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BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS QUÍMICA GENERAL I Practica: 2 Tema: “Determinación de la masa de una muestra en diversas balanzas”

PROFESORA: ANA MARÍA CERVANTES TAVERA

Alumno: Julio Cesar Fernandez Melgarejo

OBJTIVO: Aprender a utilizar en forma adecuada las balanzas del laboratorio y evaluar la exactitud de una medida en términos del error absoluto y relativo.

Introducción Las balanzas son aparatos para la determinación cuantitativa de la masa de las sustancias. Al realizar una medida, por ejemplo: la masa o el volumen, el valor va siempre afectado de una mayor o menor incertidumbre o error. Sin embargo, se espera minimizar estos errores y estimar su magnitud con una exactitud aceptable. El termino error se utiliza a la diferencia numérica entre el valor medido y el valor real. Algunos de los errores más comunes en la determinación del peso de un objeto son los siguientes: el uso de balanzas descalibradas, el empuje ascendente del aire, la temperatura, la electrización, la humedad y los errores del operador. Para evitar variaciones de temperatura, nunca deberán pesarse objetos calientes, sino que deberá esperarse a que alcancen la temperatura ambiente.

La balanza analítica es uno de los instrumentos mas importantes para el químico. Es un aparato que puede proporcionar información de alta precisión y exactitud y debe manejarse con precaución.

Para describir la reproducibilidad de las mediciones se utiliza el termino precisión, es decir que tan cerca esta una medida de otra que se ha obtenido exactamente de la misma manera. 

La exactitud

Expresa la concordancia entre el valor medido de una cantidad y el valor verdadero o aceptado. La exactitud se expresa en términos de error absoluto y el error relativo (mientras más pequeño el error, mayor es la exactitud)

 Error absoluto (Ea) Es la diferencia entre el peso verdadero T y el peso obtenido experimentalmente E.

Ea=T - E

Ea=+/- ( T – E )

 Error relativo Es la relación entre el error absoluto y el peso verdadero multiplicado por 100% Er=(Ea/T)100=(T-E)/T x 100 La fidelidad de la determinación cuantitativa de los datos de un experimento químico depende en alto grado de la precisión en la determinación del peso.

Tipos de balanzas

 Balanza granataria (precisión hasta 0.1g)

 Balanza semianalítica ( precisión hasta 0.001g)

 Balanza analítica ( precisión hasta 0.0001g)

Aditamentos auxiliares para pesar

Vidrio de reloj

Crisol de porcelana

Pesafiltro

Desecador ambiental

Base de crisoles Reglas para pesar en las balanzas del laboratorio

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  

 Comenzar a pesar solo después de nivelar la balanza.  Para pesar en las balanzas se emplean vidrios de reloj, pesafiltros, crisoles, vasos de precipitado, capsulas de porcelana, papel doblado o cajitas de papel, Los líquidos se pesan en pesafiltros y en vasos de precipitados. En caso de que se adicione más producto del que se requiere, no quitarlo dentro de la balanza ya que puede dañarse. Se saca la muestra de la balanza, se retira cierta cantidad de sustancia y se vuelve a pesar. Este proceso se repite hasta lograr el peso deseado. Si falta sustancia, agregarla con cuidado con ayuda de una espátula, sin retirar la muestra de la balanza. No se deben depositar sustancias químicas directamente sobre los platillos de la balanza y pesar objetos calientes, puesto que esto provoca la destrucción paulatina de los aparatos. Los crisoles, vasos o diferentes aditamentos sometidos previamente a la acción del calor, deben enfriarse a temperatura ambiente antes de proceder a pesarlos, dentro de un desecador con tapa esmerilada que contenga una sustancia deshidratante [H2SO4; CACL2; P2O5; Mg (ClO4)2]. Se debe evitar cualquier perturbación que conduzca a un error, com, aparatos en funcionamiento, soplar sobre el platillo de la balanza, etc. Las balanzas deben dejarse en cero y perfectamente limpias después de finalizar la pesada. Los pesos obtenidos, correspondientes a un mismo experimento deben llevarse a cabo en una misma balanza.

Método para ajustar la balanza granataria Cada balanza tiene un fiel que oscila hacia ambos lados de la marca cero de la escala. Se consideran positivas las decisiones que están arriba del cero y negativas las que se

encuentran debajo de la misma marca. Si el fiel oscila de tal manera que la suma algebraica de dos oscilaciones sucesivas (una positiva y otra negativa) sea igual a cero, se dice que la balanza esta equilibrada.

Trabajo práctico Su objetivo consiste en aprender a pesar correctamente tanto en balanzas analíticas, semianalíticas y granatarias, para que este conocimiento se pueda aplicar en las clases de laboratorio posteriores. También para que se cercioren de la exactitud relativa de las distintas balanzas y su correcta elección para trabajos de laboratorio de diferente calidad y precisión. 1. Pesar un gramo y fracción de cloruro de sodio (NaCl) en balanzas disponibles. Si es posible

 A) Balanzas analíticas  B) Balanzas semi-analíticas  C) En balanzas granatarias

2. Considerando que el peso obtenido en la balanza analítica es 100% correcto (puesto que es el más exacto) calcule el error absoluto y el error relativo de las respectivas mediciones, en las balanzas semi-analíticas y granatarias.

3. Para que este trabajo tenga aplicación práctica, lea todo lo que se requiere para determinar densidades de diferentes sustancias y anote las fórmulas que necesite, puesto que en términos generales la densidad indica la relación existente entre la masa y el volumen de los sistemas.

Significado de símbolos: T=valor verdadero E= valor experimental Muestra

E (Granatario)

E (Analítica)

E (Semi-analítica)

cajita

T (Granatario digital) 0.7 g

0.6 g

0.6609 g

0.659 g

Cajita y sal

2.0 g

2.0 g

1.9832 g

1.978 g

Sal (NaCl)

1.3 g

1.4 g

1.3222 g

1.319 g

1. Determinar el error absoluto y relativo Error absoluto Ea= T-E o Ea=+/- (T-E) Error relativo Er=(Ea/T)*100=(T-E)/T*100

Error absoluto muestra

T (analítica)

E (granataria digital)

E (granataria)

E (semi analítica)

cajita

0.6609 g

-0.0391 g

0.0609 g

0.0019 g

Cajita y sal

1.9832 g

-0.0168 g

0.0168 g

0.0052 g

Sal (NaCl)

1.3222 g

0.0222 g

0.0778 g

0.0032 g

Error relativo Muestra

T (analítica)

E (granataria)

E (semi-analítica)

0..6609 g

E (granataria digital) -5.91 g

cajita

-9.21 g

0.287 g

Cajita y sal

1.9832 g

0.847 g

0.847 g

0.26 g

Sal (NaCl)

1.3222 g

1.679 g

5.88 g

0.242 g

Cuestionario 

Definir los siguientes conceptos:

1. Incertidumbre: es el parámetro asociado con el resultado de una medición, que caracteriza la dispersión de los valores que podrían ser razonablemente atribuidos al valor a medir. 2. Precisión: indica que el valor de una medida está muy próximo al valor real de la magnitud que se mide. Precisión: expresa el grado de incertidumbre en el valor medido. Cualquier valor medido, se encuentra afectado por una incertidumbre consecuencia de las limitaciones del aparato de medida utilizado y del observador. 3. Exactitud: indica que el valor de una medida está muy próximo al valor real de la magnitud medida. 4. Error absoluto: Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la resta sale positiva o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida. 5. Error relativo: el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el tanto por ciento (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto. no tiene unidades.



Describir las características principales de los diferentes tipos de balanzas que se utilizan en el laboratorio de química.

1. Analítica: Una balanza analítica es una clase de balanza de laboratorio diseñada para medir pequeñas masas, en un principio de un rango menor del miligramo (y que hoy día, las digitales, llegan hasta la diezmilésima de gramo: [0,0001 g o 0,1 mg]).

2. Semi-analítica: su capacidad de rango para medir llega hasta centésimas de gramo 3. Granataria y granataria digital: su rango para medir es hasta decimas de gramo La balanza analítica tiene importancia en el Laboratorio Clínico, ya que de su buen uso depende la exactitud en la preparación de reactivos y de estándares. Es uno de los instrumentos más utilizados en el laboratorio y su objetivo es determinar la masa de una sustancia o pesar una cierta cantidad de la misma.

 Anotar las reglas para pesar en las diversas balanzas. Balanza Analítica y semi analítica Antes de iniciar el uso de la balanza, asegúrese que todo el sistema esté a 0(calibrado). Para pesar un reactivo, debe pesarse primero el papel para film o papel encerado y a ese peso sumarle la sustancia que se desea pesar. Se coloca la sustancia que se va a pesar, Esperar a que la pantalla de la balanza no muestre ninguna fluctuación y verificar el peso que indique Si es necesario agregue o quite sustancia del platillo hasta llegar a la cantidad deseada Si se derrama algún reactivo durante la pesada, hay que limpiar de inmediato con un paño limpio y seco. Balanza Granataria analógica y digital El uso de la balanza granataria es realmente sencillo, puesto que solo debemos tomar un objeto para comparar su masa con la de otro, en pocas palabras, teniendo un peso ya conocido o establecido podemos determinar el de otro en base a ciertas comparaciones que esta bascula nos ayuda a realizar 

¿Qué pasaría si durante el experimento se usaran balanzas diferentes?

El uso de diferentes tipos de bascula puede afectar en la precisión y el error para calcular de manera más exacta alguna muestra que se necesite pesar. Si se usan balanzas de diferente tipo tales como la granataria o analítica a variación será meramente en precisión y numero de decimales, sin embargo, si se usan dos analíticas o dos granatarias el resultado puede variar de manera impredecible. 

¿Qué tipo de balanza se utilizaría para pesar 245 g de cloruro de sodio?¿y 0.2345 g de sulfato de potasio?

Para el cloruro de sodio se puede usar cualquier tipo de balanza, en cambio para el sulfato de potasio se usaría la balanza analítica. 

Se tiene apuntado el peso de un objeto determinado en una balanza semianalítica como 11.2 g. ¿es correcto el apunte? No, este se debería de escribir como 11.200 g



En una balanza analítica se determinaron dos pesos: uno de 1g y otro de 10g. ¿para cuál de las dos determinaciones del peso es mayor el error relativo y por qué razón? Ambos son iguales debido a que son números enteros y sus dígitos dan 0 

¿Cuál es la diferencia entre la masa y el peso?

La masa y el peso son diferentes propiedades, que se definen en el ámbito de la física. La masa es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo mientras que el peso es una medida de la fuerza que es causada sobre el cuerpo por el campo gravitatorio de otro. 

Definir los siguientes conceptos:  1. Medida: Es una operación que compara el valor de una magnitud dada con la respectiva unidad estándar. Esta puede ser directa o indirecta. Las medidas pueden ser por ejemplo de amplitud, masa o tiempo, estas son directas porque comparamos directamente el valor de la magnitud con la unidad estándar 2. Magnitud: Propiedad asociada a un fenómeno que se puede medir y realizar criterios de igualdad y suma. 3. magnitud física: Una magnitud física es una propiedad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición o una relación de medidas. Las magnitudes físicas se miden usando un patrón que tenga bien definida esa magnitud, y tomando como unidad la cantidad de esa propiedad que posea el objeto patrón. 4. magnitudes fundamentales: son las magnitudes físicas que permiten expresar cualquier cantidad o medición de los cuerpos.

Conclusión La balanza granataria es mucho más fácil y simple de utilizar que la balanza analítica, se deben tomar muchas precauciones a la hora de trabajar con ellas para no dañarlas, A diferencia de la balanza granataria, la balanza analítica permite una medición muchísimo más exacta, al ser esta un instrumento más preciso nuestro margen de error es muy limitado. lo podemos comprobar al analizar los resultados obtenidos en error absoluto y error relativo.

Bibliografía y fuentes http://www.guiaspracticas.com/balanzas-y-basculas/balanzas-delaboratorio

http://www.instrumentosdelaboratorio.net/2012/05/balanza-delaboratorio.html https://es.wikipedia.org/wiki/Balanza https://www.significados.com/propiedad-fisica/ http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/unidades/balanza/balanza.htm