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• Samantha Villa Otavalo

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1. OBJETIVO(S): 2.1 GENERAL Aprender cual es la diferencia que existe entre la balanza técnica y la balanza analítica. 2.2 ESPECIFICOS ✓ ✓ ✓ ✓

Aprender el uso correcto de las balanzas. Conocer cuál es la cantidad de medida de cada una. Medir cuatro objetos en diferentes posiciones. Registrar los resultados y observar la diferencia medidas en cada balanza.

2. MARCO TEORICO:

USO Y MANEJO DE LAS BALANZAS ANALÍTICA Y TÉCNICA. Antes de entrar a conocer sobre las balanzas debemos establecer algunas definiciones importantes: Resolución o Apreciación Se llama resolución de una balanza a la menor cantidad que es capaz de apreciar y medir. (1) Precisión o repetitividad Se considera que la balanza es precisa si indica siempre el mismo valor, o valores muy muy próximos, cuando se mide la misma cantidad de masa en las mismas condiciones. La precisión de una medida suele expresarse numéricamente mediante medidas de dispersión tales como la desviación típica o la varianza. Por ello, cuanto más estrecha sea la distribución de resultados, menor será la desviación típica de la misma y mayor la precisión de la medida. La precisión depende pues únicamente de la distribución de los resultados y no está relacionada con el valor convencionalmente “verdadero” de la medición. (2) Exactitud Una balanza es exacta si los errores absolutos al usarla son mínimos. El valor que da cada medida se desvía un poco del “valor verdadero” . Un aparato es exacto si es muy sensible y además es preciso (produce poca dispersión de las medidas). La condición anterior indica que la balanza debe estar muy bien calibrada ya que el problema del concepto de exactitud es que nadie conoce el "valor verdadero" en la masa de cualquier objeto. Es por ello que los instrumentos son calibrados utilizando referencias patrón, es decir, pesas que estadísticamente su valor se encuentra muy, muy, cercano del valor verdadero y por tanto se les toma como referencia o valor verdadero.(1)

Sensibilidad La sensibilidad es la variación de la magnitud de salida de un instrumento de medición dividida por la variación correspondiente de la magnitud de entrada. En una balanza la condición ideal es que S = l

La sensibilidad es una de las especificaciones más significativas de una balanza. La sensibilidad especificada de una balanza se entiende como la sensibilidad global, medida a lo largo del alcance nominal. (1) Incertidumbre de medida Es un parámetro atribuido al resultado de medición que caracteriza la dispersión de los valores que pueden asignarse razonablemente a la magnitud medida. Se expresa por lo general mediante la incertidumbre típica u o con la incertidumbre de medida ampliada U (intervalo de confianza). Las recomendaciones de la Guía de Incertidumbre de Medida (GUM) incluyen las instrucciones para determinar la incertidumbre de medida. La incertidumbre de medida se obtiene según la GUM sumando los cuadrados de las magnitudes de error cuando estas no se influyan entre sí. (1) Peso y masa La masa es una medida constante (invariable) de la cantidad de materia en un cuerpo. El peso de un objeto es la fuerza de atracción entre él y la tierra. El peso y la masa se relacionan entre sí de manera sencilla por la expresión: donde P: es el peso del objeto, m: su masa y g: la aceleración de la gravedad. Como la atracción gravitatoria varía con la posición geográfica y con la altura, el valor del peso dependerá de donde sea determinado. (1).

LA BALANZA La balanza es un instrumento que mide la masa de un cuerpo o sustancia, utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo. La balanza se utiliza para medir la masa de un cuerpo o sustancia o también el peso de los mismos, dado que entre masa y peso existe una relación bien definida. En el laboratorio se utiliza la balanza para efectuar actividades de control de calidad –con dispositivos como las pipetas–, para preparar mezclas de componentes en proporciones predefinidas y para determinar densidades o pesos específicos. (2) Balanza Analítica.

Es una clase de balanza utilizada principalmente para medir pequeñas masas. Este tipo de balanza es uno de los instrumentos de medida más usados en laboratorio y de la cual dependen básicamente todos los resultados analíticos.

Las balanzas analíticas modernas, que pueden ofrecer valores de precisión de lectura de 0,1 µg a 0,1 mg, están bastante desarrolladas de manera que no es necesaria la utilización de cuartos especiales para la medida del peso. Aun así, el simple empleo de circuitos electrónicos no elimina las interacciones del sistema con el ambiente. De estos, los efectos físicos son los más importantes porque no pueden ser suprimidos. Para obtener precisión y confianza de las medidas del peso se debe tomar en cuenta la localización de la balanza. Características de la sala de medida: • Tener apenas una entrada. • Tener el mínimo número de ventanas posible, para evitar la luz directa del sol y corrientes de aire. • Ser poco susceptible a choques y vibraciones

Las condiciones de la mesa para la balanza: • Quedar firmemente apoyada en el suelo o fija en la pared, de manera a transmitir un mínimo de vibraciones posible. • Ser rígida, no pudiendo ceder o inclinarse durante las operaciones de medida. Se puede utilizar una de laboratorio bien estable o una de piedra. • Localizarse en los sitios más rígidos de la construcción, generalmente en los rincones de la sala. • Ser anti magnética (no contener metales o acero) y protegida de cargas electrostáticas (no contener plásticos o vidrios). Las condiciones ambientales: • Mantener la temperatura de la sala constante. • Mantener la humedad entre 45% y 60% (debe de ser monitoreada siempre que sea posible). • No permitir la incidencia de luz solar directa. • No hacer las medidas cerca de irradiadoras de calor. • Instalar las luminarias lejos de la bancada, para evitar disturbios por radiación térmica. El uso de lámparas fluorescentes es menos problemático. • Evitar la medida cerca de aparatos que utilicen ventiladores (ej. aire acondicionado, ordenadores, etc.) o cerca de la puerta.(1) Balanza técnica

Es de uso muy corriente para obtener pesadas aproximadas hasta las décimas o centésimas de gramos pues su sensibilidad es de 0.1 ó 0.01 g. Como estas pesadas no son muy exactas, las balanzas técnicas se emplean fundamentalmente para pesar reactivos auxiliares o sustancias para preparar soluciones en el caso de que a estas se les corrija posteriormente su concentración empleando técnicas analíticas apropiadas. También pueden ser utilizadas para realizar medidas exactas de masas siempre y cuando se tomen valores superiores a los 10 gramos, pues como se sabe, en la medida que aumenta la masa a pesar, disminuye el error de pesada. (3) Es importante saber el uso de estas balanzas ya que con su ayuda podremos establecer las concentraciones de sustancias en algunas soluciones, lo cual nos ayudara a realizar satisfactoriamente los cálculos para establecer la presencia o la ausencia de cierta sustancia.

3. PARTE PRATICA: MATERIALES • • • • • •

Balanza técnica Balanza analítica Dos monedas de cinco centavos. Una moneda de un dólar Dos tapas de plástico. Libreta de apuntes.

METODOS Y TECNICAS Las balanzas analíticas y técnicas son instrumentos de medida de máxima precisión. Por este motivo, cuando se trabaja con ellas una regla general es: Hacer la pesada con cuidado y tener en cuenta las instrucciones del docente. Para efectuar la pesada hay que tener en cuenta: - No pesar las sustancias directamente sobre el plato de la balanza. - Utilizar un recipiente limpio y seco: un vidrio de reloj o un recipiente lo más pequeño posible. - El recipiente y la carga que se han de pesar tienen que estar a la misma temperatura que el entorno. - Al acabar el proceso de medida, retirar la carga del plato de la balanza. -Ajustar la burbuja de nivel según se indique en el manual. No se debe pesar nunca con una balanza desnivelada. -Colocar en el centro del plato el objeto o recipiente con la sustancia a pesar, esto evitará errores por carga descentrada. -Ajustar y calibrar de forma periódica la balanza según las indicaciones del manual. -Poner en cero la balanza antes de pesar y deje que se estabilice antes y después de colocar el objeto.

4. RESULTADOS Y DISCUSIONES Datos brutos: Tabla 1: Masa del objeto 1 en diferentes balanzas y posiciones. OBJETO 1 = TAPA DE PLASTICO PEQUEÑA Posición

Centro

Arriba

Lado

Abajo

derecho Balanza analítica

Lado izquierdo

0.3608

0.3608

0.3610

0.3610

0.3610

0.37

0.37

0.36

0.37

0.36

(g ± 0.0001)

Balanza técnica (g ± 0.01)

Tabla 2: Masa del objeto 2 en diferentes balanzas y posiciones. OBJETO 2 = MONEDA DE 1 DOLAR Posición

Centro

Arriba

Lado

Abajo

derecho Balanza analítica

Lado izquierdo

7.8725

7.8725

7.8725

7.8726

7.8726

7.79

7.79

7.79

7.79

7.77

(g ± 0.0001)

Balanza técnica (g ± 0.01)

Tabla 3: Masa del objeto 3 en diferentes balanzas y posiciones. OBJETO 3 = DOS MONEDAS DE 5 CENTAVOS Posición

Centro

Arriba

Lado

Abajo

derecho Balanza analítica

Lado izquierdo

9.9244

9.9243

9.9242

9.9242

9.9244

9.90

9.92

9.93

9.92

9.91

(g ± 0.0001)

Balanza técnica (g ± 0.01)

Tabla 4: Masa del objeto 4 en diferentes balanzas y posiciones. OBJETO 4 = CUBO DE PLATICO PEQUEÑO Posición

Centro

Arriba

Lado

Abajo

derecho Balanza analítica

Lado izquierdo

1.1698

1.1698

1.1698

1.1698

1.1699

1.17

1.17

1.16

1.17

1.17

(g ± 0.0001)

Balanza técnica (g ± 0.01)

PROCEDIMIENTO DE DATOS: ❖ Media aritmética Fórmula

Ejemplo: Objeto 1, balanza analítica

El proceso se repite sucesivamente con todos los objetos y las diferentes balanzas. ❖ Para calcular la desviación estándar Fórmula

Ejemplo: Objeto 1, balanza analítica

El proceso se repite sucesivamente con todos los objetos y las diferentes balanzas.

Datos procesados:

Tabla 5: Media y desviación estándar de todos los objetos en las diferentes balanzas. OBJETO

MEDIA

DESVIACIÓN ESTANDAR

Balanza analítica

Balanza técnica

Balanza analítica

Balanza técnica

(g ± 0.0001)

(g ± 0.01)

(g ± 0.0001)

(g ± 0.01)

1

0.3609

0.366

0.00011

0.0006

2

7.8725

7.786

0.00006

0.0089

3

9.9243

9.916

0.00011

0.0114

4

1.1698

1.168

0.00005

0.0045

Análisis: La desviación estándar es la medida de dispersión más común, que indica qué tan dispersos están los datos con respecto a la media, por lo que en los cálculos realizados se puede notar claramente que la medida es mucho más baja en la balanza analítica que en la técnica, lo que nos lleva a deducir que la analítica es más recomendable para medir masas exactas. Discusión. La balanza analítica al arrojar datos con 4 decimales ya desde un principio es más exacta que la técnica, pues ésta permite visualizar solamente 2 decimales. Además se debe tener bien en claro que la balanza analítica está diseñada para medir masas pequeñas con un principio de un rango menor al miligramo, por lo que en este caso es la mejor opción. Por otro lado la balanza técnica se emplea fundamentalmente para realizar medidas de masas siempre y cuando se tomen valores superiores a los 10 gramos, pues como se sabe, en la medida que aumenta la masa a pesar, disminuye el error de pesada. Los resultados en las diferentes posiciones de las balanzas varían debido a que el objeto debe situarse siempre en el centro, pues es allí donde se concentra el centro de masas. Específicamente en la toma de datos se puede concluir acertando y comprobando que la balanza analítica es mucho más exacta y más recomendable al momento de pesar reactivos y sustancias

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: CONCLUSIONES Para obtener éxito en una práctica debemos manejar de forma correcta los materiales. En este caso un buen uso de la balanza requiere primero hacer un encerado y luego se debe realizar un tareo. Una vez hecho esto la balanza estará lista para medir el peso que necesitemos.

Siempre debemos buscar la mejor vía o proceso para ejecutar la práctica, en este caso cuando debamos medir reactivos solidos debemos asegurarnos que balanza nos beneficia más. La balanza analítica puede llegar a medir hasta 200 gramos mientras que la balanza técnica 600 gramos. Dependiendo de la cantidad requerida en la práctica escogeremos la balanza. En esta práctica realizamos la medición de cuatro objetos en diferentes posiciones para comprobar la precisión de las balanzas. Registramos los datos obtenidos y analizamos cuales eran las diferencias. Sin embargo comprobamos que las balanzas tenían buena precisión y que la diferencia que existía entre ellas era solo de decimales.

RECOMENDACIONES ❖ Realizar un buen encerado y tareo antes de medir la sustancia. ❖ Escoger la balanza adecuada para la práctica. ❖ Hacer varias mediciones del mismo objeto para asegurar la precisión. ❖ Apuntar todos de decimales que la balanza marque para realizar los cálculos de forma más precisa. ❖ Esperar unos segundos después de colocar la capsula en la balanza para no alterar es resultado. ❖ Colocar la cantidad requerida de forma lenta para evitar exceso.

6. BIBLIOGRAFÍA:

1. Zulaco64.updog.co. 2017 [citado 2 de noviembre 2017]. Disponible en: https://zulaco64.updog.co/Material_Complementario/InstPeso_Tito_Gonzalez_Introduccion_Balanza_Analitica_2015_05_22.pdf 2. Amyd.quimica.unam.mx. 2017 [citado 2 de noviembre]. Disponible en: http://amyd.quimica.unam.mx/pluginfile.php/7993/mod_resource/content/0/Balan zas.pdf 3. Balanza - EcuRed [Internet]. Ecured.cu. 2017 [citado 2 de noviembre 2017]. Disponible en: https://www.ecured.cu/Balanza