Refratometria em frutas, geleias e sucos (Parte 1)

    A refração ocorre quando um feixe de luz, incidindo obliquamente, muda de direção quando passa de um meio, por exemplo, gasoso para líquido e apresenta velocidade da luz diferente. O desvio que a luz sofre quando passa de um meio para outro, depende da velocidade da luz. A grandeza física que relaciona as velocidades nos dois meios é o índice de refração (n₂₁), que é definido como o sendo a razão entre a velocidade da luz no primeiro meio (v₁) e a velocidade da luz no segundo meio (v₂).

n₂₁ = v₁/v₂

   O princípio do refratômetro consiste em incidir um feixe de luz sobre um prisma. Parte da luz incidente mede o ângulo crítico, o ângulo de incidência maior que o ângulo critico é refratado, e o ângulo de incidência menor que o ângulo critico é refletido no CCD (charge coupled device), resultando no índice de refração.

O cano verde parece distorcer no líquido. (Fonte: Wikipédia)

     No cotidiano, por exemplo, podemos observar que um canudinho tem sua forma aparentemente distorcida quando inserido em um copo de água. O canudinho não está na verdade distorcido, mas o vemos assim porque a luz que está passando pelo ar muda de direção quando passa pela água.   Cada material possui um índice de refração próprio, dependendo de sua composição molecular, pressão e temperatura às quais está exposto. A água no estado líquido tem um índice de refração diferente de quando está no estado sólido (gelo) ou no gasoso (vapor).

    O índice de refração é uma propriedade física importante de substâncias sólidas, líquidas e gases. A medida de índice de refração pode ser usada para determinar a concentração de uma solução, pois o índice de refração varia com a concentração.

    Em geral, quando a densidade de um meio aumenta, o seu índice de refração também aumenta. Como variações de temperatura e pressão alteram a densidade, conclui-se que essas alterações também alteram o índice de refração. No caso dos sólidos, essa alteração é pequena, mas para os líquidos, as variações de temperatura são importantes, e no caso dos gases tanto as variações de temperatura como as de pressão devem ser consideradas.

    A escala Brix (símbolo ºBrix) é baseada pelo número de gramas de açúcar dissolvidos em 100 g de solução. Quando se mede o índice de refração de uma solução de açúcar, a leitura em grau Brix deve combinar com a concentração real de açúcar na solução. As escalas em percentagem de Brix apresentam as concentrações percentuais dos sólidos solúveis contidos em uma amostra (solução aquosa). Os sólidos solúveis contidos são o total de todos os sólidos dissolvidos na água, começando com açúcar, sais, proteínas, ácidos, etc.

Faixa de Brix para alguns produtos

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