PRACTICA de Polarimetría

 

PRACTICA N º 5 POLARIMETRÍA DE LA SACAROSA I.

OBJETIVOS.   Conocer, los fundamentos, el equipo y familiarizarse con el uso del polarímetro



II.

con el fin de identificar la sacarosa y otros azucares INTRODUCCION: Existen distintos instrumentos por medio de los cuales se pueden determinar la concentración de sacarosa, en este caso se hablará del uso del polarímetro mediante la técnica de la polarimetría. Esta se basa en la propiedad que tiene el vector campo eléctrico de una onda electromagnética (en este caso luz natural) que luego de atravesar un polarizador (cristal o lámina que deja pasar luz que vibra en un solo plano) y posteriormente una muestra, si esta última tiene actividad óptica, producirá una rotación del(que eje de polarizada que se apreciará utilizando un analizador no la esluz más que otro incidente, polarizador) a una escala graduada. La cantidad de sacarosa presente en distintas sustancias de uso común como refrescos y aguas saborizadas, ha sido cuantificada mediante el método de polarimetría. La polarimetría es una técnica que se basa en la medición de la rotación óptica producida sobre un haz de luz polarizada al pasar por una sustancia ópticamente activa. Una sustancia ópticamente activa es una sustancia quiral la cual rota la luz polarizada (presenta actividad óptica) y es medida mediante el polarímetro.

III.

MARCO TEORICO El aparato de polarización es un instrumento de de mostración que se emplea en conjunción con un proyector de luz diurna, para la ejecución de experimentos cualitativos y cuantitativos, frente un amplio círculo de oyentes, en escuelas o universidades, para demostración de de la actividad actividad óptica, la determinación del del ángulo específico de rotación y la determinación de concentración para ángulos de rotación específicos conocidos.

 

Funcionamiento La luz (ondas electromagnéticas que se encuentran encuen tran dentro del rango de lo visible) que sale del proyector de luz diurna atraviesa un filtro amarillo. De acuerdo con la teoría, la luz amarilla aumenta la precisión de medida. Esta luz oscila en diferentes planos:

El primer filtro polar (polarizador) sólo permite el paso de uno de los planos de oscilación: la luz se ha polarizado. Si se coloca detrás un segundo filtro polar (analizador), girado en 90°, la luz polarizada es absorbida en gran parte puesto

que, por así decirlo, la «rejilla» de este filtro cruzado se encuentra en posición transversal con respecto al plano de oscilación: extinción máxima.

Si se interpone una sustancia al haz luminoso (p. ej.: una solución en una cubeta), y esta sustancia es ópticamente activa, esto es, hace girar el plano de oscilación de la luz polarizada hacia la izquierda o la derecha, en sentido horario, entonces también se debe girar el analizador para volver a alcanzar la máxima extinción de luz. El ángulo, en grados, entre la máxima extinción sin y con contenido en la cubeta, o bien entre el disolvente puro y la solución, se determina por medio del giro del analizador. Este ángulo constituye un importante valor de medición, junto con la concentración de la sustancia diluida y el nivel de llenado de la cubeta. Desde el punto de referencia de un observador que vea de frente al analizador, unas moléculas ópticamente activas hacen girar la luz polarizada hacia la

 

izquierda (en sentido contrario al de las manecillas del reloj) y se llama levorrotatorias, mientras hay otras que la giran a la derecha (en sentido de las manecillas del reloj) y se denominan dextrorrotatorias. Por P or convención, se asigna un signo (-) a la rotación hacia la izquierda y a la rotación a la derecha, un signo mas (+). La cantidad de rotación que se observa en la polarimetría depende de la cantidad de moléculas ópticamente activas que se encuentre el haz luminoso. La medición de la rotación óptica producida sobre un haz de luz polarizada al pasar por una sustancia sustanc ia ópticamente activa se da mediante la siguiente fórmula.

[α]=rotación específica  específica  α=rotación observada  observada  c=Concentración l=longitud de la celda (dm) Las partes fundamentales de operación de un polarímetro son:   una fuente de luz (por lo general una lámpara sodio)   un polarizador   un tubo para mantener la substancia (o solución) ópti ópticamente camente activa en el rayo luminoso   un analizador   una escala para m medir edir el número de grados que el plano de la luz polarizada ha girado. Dentro de algunos de los usos de la polarimetría es en el control de calidad, control de procesos e investigación en la industria farmacéutica, química, aceites esenciales, alimentación y aroma.

IV.

MATERIALES Y MÉTODOS. 3.1 MATERIAL INSTRUMENTAL Y EQUIPOS. 3.1.1. Material a ensayar, insumos y reactivos, los requeridos son:



Sacarosagrado comercial.    Glucosa analítico.



 

3.1.2. Equipos e instrumental, se requieren los siguientes.        

Balanzas. Refractómetro digital Termómetros. Cocinillas.

       

Erlenmeyer. Probetas. Pipetas. Vasos de precipitación.

 

 

   

V.

PROCEDIMIENTO. El procedimiento a seguir considera las siguientes evaluaciones. Preparar soluciones acuosas al 10%,15%, 20%, 26% de sacarosa, y 15% de glucosa

Figura 1: Sacarosa al 10%,15%,20%, 26% y glucosa al 15% Después de limpiar cuidadosamente el prisma, colocar unas gotas de la sustancia problema. Se recomienda que la muestra sea lo suficientemente transparente para que deje pasar la luz y la temperatura a 20°C (como el equipo esta calibrado)

 

Hacer las lecturas para las muestras a diferentes concentraciones.

Figura 2: Mediciones en el refractómetro digital.

VI.

RESULTADOS Y DISCUCIONES. Cuadro 1: °Brix, ángulo de rotación, pureza y concentración de sacarosa y glucosa a diferentes concentraciones. SACAROSA 10%

SACAROSA 15%   15%

SACAROSA 20%

SACAROSA 26%

°Brix

10.2

15

20

24,7

14,7

Angulo de rotación (AR)

2.27

1,10

2.8

4,31

5,34

Concentración (g/100 cm3)

C=2,70 g/100 cm3

C=8.27 g/100 cm3

C=28.19 g/100 cm3

C=32,39 g/100 cm3

C=50.66 g/100 cm3

GLUCOSA 15%

 

 

En la tabla se presentan los datos en los cálculos teóricos en cada una de las sustancias.

Solución 

Tipo de rotación 

Sacarosa al 10% Sacarosa al 15% Sacarosa al 20% Sacarosa al 26%

Dextrógira

Rotación  específica teórica +66.5

Dextrógira

+66.5

Dextrógira

+66.5

Dextrógira

+66.5

Glucosa al 15%

Dextrógira

+52.7

DISCUCIONES: La sacarosa es un hidrato de carbono, dextrógiro debido a que gira la luz polarizada hacia la derecha. Esto se determina ya que al aumentar la concentración el poder rotatorio fue aumentando.

CONCENTRACION (%)

ANGULO DE ROTACION

10 15 20 26

2.7 8.27 28.19 32.39

 

 

Grafica 1: ángulo de rotación vs el % de concentración de sacarosa

Ángulo de rotacion en función de la concentraccion de la sacarosa(g/ml) 40

y = 2.038 2.0389x 9x - 18.30 18.303 3

35

R² = 0.9148

   n    o 30    i    c    a    t 25    o    r    e 20     d    o     l 15    u    g    n 10    A

Series1 Linear (Series1)

5 0 0

5

10

15

20

25

30

% de concentracion de soluciones de sacarosa

Se puede observar que mientras aumenta el ángulo de rotación también aumenta la concentración de la actividad óptica. CONCENTRACION (%) 10 15 20 26

GRADOS BRIX 10.2 15 20 24.7

Grafica 2: ángulo de rotación vs el % de concentración de sacarosa Brix vs concentraccion(%p/v)solucion concentraccion(%p/v)solucion sacarosa 30 25

y = 0.9128x + 1.273 R² = 0.997

   x    i 20    r     b    s    o 15     d    a    r    G10

Series1 Linear (Series1)

5 0 0

5

10

15

20

25

concentracion de las soluciones de sacarosa

30

 

  Los grados brix miden el cociente co ciente total de sacarosa disuelta en un líquido,  Así de acuerdo a la gráfica, el valor de los grados brix es directamente proporcional a la concentración de la sacarosa presentes en las muestras, es decir conforme aumenta la concentración de sacarosa aumenta el valor de los grados brix, lo cual es correcto. Dicha grafica está regida por la ecuación: y = 0.9128x + 1.273 R² = 0.997

VII.

CONCLUSIONES

 

Se conoció, los fundamentos, el equipo equipo para identificar la sacarosa y otros azucares.   En este caso se utilizó un polarímetro, para medir el ángulo de rotación de sacarosa y glucosa en diferentes concentraciones. 

  La temperatura ael tiempo la cualtranscurrido, se encuentra la sustancia, la longitud la concentración, la presencia o ausencia de de onda, catalizadores, son algunos factores que retardan o aceleran la inversión de la sacarosa en sus carbohidratos más simples .Las mediciones de la rotación óptica pueden emplearse para determinar la concentración y/o la pureza de una sustancia, o simplemente para detectar la presencia de una sustancia química ópticamente activa en una mezcla. Se pueden presentar errores en la medición del ángulo de giro de tipo humano cuando queda la presencia de burbujas en el tubo de observación o de instrumentación al quedar mal calibrado.

VIII.

RECOMENDACIONES

 

Las muestras utilizadas deben mantenerse en adecuadas condiciones

 

Evitar el desorden en el mesón dónde se realiza la práctica y trabajar con limpieza.

IX.

BIBLIOGRAFIA   DOUGLAS A. SKOOG,F. JAMES HO HOLLER LLER , STANLEY R. CROUCH. (2008). PRINCIPIOS DE ANÁLISIS INSTRUMENTAL. MÉXICO DF: CENGAGE LEARNING.





  DOUGLAS A. SKOOG,F. JAMES HOLLER , STANLEY R. CROUCH. (2005). FUNDAMENTOS DE QUÍMICA ANALÍTICA. MÉXICO DF: CENGAGE

 

LEARNING.   W.F. PICKERING. QUIMICA ANALITICA MODERNA. EDITORIAL REVERTÉ



  Allier Rosalí Rosalía a etal LA M MAGIA AGIA DE LA QUÍMI QUÍMICA CA editorial EPSA, Mé México xico DF 1995 1eraedición.





  https://www.3bscientific.es/product-manual/U14390_ES.pdf.  https://www.3bscientific.es/product-manual/U14390_ES.pdf. 

ANEXOS

Cálculos

[α]  =

c=

α ∗ 100 100 ∗

α ∗ 10 100 [α]  ∗

 

 

Donde: [α]  = Ángulo especifico de rotación con línea D de Na y 20°C.

α = Ángulo de rotación medido (lectura de la escala) c = Concentración de la solución en (g/100cm3) L = Espesor de la capa (altura de llenado) en dm.   Hallando la Concentración para la sacarosa al 10%



[α]  = 66.52° (Valores tomados de Rapoport/ Raderecht, Physiologischchemisches Praktikum, VEB Verlag Volku. Gesundheit, 1972)

α = 0,36°  0,36° 

 

c =? L = 0.2 dm [α]  = C=

α ∗ 100 100 ∗

 

dm ∗ g 0,36° ∗ 100     ∗ 66.52°cm3 0.2

C=2,70 g/100 cm3

  Hallando la Concentración para la sacarosa al 15%



[α]   = 66.5° (Valores tomados de Rapoport/ Raderecht, Physiologischchemisches Praktikum, VEB Verlag Volku. Gesundheit, 1972)

α = 1.10°  1.10°  c=? L = 0.2 dm. α ∗ 100 100  [α]  = ∗ C=

dm ∗ g 1.10° ∗ 100     ∗ 66.52°cm3 0.2

C=8.27 g/100 cm3    Hallando la Concentración para la sacarosa al 20%



[α]  = 66.5° (Valores tomados de Rapoport/ Raderecht, Physiologischchemisches Praktikum, VEB Verlag Volku. Gesundheit, 1972)

α = 3.75°  3.75°  c=? L = 0.2 dm. [α]  = C=

α ∗ 100 100 ∗

 

dm ∗ g 3.75°° ∗ 100 3.75     ∗ 66.5°cm3 0.2

C=28.19 g/100 cm3

 

  Hallando la Concentración para la sacarosa al 26%



[α]  = 66.5° (Valores tomados de Rapoport/ Raderecht, Physiologischchemisches Praktikum, VEB Verlag Volku. Gesundheit, 1972)

α = 4.31°  4.31°  c=? L = 0.2 dm.

[α]  = C=

α ∗ 100 100 ∗

 

dm ∗ g 4.31° ∗ 100     ∗ 66.52°cm3 0.2

C=32,39 g/100 cm3

  Hallando la Concentración para la glucosa al 15%





[chemisches α] = 52.7°Praktikum, (ValoresVEB tomados Rapoport/ Raderecht, u. Gesundheit, 1972).PhysiologischVerlagde Volk

α = 5,34°  5,34°  c=? L = 0.2 dm. [α]  =

C=

α ∗ 100 100 ∗

 

5,34°° ∗ 100 5,34 dm ∗ g     ∗ 0.2

52.7°cm3

C=50.66 g/100 cm3