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• Darly Katerine Bedoya Montoya

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GUIA DE LABORATORIOS DC-LI-FR-001 Versión: 00

Fecha: 28-02-2014

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QUÍMICA I

MEDICIONES

1. OBJETIVO DE LA PRÁCTICA 1.1.

Identificar los términos exactitud y precisión al efectuar una medición.

1.2.

Determinar la densidad de algunas sustancias.

1.3.

Comprender la importancia del uso de las cifras significativas.

2. MARCO TEÓRICO El concepto de medir está relacionado con la acción de comparar una determinada magnitud contra un patrón prestablecido que reúne determinadas características (Bautista, 2014). De los instrumentos disponibles en el laboratorio, algunos se utilizan para hacer mediciones es decir, para tomar una unidad de medida como patrón y detectar cuantas veces cabe esa unidad de medida en el objeto cuya propiedad se quiere medir. Las propiedades que se miden son, entre otras, volumen, longitud, masa, temperatura, etc. En toda medición hay una incertidumbre. Aún en los casos en que se asegure una fabricación tan perfecta del instrumento utilizado, que permita clasificarlo como un aparato de alta precisión (Bautista, 2014). Además de la incertidumbre, en los resultados de una medición influyen factores como: apreciación del experimentador y la experiencia en la función y manejo de los instrumentos; se advierte claramente la conveniencia de presentar siempre el resultado de una medición en la forma: X ± ΔX la cual se explica a continuación (Bautista, 2014). Supóngase que cuatro personas leen en una balanza de triple brazo (granataria) el peso de una sustancia. El resultado de cada lectura es: Experimentador Masa (g) 1 60.32 2 60.33 3 60.35 4 60.34

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¿Cuál de las cuatro lecturas es la mejor? No podría darse una respuesta con absoluta certeza. Pero al observar los resultados se puede afirmar que todas las lecturas oscilan alrededor de 60.34 g (Bautista, 2014). Por lo tanto, la forma X ± Δ X para éste caso sería 60.34 ± 0.01 g e ΔX=0.01 g, nos indica que la precisión del instrumento utilizado es tal que cifra incierta es la segunda cifra decimal (Esta cifra es la que varía de acuerdo al observador y al instrumento). Por otra parte, el error es la diferencia entre el valor real y el medido, sin embargo puesto que el valor real nunca se conoce realmente, el error siempre debe estimarse (Bautista, 2014). Es por esto que, todo resultado experimental o medida hecha en el laboratorio debe de ir acompañada del valor estimado del error de la medida y a continuación, las unidades empleadas (Bautista, 2014). En la mayoría de los experimentos es necesario efectuar operaciones aritméticas con diversos números, cada uno de los cuales tiene un error aleatorio asociado. La incertidumbre más probable en el resultado no es simplemente la suma de los errores individuales, debido a que algunos de ellos son probablemente positivos, y otros, negativos. En el caso de sumar o restar números, los errores de las magnitudes a sumar o restar se deben sumar, por ejemplo si tenemos dos números X + ∆X y Y + ∆Y, y los deseamos sumar el resultado sería: X+Y±(∆X + ∆Y) y si los deseamos restar, el resultado sería: X-Y±( ∆X + ∆Y). Cuando la operación aritmética es una multiplicación, si tomamos los dos números anteriores ∆𝑋𝑋 ∆𝑌𝑌 y los multiplicamos, el resultado sería: 𝑋𝑋𝑋𝑋 ± (|𝑋𝑋| + |𝑌𝑌|) y si la operación es una división, el 𝑋𝑋

∆𝑋𝑋

∆𝑌𝑌

resultado sería: 𝑌𝑌 ± (|𝑋𝑋| + |𝑌𝑌|)

En la práctica que se propone se procederá a tomar con la mayor exactitud posible mediciones del volumen y del peso de algunos cuerpos sólidos y sustancias líquidas, con el fin de calcular sus densidades. Luego comparar los resultados experimentales con los datos teóricos y determinar el porcentaje de error y finalmente, analizar en qué grado o en qué forma influyen en las mediciones los posibles agentes perturbadores.

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3. MATERIALES Y EQUIPOS 1 Probeta graduada 100 mL 1 Probeta graduada 50 mL 1 Pipeta volumétrica de 5 mL 1 Pipeta volumétrica de 10 mL 1 beaker de 250 mL 5 monedas de la misma denominación (iguales) 2 Materiales sólidos (traídos por el estudiante) Balanza 4. REACTIVOS Etanol y agua 5. PROCEDIMIENTO 5.1. Densidad de líquidos Pesar una probeta de 50 ml vacía, limpia y seca en una balanza previamente calibrada y escribir la masa obtenida. Medir 25 ml de etanol con la probeta y pesar nuevamente el conjunto; nuevamente escribir el valor de la masa obtenida. A la probeta vacía y seca, adicionar con una pipeta volumétrica 25 ml de etanol y pesar nuevamente el conjunto, escribir el valor de la masa obtenida. Repetir el procedimiento anterior con agua. 5.2. Densidad de sólidos En una balanza previamente calibrada pesar las 5 monedas y luego sumergirlas en una probeta que contiene 30 ml de agua. Leer el volumen desplazado de agua. Repetir el procedimiento anterior con otros 2 materiales. 6. PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Calcular las densidades del agua y el etanol medidos con la probeta y con la pipeta volumétrica a la temperatura del laboratorio (con su respectivo error instrumental) y calcular el porcentaje de error de la medición respecto de la densidad teórica a 25 ºC. Calcular la densidad de los sólidos (5 monedas y 2 materiales) a la temperatura del laboratorio (con su respectivo error instrumental) y calcule el porcentaje de error respecto a la densidad teórica de los materiales que correspondan a 25 ºC. Los resultados se deben de entregar en forma de tablas.

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7. PREGUNTAS DE PROFUNDIZACIÓN 7.1 Explicar mínimo tres métodos para determinar la densidad de los cuerpos sólidos. 7.2 Consultar son propiedades intensivas y extensivas. 7.3 Clasificar las siguientes propiedades (variables) como intensivas o extensivas: VARIABLE INTENSIVA EXTENSIVA Densidad Volumen Peso Punto de ebullición Punto de fusión Viscosidad Masa Dureza Peso molecular 7.4. Clasificar las sustancias utilizadas en la práctica de laboratorio según sean puras o mezclas y de acuerdo a esta clasificación. 7.5. Describir las posibles causas de error en la práctica.

8. BIBLIOGRAFÍA y CIBERGRAFÍA Bautista E (11 de Setiembre de 2014), LOBORATORIO DE FISICA 1, Cajamarca, Universidad Nacional de Cajamarca, http://www.academia.edu/8964656/LOBORATORIO_DE_FISICA_1

9. INFORME El informe debe realizarse en formato tipo artículo, de acuerdo a la plantilla DC-LI-FR-002. No olvide presentar todos los cálculos realizados. Nota: Verifique siempre el estado de agregación de los reactivos y el grado de peligrosidad de los mismos para prever las medidas de seguridad adicionales que debe cumplir.

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PREINFORME MEDICIONES

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Tabla 1. Densidades de líquidos Resultados

Densidad de líquidos

X

ΔXmasa

ΔXvol

Masa de 25 ml de etanol medidos en la pipeta vol. (g) Masa de 25 ml de etanol medidos en la probeta (g) Masa de 25 ml de agua medidos en la pipeta vol. (g) Masa de 25 ml de agua medidos en la probeta (g)

Tabla 2. Densidades de sólidos Resultados

Densidad de sólidos

X

Masa de las 5 monedas (g) Volumen de las 5 monedas (mL) Masa del material 1 ( Volumen del material 1 ( Masa del material 2 ( Volumen del material 2 (

) (g) ) (mL) ) (g) ) (mL)

ΔXmasa

ΔXvol