8 5,8 94,2 0,7754

10 0,1 0,9 2,7 97,3 0,7699

11 0 1,0 0 100 0,7690

Para os cálculos das densidades foram adotados valores que foram aferidos

experimentalmente utilizando um picnômetro de 50 mL. As massas obtidas foram:

1. Massa do picnômetro vazio – 34,29 g;

2. Massa do picnômetro com a solução 1 – 82,78 g;

3. Massa do picnômetro com a solução 2 –79,631 g;







10.Massa do picnômetro com a solução 9 – 73,060 g;

11.Massa do picnômetro com a solução 10 – 72,783 g;

12.Massa do picnômetro com a solução 11 – 72,741g;

O cálculo da densidade foi realizado seguindo o parâmetro:

massasol=massaconj−massa pic



onde, “msol” é a massa da solução, “mconj” é a massa do conjunto picnômetro e

solução e “mpic” é a massa do picnômetro vazio. Após descoberta a massa da

solução, aplicou-a na expressão que representa a densidade:

d sol=massasol50mL

onde “dsol” representa a densidade da solução e 50 mL é o volume do picnômetro

utilizado.

Os índices de refração aferidos experimentalmente também foram

organizados em uma tabela:

Tabela 2 - valores aferidos dos índices de refração.

Solução/Substância Índice de refração (n)

Solução 1 1,3325

Solução 2 1,3580

Solução 3 1,3605

Solução 4 1,3640

Solução 5 1,3650

Solução 6 1,3635

Solução 7 1,3620

Solução 8 1,3600

Solução 9 1,3595

Solução 10 1,3590

Solução 11 1,3585

Metanol 1,3335

Etanol 1,3610

1-Propanol 1,3845

1-Butanol 1,3970

n-hexano 1,4085

É possível verificar uma diminuição nas medidas das densidades à medida

que a fração molar de acetona aumenta. A densidade da solução tende a se

aproximar da densidade da acetona presente na literatura que é de 0,791 g/mL.



Entretanto, esse não foi o valor encontrado. Tal erro se deve a má calibração do

picnômetro e ao erro ao considerar uma temperatura superior a temperatura medida.

A densidade relativa pode ser comparada ao índice de refração de amostras

diferentes de uma mesma substância e não de amostras de substâncias diferentes,

pois as partículas mudam de acordo com o meio e, o índice de refração depende da

organização das mesmas e não do tipo.

Com o aumento da temperatura, é esperado que o índice de refração diminua

já que a facilidade da passagem de luz é aumentada pela desorganização das

partículas, diminuindo, assim, a refração da mesma. Por isso o índice de refração da

água aferido foi de 1,3325 enquanto a literatura traz um valor de 1,3330.

6. PERGUNTAS REFERENTES À PRÁTICA

1) Calcule a refração molar (Rm) para cada um dos alcoóis analisados e para o n-

hexano (vide na literatura as densidades das substâncias na temperatura na

qual os valores de n foram determinados);

Metanol:

ρ = 0,7918 g/mL

MM = 32,040 g/mol

Rm=[( n2−1n2+2 ) .( 1

ρ )] . MMRm=[( 1,33352−1

1,33352+2 ) .( 10,7918 )] .32,04

Rm=[( 0,7783,778 ). (1,263 )] .32,04

Rm=8,333mL /mol

Etanol:

ρ = 0,7890 g/mL

MM = 46,068 g/mol

Rm=[( 1,36102−11,36102+2 ) .( 1

0,7890 )] .46,068



Rm=[( 0,8523,852 ). (1,267 )] .46,068

Rm=12,910mL/mol

1-Propanol

ρ = 0,803 g/mL

MM = 60,095 g/mol

Rm=[( 1,38452−11,38452+2 ) .( 1

0,803 )] .60,095

Rm=[( 0,9173,917 ) . (1,245 )] .60,095

Rm=17,515mL/mol

1-Butanol

ρ = 0,810 g/mL

MM = 74,122 g/mol

Rm=[( 1,39702−11,39702+2 ) .( 1

0,810 )] .74,122

Rm=[( 0,9523,952 ). (1,234 )] .74,122

Rm=22,033mL /mol

n-Hexano

ρ = 0,655 g/mL

MM = 86,177 g/mol

Rm=[( 1,40852−11,40852+2 ) .( 1

0,655 )] .86,177

Rm=[( 0,9843,984 ) . (1,527 )] .86,177

Rm=32,502mL/mol



2) Construa um gráfico: R/mL mol-1 em função de MM/g mol-1, para a série de

alcoóis e determine R(-CH2-)

30 40 50 60 70 80

8

10

12

14

16

18

20

22

24

8,333

12,91

17,515

22,033

Ref

raçã

o m

olar

(m

L/m

ol)

Massa Molar (g/mol)

Refração molar

R(-CH2-) = 8,333 + Nº(-CH2-) x 4,565

3) Calcule a refração molar do grupo metileno [R(-CH2-)] algebricamente (o valor

médio), sendo que o valor médio de R(-CH2-) pode ser obtido pela diferença

entre a R de dois alcoóis que diferem entre si por um grupo metileno (-CH2-).

Conseqüentemente, com os valores de R (para os alcoóis calculados no item

1), obtém-se valores de R(-CH2-) e, portanto, o valor médio de R para o

grupo metileno. Confronte este valor com o obtido graficamente no item 2;

Refração molar da substância metanol: 8,333 (Rme)

Refração molar da substância contendo um metileno: 12,91 (Rm1)

Refração molar da substância contendo dois grupos metileno: 17,515 (Rm2)

Refração molar da substância contendo três grupos metileno: 22,03 (Rm3)



Rm1−Rme12,91−8,333

4,577mL/mol

Rm2−Rm1

17,515−12,91

4,605mL/mol

Rm3−Rm2

22,03−17,515

4,515mL/mol

Média das Refrações molares (-CH2):

4,577+4,605+4,5153

=4,565mL /mol

A refração molar do grupo metileno tem valor de 4,565 mL/mol. Então, pode-

se estimar a refração molar dos alcoóis utilizando o produto deste valor pela

quantidade de grupos metileno somado com a refração molar do metanol:

Rm1=8,333+1x 4,565

Rm1=12,898

Rm2=8,333+2x 4,565

Rm2=17,463

Rm3=8,333+3 x 4,565

Rm3=22,028

Rmn=8,333+n x 4,565

Como os valores calculados estão bem próximos dos valores do gráfico,

pode-se concluir que o valor da refração molar do grupo metileno tem valor de 4,565

mL/mol.

4) Calcule também R para -OH e para -H, por diferença. Para tal, proceda da

seguinte maneira:

a. use o valor de R do n-hexano e calcule R para o grupo metila (-CH3),

por meio da relação: 2 R(-CH3) + 4 R(-CH2-) = R(n-hexano);



2 R (−CH 3 )+4 R ¿

2 R (−CH 3 )+4 x 4,565=32,502

R (−CH 3 )=7,121mL/mol

R (CH 3OH )=R (CH 3 )+R (OH )

8,333=7,121+R (OH )

R (OH )=1,212mL/mol

b. calcule R(-H), por meio das duas expressões a seguir:

1 - R(-CH3) - R(-CH2-) = R(-H)

2 - R(-H) = (1 / 2) [R(n-hexano) - 6 R(-CH2-)];

R (−CH 3 )−R ¿

7,121−4,565=R (−H )

R (−H )=2,556mL/mol

R (−H )=( 12 )¿

R (−H )=( 12 ) [32,502−6 x 4,565 ]

R (−H )=2,556mL/mol

c. Calcule o valor médio para R(-OH), usando os valores: R(álcool), R(-

CH3) e R(-CH2), por exemplo, para 1-propanol:

R(-CH3) + 2 R(-CH2-) + R(-OH) = R(1-propanol).

Monte uma expressão deste tipo para cada um dos três álcoois

restantes e calcule o valor médio de Rm (-OH).

R (−CH 3 )+2R ¿

7,121+2 x 4,565+R (−OH )=17,515

R (−OH )=1,264mL /mol



R (−CH 3 )+R (−OH )=R (metanol)

7,121+R (−OH )=8,333

R (OH )=1,212mL/mol

R (−CH 3 )+R ¿

7,121+4,565+R (−OH )=12,910

R (−OH )=1,224mL /mol

R (−CH 3 )+3 R ¿

7,121+3 x 4,565+R (−OH )=22,033

R (−OH )=1,217mL /mol

Média dos valores de R(-OH):

1,264+1,212+1,224+1,2174

=1,229mL /mol

5) Para a mistura água e acetona, faça um gráfico índice de refração (n) versus

fração molar de acetona.

Para a montagem do gráfico, foi utilizada a seguinte expressão:

Rexp=[ (n2−1 )(n2+2 ) ] .[ (xa . M a+xb. M b )

ρ ]onde, “n” representa o índice de refração que foi aferido experimentalmente, “xa” e

“Ma” representam a fração molar e a massa molar de água respectivamente; “xb” e

“Mb” representam a fração molar e a massa molar de acetona respectivamente; e “ρ”

a densidade da solução obtida experimentalmente.

Dessa forma, foram obtidos os valores de “Rexp” em função da fração molar de

acetona da mistura. Segue abaixo o gráfico que representa a situação:



0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,02

4

6

8

10

12

14

16

18

3,807

5,3176,429

7,725

8,98

10,514

11,71

13,057

14,231

15,45816,608

Re

fra

ção

Mo

lar

da

so

luçã

o (

mL

/mo

l)

Fração Molar de acetona (xb)

Refração Molar da solução

6) Também calcule o Rad, Rexp e ΔR para cada uma das misturas de água e

acetona. Faça um gráfico de Rexp e ΔR vs. a fração molar de acetona.

Para o cálculo Rad foi utilizada a expressão: Rad=xa . Ra+xb Rb, onde “xa” e “Ra”

representam a fração molar e a refração molar da água pura; “xb” e “Rb” representam

a fração molar e a refração molar da acetona pura. O valor de “Ra” utilizado para os

cálculos foi 3,807 mL/mol e de “Rb” foi 16,808 mL/mol, valores das refrações molares

que foram obtidos experimentalmente.



0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,02

4

6

8

10

12

14

16

18

3,807

5,0871

6,3672

7,6473

8,9274

10,3075

11,6076

12,9077

14,2078

15,5079

16,808

Adi

tivid

ade

(Rad

) (m

L/m

ol)

Fração Molar de Acetona (xb)

Aditividade (Rad)

Para o cálculo dos desvios de aditividade (ΔR) foi utilizada a expressão:

∆ R=Rexp−Rad. Com os valores dos desvios também foi montado um gráfico em

função da fração molar.

0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0

0,2299

0,06180,0777

0,0529

0,2065

0,1024

0,1493

0,0232

-0,0499

0

Des

vios

da

aditi

vida

de (

mL/

mol

)

Fração Molar de Acetona (xb)

Desvios da aditividade



7) Apresente no relatório duas tabelas com os seguintes cabeçalhos:

Tabela 3 - Dados experimentais e literário

B (Substância)

M (g/mol) Dens. g/ml

n.

obtido

n.

literatura

Rm

Obtido (mL/mol)

Rm

Literatura (mL/mol)

Erro %

água 18,02 0,9998 1,3325 1,3330 3,807 3,725 + 2,20

metanol 32,04 0,7918 1,3335 1,3200 8,333 8,343 -0,12

etanol 46,06 0,7890 1,3610 1,3600 12,910 12,961 -0,39

1 - propanol 60,09 0.8034 1,3845 1,3840 17,515 17,579 -0,36

1 - butanol 74,12 0,8100 1,3970 1,3990 22,033 22,197 -0,74

N - hexano 86,17 0.6548 1,4085 1,3750 32,502 29,908 +8,67

Tabela 4 - Valores dos índices de refração

X (acetona) n(mix) Rad (mL/mol)

Rexp (mL/mol)

∆R (mL/mol) n2

0,0 1,3325 3,807 3,807 0 1,7755

0,1 1,3580 5,0871 5,317 0,2299 1,8441

0,2 1,3605 6,3672 6,429 0,0618 1,8509

0,3 1,3640 7,6473 7,725 0,0777 1,8604

0,4 1,3650 8,9274 8,980 0,0529 1,8632

0,5 1,3635 10,375 10,514 0,2065 1,8591

0,6 1,3620 10,6076 11,710 0,1024 1,8550

0,7 1,3600 12,9077 13,057 0,1493 1,8496



0,8 1,3595 14,2078 14,231 0,0232 1,8482

0,9 1,3590 15,5079 15,458 -0,0499 1,8468

1 1,3585 16,808 16,608 0 1,8455

8) Defina reflexão e refração da luz.

A reflexão da luz é um dos fenômenos mais comuns envolvendo a

propagação da luz. A reflexão ocorre quando a luz incide sobre a superfície de

separação entre dois meios com propriedades distintas. A reflexibilidade é a

tendência dos raios de voltarem para o mesmo meio de onde vieram.

Quando a luz incide sobre uma superfície separando dois meios, podem

ocorrer dois fenômenos distintos: reflexão da luz e refração da luz. Parte da luz volta

e se propaga no mesmo meio no qual a luz incide (a reflexão da luz). A outra parte

da luz passa de um meio para o outro se propagando nesse segundo. A esse último

fenômeno (no qual a luz passa de um meio para o outro) dá o nome de refração da

luz.

Os dois fenômenos ocorrem concomitantemente. Pode haver predominância

de um fenômeno sobre o outro. Que fenômeno predominará vai depender das

condições da incidência e da natureza dos dois meios.

Se a superfície de separação entre os dois meios for plana (por exemplo,

superfície de um metal) e polida (uma superfície regular) então a um feixe incidente

de raios luminosos paralelos corresponderá um feixe refletido de raios luminosos

igualmente paralelos. A reflexão nesse caso será denominada de regular.

Se a superfície de separação apresentar rugosidades a reflexão será difusa.

A luz será espalhada em todas as direções. Se considerarmos um feixe de raios

luminosos incidentes paralelos, os raios refletidos irão tomar as mais diversas

direções. A grande maioria dos objetos reflete a luz de uma maneira difusa. Isso nos

permite vê-lo de qualquer posição que nos situarmos em relação a ele.

Parte da luz é absorvida pelo objeto. Diferentes materiais absorvem luz de

forma diferente e por isso vemos objetos das mais variadas cores.



9) Qual é a lei de Snell? Descreva o fenômeno físico representado por ela.

A 2ª lei da refração é utilizada para calcular o desvio dos raios de luz ao

mudarem de meio, e é expressa por:

No entanto, sabemos que:

Além de que:

Ao agruparmos estas informações, chegamos a uma forma completa da Lei de

Snell:

10) Que material é usado para fazer prismas e qual a sua utilidade como

dispositivo óptico?

Os Em óptica, um prisma é um elemento óptico transparente com superfícies

retas e polidas que refratam a luz. Os ângulos exatos entre as superfícies dependem

da aplicação. O formato geométrico tradicional é o prisma triangular com base

quadrangular e lados triangulares, e o uso coloquial de "prisma" geralmente refere-

se a essa configuração. Os prismas são tipicamente feitos de vidro, mas também

podem ser feitos de qualquer material transparente aos comprimentos de onda ao

qual são designados.

Um prisma pode ser usado para separar a luz em suas cores do espectro (as

cores do arco-íris). Também podem ser usados para refletir a luz ou ainda dividi-la

em componentes com diferentes polarizações.

Ao mudar entre um meio e outro (por exemplo, do ar para o vidro), a luz muda

sua velocidade. Como resultado seu caminho é refratado e parte de si é refletida. O


http://pt.wikipedia.org/wiki/Velocidade

http://pt.wikipedia.org/wiki/Polariza%C3%A7%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Reflex%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Arco-%C3%ADris

http://pt.wikipedia.org/wiki/Espectro_(f%C3%ADsica)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cor

http://pt.wikipedia.org/wiki/Comprimento_de_onda

http://pt.wikipedia.org/wiki/Vidro

http://pt.wikipedia.org/wiki/Refra%C3%A7%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%93ptica


ângulo de entrada do raio de luz e os índices de refração dos dois meios

determinam o quanto da luz é refletida e o quanto o caminho e refratado. O índice de

refração dos meios variam de acordo com o espectro (ou cor) da luz devido

à dispersão, fazendo com que as luzes de diferentes cores sejam separadas quando

refratadas na superfície do prisma.

11)O que é índice de refração?

O desvio que a luz sofre quando passa de um meio para outro, depende da

velocidade da luz nos dois meios. A grandeza física que relaciona as velocidades

nos dois meios é o índice de refração relativo (n21), que é definido como sendo a

razão entre a velocidade da luz no primeiro meio (v1) e a velocidade da luz no

segundo meio (v2):

n2,1 = v1 / v2

Quando o primeiro meio é o vácuo (v1 = c), o índice de refração que relaciona a

velocidade da luz no vácuo com a velocidade em outro meio (v), é denominado

índice de refração absoluto (n):

n = c / v

A velocidade da luz no vácuo é c = 3x 108 m/s e em outro meio qualquer é

menor do que este valor. Consequentemente, o valor do índice de refração em

qualquer meio, exceto o vácuo, é sempre maior que a unidade (n > 1).

12) Que informações podem ser obtidas a partir dos valores de índice de

refração de substâncias puras ou de misturas?

O índice de refração é outra propriedade físico-química, associada à

densidade de líquidos e relacionada com a estrutura molecular, empregada

comumente em laboratórios de análise e de pesquisa. A definição do índice de

refração (n) é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e na amostra analisada.

Esse índice é dependente da temperatura, da pressão, da natureza da substância e

do comprimento de onda da luz. Tratando-se de uma mistura homogênea, solução,


http://pt.wikipedia.org/wiki/Dispers%C3%A3o_(%C3%B3ptica)

http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_refra%C3%A7%C3%A3o


o índice de refração depende também da sua concentração. Consequentemente, o

índice de refração é usado para identificar substâncias puras e para determinar a

concentração de soluções.

13) Que variáveis interferem na determinação do índice de refração? Explique,

sucintamente, como estas variáveis interferem no valor de n.

Esse índice é dependente da temperatura, da pressão, da natureza da

substância e do comprimento de onda da luz. Temperatura e pressão influenciam

diretamente nos espaços entre as moléculas, o que acaba determinando o

comportamento da luz ao passar por entre elas. A natureza da substância interfere

pois, quanto mais polar for a substância, mais o campo magnético gerado pela

nuvem eletrônica vai fazer variar a velocidade e o ângulo de incidência da luz.

14)O que você entende por refração molar (R)?

A refração molar de uma substância é aproximadamente a soma das

refrações dos grupos eletrônicos dentro da substância. A refração molar (RM) de uma

substância, para um determinado comprimento de onda em uma dada temperatura,

é obtida pela equação de Lorenz-lorentz:

Rm=[( n2−1n2+2 ) .( 1

ρ )] . MMonde: n é o índice de refração, M a massa molar e p a densidade.

7. CONCLUSÃO

Observou-se que ao se elevar a temperatura do líquido, os espaços entre as

moléculas aumentam, fazendo com que a velocidade com que a luz atravesse o

meio também aumente, diminuindo, desta maneira, o índice de refração. Por isso o

valor encontrado para o índice de refração da água foi menor que o encontrado na



literatura, pois, provavelmente, a temperatura do laboratório se encontrava superior

a 20º C. Conclui-se também que a refração molar de um composto é afetada pela

natureza química da substância, do comprimento de onda da luz usada em sua

medida e da temperatura. Se o segundo meio é uma solução, o índice de refração

depende também da concentração da mesma. O índice de refração pode ser usado

para determinar a concentração de materiais, para estabelecer a identidade e a

pureza de um composto químico e como uma ajuda valiosa para provar a estrutura

de um composto. Pode-se afirmar também que a refração molar de uma substância

é aproximadamente a soma das refrações dos grupos eletrônicos dentro da

substância, ou seja, das refrações molares das ligações entre os átomos.

.

8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. ATKINS, P., PAULA J., Físico Química – vol. 1, Livros Técnicos e

Científicos, Rio de Janeiro (1999)

2. CASTELLAN, G. W. Fundamentos de Físico-Química. 1ª ed. Rio de

Janeiro: LTC, 2008.

3. ALCÂNTARA, Robério M., Apostila de Físico Química Experiemental.

Curso de Química da Universidade Católica de Brasília, 2º semestre de

2009.


relatorio nº3

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