MANEJO DE LA BALANZA Y DETERMINACIN DE MASAS

Herrera, Aldair. Londoo, Isneidy. Ramrez, Laura. Ruz, Daniela. Velsquez, Jennifer.

Facultad De Ingeniera Universidad Del Magdalena

2015 RESUMEN En el presente informe se evidencia la importancia de la balanza en el laboratorio de qumica. Se realizaron mediciones de la masa de diversos elementos como monedas de cobre, una bola de icopor, diversos instrumentos de laboratorio, lquidos y reactivos como el Permanganato de Potasio y Cloruro de Sodio, los resultados obtenidos mediante la Balanza Analtica y la Balanza Roberval se muestran en tablas comparativas.

PALABRAS CLAVES Balanza Analtica, Balanza Roberval, Medicin, Masa, Instrumentos de Laboratorio. ABSTRACT In this report it is showed the importance of balance in the chemistry laboratory. There were made some Mass measurements of various elements such as copper coins, a styrofoam ball, various laboratory instruments, liquids and reagents such as potassium permanganate and sodium chloride.The results obtained by Analytical Balance and Balance Roberval are shown in comparative tables. KEYWORDS Analytical Balance, Roberval Balance, Measurement, Mass, Laboratory Instruments. INTRODUCCIN En el laboratorio de qumica, la balanza es un instrumento fundamental en cuanto a que es con l que realizamos mediciones de masa de cada uno de los elementos que vamos a utilizar en el mismo. Antes de realizar cualquier medicin, debemos verificar que la balanza est correctamente calibrada. Los parmetros ms relevantes que se deben tener en cuenta para el uso de la balanza son su exactitud, su sensibilidad, y la estabilidad y prontitud de la misma.

MATERIALES

Balanza Analtica (fig. 2).

Balanza Roberval (fig. 1).

Probeta de 50 ml.

Beaker

Pipeta graduada

Monedas de $100, $200, $500

Una piedra

Vidrio de reloj

Caja y otros elementos a pesar.

METODOLOGA 1. Primero se analiz la balanza que

se tena sobre la mesa, identificando sus partes, adems se identific de qu clase de balanza se trataba.

2. Luego se observ detalladamente si la balanza estaba calibrada colocando todas las pesas en cero y observando el fiel de la misma.

3. Despus de calibrada se procedi a pesar la probeta de 50ml vaca y llena de agua, seguido a esto se pesaron las monedas de $100, $200, y $500 tomando atenta nota de las masas medidas.

4. Posteriormente se pesaron diversos objetos que se encontraban en la mesa de trabajo, como una piedra, una caja, entro otros.

5. Por ltimo se pesaron de igual manera los objetos en la balanza analtica que ya habamos pesado en la balanza Roberval para as comparar las masas obtenidas en ellas.

RESULTADOS Y DISCUSIN En la realizacin de la prctica del laboratorio, contamos con dos balanzas. Una es la balanza Roberval o de triple brazo, que, como su nombre lo indica, consta de tres brazos y un platillo. Debajo de ste, est el tornillo macromtrico que permite calibrarla. La otra, una balanza analtica que es ms precisa que la Roberval, posee un platillo encerrado en una pequea urna para evitar perturbaciones como corrientes de aire, un ojo de pollo para ver que est completamente horizontal al suelo y una serie de botones para su ajuste y medicin. Despus de analizar las balanzas se observ si estaba equilibrada, estando la balanza en equilibrio se procedi a determinar las masas de los diferentes materiales a trabajar, iniciando con las monedas de $100, $200 y $500, stas se pesaron con dos tipos de balanza diferentes la Roberval y la analtica, y cuyos resultados se pueden observar con detalle en la tabla 1. As mismo, se pesaron otros objetos durante la prctica, y los resultados de una balanza y otra tambin se compararon. Estos otros resultados se consignaron en la tabla 2a y 2b. Vale resaltar que para elaborar la medicin de la masa de un fluido, este se confina en un recipiente cuya masa debe restarse luego. Para el caso de la balanza Roberval, se debe pesar el recipiente vaco, una probeta en este caso, y luego pesarla con la medida del fluido cuya masa se desea determinar. As, se obtuvo que

50 ml de agua tienen una masa de 48.8 gramos, lo cual corresponde aproximadamente a la densidad de este lquido. Por otro lado, en la balanza analtica este procedimiento se simplifica, pues cuenta con un botn que establece el punto 0 an teniendo un objeto en su platillo. Esto para entregar en un solo paso la medida de masa deseada. Adems, la balanza analtica es mucho ms deseable cuando la realizacin y resultados de un experimento son muy sensibles a variaciones debido al mal clculo de masas, pues esta balanza entrega medidas con hasta 4 cifras significativas, como se ve en la tabla 2b.

ANEXOS A continuacin se observan los dos tipos de balanza que se utilizaron en el laboratorio. En la figura 1 se aprecia la balanza Roberval, y en la figura 2, la balanza analtica.

Fig. 1: Balanza Roberval.

Fig. 2: Balanza Analtica.

TABLAS Tabla 1. Comparacin de las medidas realizadas en cada balanza.

Masa Objeto

Balanza Roberval

Balanza Analtica

Moneda 100$

5,4g 5,280g

Moneda 200$

7g 7,049g

Moneda 500$

7,1g 7,172g

Tabla 2a. Datos obtenidos con la

Balanza Roberval.

Objetos Masas

Probeta vaca 69,6g

Probeta con 50 ml de agua

119,4g

Piedra 8,1g

Bola de icopor 5g

Vidrio de reloj + KMnO4

36,6g

Caja 31,4g

Tabla 2a. Datos obtenidos con la Balanza Analtica

Objetos Masas

Probeta vaca 69,850g

Probeta con 50 ml de agua

98,130g

Piedra 8,2g

Bola de icopor 5,110g

Vidrio de reloj + KMnO4

36,793g

Caja 31,587g

CUESTIONARIO 1. Explique cada uno de los

siguientes trminos: a. Medida b. Magnitud c. Lectura d. Exactitud e. Precisin

Medida: Es el resultado de comparar la cantidad de magnitud que queremos medir con la unidad de esa magnitud. Magnitud: Es todo aquello que se puede medir y que se puede representar por un nmero. Lectura: Es el proceso de observacin o interpretacin que se hace al mirar los datos que arrojan los objetos del laboratorio. Exactitud: Es el grado de concordancia entre el valor real y el valor observado de un resultado.

Precisin: Es el grado de concordancia entre los resultados obtenidos al aplicar el procedimiento experimental repetidas veces bajo las condiciones establecidas.

2. Los errores muy frecuentes en la medicin son: a. Errores determinados b. Errores indeterminados u

ocasionales

Explique en qu consiste cada uno y cmo puede corregirse.

Errores determinados: Tienen causas concretas y valores definidos, los cuales en principio pueden ser calculados y tenidos en cuenta; los errores determinados se producen siempre en un sentido y son sesgados, de modo que se deben generalmente a algn defecto del instrumento, de su calibracin o a algn vicio del observador. Pueden ser de tres clases: Instrumentales, del mtodo y personales. Los errores instrumentales pueden ser detectados y corregidos, por lo general, a travs de la calibracin. Los errores personales se evitan siendo precavidos y cuidadosos a la hora de realizar los procedimientos. Los errores debido al mtodo son los ms difciles de detectar, se corrigen a travs de: anlisis de muestras patrn, anlisis independiente, determinaciones en blanco, variacin del tamao de la muestra. Errores Indeterminados u Ocasionales: Son debidos a causas imprevistas e imposibles de controlar; producen desviaciones de los

resultados, que no son constantes y fluctan al azar alrededor de un valor medio. Los errores indeterminados no se pueden identificar completamente porque estn constituidos por la acumulacin de mltiples incertidumbres individuales, pequeas, independientes y no controladas, aunque s se pueden estimar y reducir realizando varias medidas y promediando para obtener un valor final ms fiable.

3. Qu son las cifras significativas? D ejemplos.

Son todos aquellos dgitos que pueden leerse directamente del aparato de medicin utilizado, tienen un significado real o aportan alguna informacin, son dgitos que se conocen con seguridad (o existe cierta certeza). Por ejemplo la medida 2.04763 kg obtenido con una balanza de resolucin 0.0001 kg, tiene cinco cifras significativas: 2, 0, 4, 7, 6. El 3, no puede leerse en esta balanza y por consiguiente no tiene sentido.

4. Cundo, durante el proceso de medicin se deben rechazar valores. Explique.

Si a la hora de comparar la masa de un objeto, en ambas balanzas, la diferencia en la medicin es muy alta, sera correcto descartar ambos valores y comenzar de nuevo el proceso de medicin, asegurndonos que tanto la balanza de tres brazos como la analtica estn correctamente calibradas.

5. Cul es la diferencia entre masa y peso?

La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, mientras que el peso es la fuerza con la que dicho cuerpo es atrado por la gravedad, adems la masa es una magnitud escalar, mientras que el peso es una magnitud vectorial.

6. Explique paso a paso cmo se puede pesar un gas durante cualquier proceso experimental.

El modo ms sencillo para pesar un gas durante cualquier proceso experimental es el siguiente: 1) Tomas un recipiente y lo pesas; si te es posible pesarlo al vaco mejor, pero si no, no importa tanto. 2) Agrega el gas que quieres pesar al recipiente. 3) Vuelves a pesar el recipiente; si hiciste todo bien habr una diferencia de pesos entre la primera y la segunda medicin. a) Si pesaste al vaco el recipiente,

el peso adicional que haya entre las dos medidas es el peso del gas que ahora hay dentro del recipiente.

b) Si no pudiste pesar al vaco el recipiente, la diferencia de pesos entre la primera y la segunda medicin podra ser POSITIVA NEGATIVA. Sin importar si el recipiente pesa ahora ms o menos, esa diferencia es el peso del gas en su interior.

7. Si en una balanza el proceso de oscilacin es de 60 segundos, Ser ms o menos sensible? Y si es de 10 segundos? Cul prefiere usted para hacer una pesada exacta? Por qu?

El tiempo de oscilacin del fiel en una balanza no tiene nada que ver con su sensibilidad, esta caracterstica se relaciona con la prontitud, es decir, que el fiel que solo oscila 10 segundos indica que la balanza es ms pronta que aquella cuyo fiel oscila durante 1 minuto. Cualquiera de las dos balanzas podra ser igual de exacta, sin embargo, por conveniencia en cuanto a practicidad sera mucho mejor aquella cuyo periodo de oscilacin es de tan solo 10 segundos. Conocer tambin cul de todas las que encontramos en el laboratorio nos va a ofrecer una mejor exactitud. BIBLIOGRAFA

RPS-Qualitas. Consultora de Calidad y Laboratorio S.L. La Medida y sus Errores. Pag. 5. Material en la red. Consulta: Feb. 2015.

GIL, Miriam. Cifras Significativas y Redondeo. Ed ITM. Institucin Tcnica Universitaria. Pag. 11. 2008. Material en la red. Consulta: Feb. 2015.