Métodos Espectroscópicos: Polarimetría y Refractometría Aplicadas a la Caracterización de Sustancias y Alimentos

EXERCICIS MÈTODES ESPECTROSCÒPICS 1.Què s’entén per llum polaritzada?
Quines carácterístiques la diferencien de la llum normal? La luz polarizada está formada por ondas luminosas que vibran en un mismo plano, mientras que la luz no polarizada son ondas luminosas que se emiten de forma aleatoria y vibran en planos distintos. La polarización ocurre cuando la luz atraviesa ciertos filtros que permiten pasar sólo la parte de la luz cuyo plano de oscilación coincide con la dirección del filtro. Si el plano de vibración desvía la luz hacia la derecha será una substancia dextrógira y si es hacia la izquierda será levógira.

Què significa que una substància és òpticament activa?

De què depèn que ho sigui?

Es aquella que tiene la capacidad de desviar el plano de vibración de la luz polarizada. Depende de la estructura de sus carbonos, que han de ser asimétricos. Ho pot ser un compost inorgànic com el bicarbonat de sodi? Los compuestos inorgánicos no pueden ser substancias ópticamente activas porque no tiene carbonos asimétricos.

Què significa que un compost és dextrògir? I levògir?


Posa exemples de tots dos. Dextrógiro, es un compuesto que al ser atravesados por luz polarizada hace girar a la derecha el plano de vibración de la luz. Por ejemplo: D-Fructosa, D-glucosa. Levógiro, es un compuesto que al ser atravesado por luz polarizada hace girar a la izquierda el plano de vibración de la luz. Por ejemplo: L-Glucosa, L-fructosa.

Defineix: rotació específica, carboni asimètric


La rotación específica es la cantidad de rotación, en grados, de un plano de luz polarizada a determinada longitud de onda a través de 1 dm (10 cm) de longitud de paso óptico, en una solución de concentración en g/cm3 una temperatura fija (20°). El carbono asimétrico es un átomo de carbono que está enlazado con cuatro elementos químicos diferentes, en esta estructura, el átomo de carbono se encuentra en el centro, enlazando al resto de los elementos a través de él. Puede presentarse en algunos compuestos orgánicos como los glúcidos.

Que és una mescla racèmica?

Es una mezcla en la cual dos compuestos químicos con actividad óptica son encontrados en proporciones equivalentes, substancias dextrógiras y levógiras están presentes en un 50 % cada una; donde debido a su propiedad aditiva (se suman ambas substancias) se convierte en una substancia ópticamente inactiva dando como resultado “0” en su suma.

Què s’entén per sucre invertit? És òpticament actiu?


Es la separación de la sacarosa, en sus elementos básicos, glucosa y fructosa, a este proceso se le conoce como hidrólisis, el cual se produce debido a la presencia de un ácido. El azúcar invertido es ópticamente activo y dextrógiro porque al pasar una luz polarizada el plano de vibración rota hacia la derecha.

Què significa αD20?


Es la rotación óptica específica de una substancia, donde 20 son los 20º a los que se debe encontrar la muestra a analizar.

Quin tipus de llum s’utilitza en el polarímetre i per què?


La luz utilizada, es decir la que ingresa en el polarímetro, es no polarizada y monocromática y al atravesar la lámina polarizada es convertida en luz polarizada que luego atravesará la substancia a analizar. Las fuentes de luz más utilizadas son las lámparas de vapor de sodio y vapor de Mercurio.

Variables que influeixen en les lectures del polarímetre


Factors d’errors. -La concentración de la disolución en un medio. – La naturaleza del solvente usado (generalmente se emplea agua). -La temperatura de la substancia. -El espesor de la capa atravesada de la muestra a examinar. -La longitud de onda de la radiación (luz polarizada): en la medida que disminuye la longitud de onda aumenta la rotación óptica.

Per què per extreure el sucre d’un aliment es fa amb calent i no es pot passar dels 80ºC?


La extracción del azúcar se realiza en agua caliente ya que la solubilidad del azúcar aumenta con el calor, pero si nos pasamos de los 80° este calor puede ocasionar la contracción de la superficie del alimento por la coagulación de las proteínas impidiendo la salida del azúcar. 12. Indica la funció dels reactius defecants. Los reactivos defecantes se utilizan principalmente para poder realizar un análisis en el polarímetro de forma efectiva, ya que elimina el color de la muestra evitando así que pueda influir en la rotación del resultado. 13. Com es fa la mesura del zero real (blanc) per les mostres polarimètriques. Para realizar la muestra en blanco en el polarímetro se tiene que introducir la solución blanco o agua destilada en el compartimento de muestras hasta que la lectura de la pantalla se estabilice. Usar el mismo tubo del polarímetro en la misma orientación para la muestra y el blanco y evitar la presencia de aire en la muestra, ya que esta puede influir en el resultado del análisis.

14.Problema. Una mostrá de vi que portava tartrat de sodi i potassi es dissol en aigua fins a 100mL. Un tub del polarímetre es va omplir primer amb aigua destil·lada i després amb la solució de vi les mesures es van fer a 20ºC. Posició de l’escala amb aigua destil·lada 1,05 º graus Posició de l’escala amb la solució de vi 4,75º graus Si d’alíquota de vi foren 50 mL. Quin és el contingut de tartrat en gr/L de vi?

La rotación específica del tartar és -50º. (1, 05º+4.75º) ÷ 50 * 1 = 0.116 g/L


Què s’entén per índex de refracció d’una substància i com es mesura?


El índice de refracción es la velocidad de la luz en el vacío dividido por la velocidad de la luz en otro medio. Este valor es carácterístico de cada substancia a una temperatura y una longitud de onda específica. Se mide con la ayuda de un refractómetro.

16.Com es fa la correcció de temperatura en les mesures refractomètriques per referir-les a una mateixa temperatura? Cada substancia tiene una corrección determinada por cada grado de temperatura aumentado, el cual disminuye el índice de refracción. En la mayoría de los líquidos disminuye un 0.00045, mientras que en los sólidos suele disminuir un 0,00001.

L’índex de refracció i la rotació òptica específica són propietats físiques o químiques ?


El índice de refracción y la rotación óptica son propiedades físicas porque son carácterísticas propias de cada substancia donde no se produce una nueva especie química, es decir se mantiene la substancia original.

Variables que influeixen en les lectures del refractòmetre


Factors d’errors. Existen 4 variables que influyen en la lectura del refractómetro:  Composición química.  Concentración.  Presión (en los líquidos si aumenta la presión, aumenta la densidad.  Temperatura (influye en la densidad de la muestra).

Com es fa la lectura de mostres en el refractòmetre. Explica la funció de les diferents escales de l’aparell


La lectura de muestras en un refractómetro se realiza de manera visual por el ocular, ajustando la visión hasta que el límite claro/oscuro se alinea con la línea del cero. Se debe realizar previamente la calibración y las medidas higiénicas adecuadas antes y después de su uso.

El refractómetro tiene diferentes funciones, las cuales se dividen en dos niveles:  Cualitativo Identificar compuestos, debido a que cada substancia tiene un índice de refracción que los distingue. Diferenciar grasas e identificar su calidad, determinando su pureza i evitando contaminantes. Discernir entre substancias puras o disueltas.  Cuantitativo Calcular la presencia de sólidos disueltos en un disolvente, debido a que esta es proporcional al índice de refracción. La escala utilizada para calcular la concentración de sólidos disueltos son los grados Brix (ºBrix). Un grado Brix equivale a un gramo de sacarosa en 100 ml de disolución.

22.L’índex de refracció i la rotació òptica específica són propietats additives en mostres que són mescles de diferents substàncies? Raona la resposta. Sí, son propiedades aditivas ya que el índice de refracción de una mezcla de diferentes substancias se suma y estas modifican la rotación óptica especifica de la disolución.

Pot una substància amb activitat òptica dels seus components donar una αD20 = 0? Raona la resposta


Una sustancia sí podría dar 0 en la rotación específica ya que sería una mezcla racémica, donde los componentes podrían ser dextrógiro y levógiro en un 50% cada uno y por la propiedad aditiva dar como resultado 0.

21. Descriu 3 aplicacions concretes de les tècniques polarimètriques i refractomètriques per anàlisi quantitatiu alimentari. Aplicación de polarimetría:
– Observar el nivel de lactosa en un lácteo ya que es una sustancia ópticamente activa. – Determinar el grado de almidón en un producto (arroz, puré de patatas, etc.). – Control de calidad de helados (niveles de sacarosa). Aplicación de refractometría:
-Control de calidad de aceites y grasas para determinar si están contaminadas dependiendo del índice de refracción. – Determinar la cantidad de azúcar en un alimento (zumo de uva, mermeladas, sirope). – Densidad de salsa (kétchup, mostaza). -La aplicación más común de los refractómetros es la de determinar la concentración de los sólidos disueltos en una solución.