2-5-2016

Instituto superior del profesorado “Dr. Joaquín V. González”

Profesorado en Química

Química General e Inorgánica

Trabajo Practico N° 1INSTRUMENTO DE LABORATORIO

Instrumentos y Métodos de Medición de Masa, Volumen y Temperatura

Cifras significativas – Error Experimental

Profesoras: Susana PalominoProfesoras a cargo del laboratorio: Vilma Racca y Liliana Lacolla

Roxana Mamani Flores- Dipaola Agustina- Vittoni Maria

Instrumentos de medición Balanza

En esta primera parte determinaremos la masa de un vaso precipitados de 50 mlPrevio describiremos dos tipos de balanzas que emplearemos para dicha medición: balanza de 1 platillo y balanza analítica.

Balanza analítica:

Explicación: Algunas consideraciones que deben tenerse en cuenta a cerca de la Balanza analítica: En primer lugar debe encontrarse en un lugar separado o zona donde teóricamente este en una posición equilibrada para no desequilibrarla. Esta no debe estar sujeta a corrientes ni aire acondicionado. Debe mantenerse a una temperatura estable y una humedad estable es decir que tiene que encontrarse en un lugar seco con temperatura estable sin estar expuesta a una corriente de aire, la humedad también debe ser estable. No debe estar en una zona de vibración.

La balanza tiene una serie de botones, tiene un platillo y posee dos puertas pequeñas en los laterales. Para evitar la corriente de aire y que se desnivele dicha balanza se hará uso de una sola puerta.Previo a realizar la pesada se debe limpiar el platillo con un cepillo para desechar cualquier objeto solido que pueda encontrarse y pueda alterar la medición que realizaremos.En primer lugar cuenta con un botón al costado de la balanza que tiene 3 posiciones:

- Primera la girando hacia adelante para realizar

una pesada aproximada con el Botón de la izquierda que vendría ser la semi-pesada

- Segundo la posición vertical la balanza donde se encuentra apagada.

- Tercera posición hacía en la cual se realizara la pesada final.Además la balanza cuenta con un Visor donde se observa los valores que va tomando de pasada. Dicho visor tiene una parte digital y una escala que corresponde a lo que llama escala de Vernier.Por ultimo cuenta con una palanca de ajuste del punto cero.

Botón frontal izquierda sirve para ajustar las pesas de 10 a 150 gramos. Es una balanza que mide con mayor exactitud. Mide 10ml

Perilla pesa entre 1 y 9 gramos -botón derecho-

Perrilla; Indicador digital para dar la última pesada medida o calibrar la medida.

Para realizar cualquier pesada espero que el platillo este quieto es decir que no debe estar oscilando. Luego se pasa a realizar la pesada en este caso mediremos precipitado vacío para averiguar el peso.

A

B C

D

Introduzco la muestra en el platillo, cierro la puerta luego muevo la Palanca de encendido hacia adelante perrilla de arresto hasta que se pierda las mediciones luego vuelvo hacia el último valor marcado. En este primer procedimiento obtuvimos 20 g (decenas).La perilla de mayor masa la cual realiza la semi-pesada se debe moverse en sentido a la agujas de reloj hasta que se pierda luego se vuelve.Repito el mismo modo con la perilla C para lograr la unidad – extremo inferior derecho- obteniendo así un primer valor de pesada de 27 gramos. Una vez estimada el peso giro la perrilla lateral en posición vertical y luego hacia atrás para determinar el peso final.Para ajustar las cifras decimales tengo que lograr que una de las líneas de la escala de Vernier se encuentre entre las pequeñas bocas que posee dicha escala. Esta perilla se mueve en cualquier sentido hasta que encuentre los decimales que cumpla con lo mencionado anteriormente. Obtuvimos así el último valor de 0,1980 gramos para completar nuestra medición. Finalizado el proceso de medición adquirimos un peso de 27,1980 gramos con una incerteza de 0,0001 gramos.Por último se procede a apagar volviendo a la posición vertical y de ahí saco las pesas que hice desde la pequeña hasta a la grande.

v=(27,1980±0,0001)g

InstructivoA continuación detallaremos el instructivo que seguimos para realizar la pesada 1. Asegúrese que la balanza este nivela y el platillo limpio y en cero.2. Introducir la muestra. Cerrar la balanza.3. Liberar el platillo totalmente girando hacia adelante la perrilla de arresto A

posición de pre-pesada y esperar que la escala proyectada este en reposo.4. Mover la perilla B de mayor masa (decenas) en sentido horario. Cuando la

escala se mueve hacia arriba regrese a la posición inmediata anterior.5. Repetir la operación anterior con la perilla C de menor masa (unidades)

siempre en orden decreciente6. Una vez estimada la masa del objeto gire la perilla A hacia atrás (posición de

pesada)7. Ajustar las cifras decimales con la ayuda de la escala y el vernier (perilla D)8. Pasar la perrilla A a la posición vertical. Descargar la balanza y llevar a cero.

Balanza de un platillo: Antes de realizar el procedimiento de medición de la masa de un vaso precipitado algunos consejos que tuvimos que considerar. Balanza determina la masa y hay ciertas cuestiones que debemos tener en cuenta a la hora de realizar la pesada. Debe encontrarse en un lugar iluminado, sobre una superficie nivelada. Debe encontrarse libre de corrientes de aire para no cometer errores en la pesada.

Nunca se coloca una sustancia sobre el platillo ni sobre un papel. Debe estar contenido dentro de un recipiente. (Vaso de precipitado para un líquido o vidrio de reloj para un sólido o vaso de precipitados. Otra cuestión es que la sustancia debe estar en temperatura ambiente.

La balanza está compuesta por un platillo. Este debe estar quieto y la balanza debe estar en una superficie plana y

nivelada.Tiene dos brazos:

- brazo exterior que va de 0 a 200 gramos que tiene una escala de 100 g.

- brazo interior entre 0 y 100 gramos con una escala de 10g

- Dial aprecia hasta la décima de gramo - La parte superior al dial recibe el nombre de vernier y aprecia

hasta la centésima de gramo.- Índice debe señalar en cero ya que eso me indica que la balanza

esta nivelada. (En caso de no estarlo lo primero que hay que hacer es nivelar con el tornillo de nivelación).

Procedimiento que realizamos para la medición del vaso precipitado.

Índice

Determinar la masa de vaso precipitado trabajo con el brazo posterior para saber si esta entre 0-100 o 100-200. Visualizamos que esta entre 0-100.Luego me dirijo está el brazo anterior para averiguar entre que valores de 0-100 se encuentre. Realizando dicho proceso llegamos a que mide esta entre 20 y 30. Vemos que en 30 se produce un cambio en el índice (este desciende) y retomamos a 20g.Luego de lograr precisar un primer valor vamos al dial muevo lentamente hasta que el índice coincida con cero. Luego dirijo mi mirada al dial donde observo el número entero que está delante de 0 en nuestro caso es el siete. Luego desde el valor que considero cuanta líneas tengo antes de llegar a 0 (nuestro caso 1) o la que coincide con cero. Por ultimo me dirijo al vernier para observar cuál de las líneas del dial coincide con la línea de vernier (obteniendo así la última cifra que es 6.Esta balanza tiene un error absoluto distinto al anterior, es de 0,01 g

v=(27,16±0,01)g

A continuación, el instructivo de cómo hacer uso de dicha balanza que nos fue explicada más algunas aclaraciones mencionadas anteriormente.Antes de realizar la pesada:

- Verificar que la balanza esté en condiciones: limpia, iluminada convenientemente, fuera de las corrientes de aire, con el platillo bien colocado y nivelada (para que la balanza este nivelada, el índice debe señalar el cero de la escala. Si esto no ocurre se debe nivelarla haciendo girar lentamente el tornillo de nivelación.

- Familiarizarse con la escala.

Precauciones:

- Todas las sustancias se deben pesar en los recipientes adecuados para prevenir daños en el platillo y cuidando que tenga la temperatura de la balanza.

- Manejar la balanza con cuidado evitando movimientos bruscos.

Técnica de pesada

- Puesta en cero: La balanza debe estar en su estado de reposo. Si es necesario nivelarla.

- Se coloca en el platillo el cuerpo a pesar. La balanza se aparta de su posición de equilibrio: el índice asciende.

- Se comienza moviendo la pesa del brazo de 100 g. si el índice desciende esto indica que la masa del cuerpo es menor. Se lleva a 0 la pasa de este brazo.

- Se prosigue desplazando la pesa del brazo de 10g hasta saber entre que marcas está comprendida la masa del cuerpo.

- Se realiza ahora la lectura en el dial para apreciar la décima de gramo.- Por último se realiza la lectura en el vernier para apreciar la centésima de gramo,

buscando la primera marca superior e inferior que coincidan.

Material de volúmenes con la Probeta:

Materiales volumétricos miden volúmenes con mayor precisión. El más común para realizar mediciones de volúmenes es la probeta.

Algunas cuestiones que tuvimos que tener en cuenta antes de realizar la medición del líquido, agua.Todo material volumétrico por tratarse de material que mide el volumen no debe contener líquidos calientes y si se trabaja con mecheros estos deben encontrarse lejos para no desvanecer los valores de la escala. La sustancia o líquido debe estar a temperatura ambiente. Existen distintas graduaciones probetas como pipetas. Puede darse el caso de 2 pipetas 5ml pero que la escala sea distinta.Antes de trabajar con un material volumétrico primero

Tengo que analizar y familiarizarme con la escala.Si introducimos un líquido en la probeta podemos observar que la superficie del líquido es curva. Esta característica de la denomina menisco y puede llegar a ser cóncavo o convexo (Eje El mercurio adopta la forma de menisco convexo). El líquido contenido en la probeta debe estar apoyada sobre una superficie plana, nivelada y debe observarse la curva del líquido –menisco-. Por tratarse de agua el menisco es cóncavo y la medición debe leerse a la altura de los ojos.Los materiales volumétricos deben hallarse limpios tanto por fuera como por dentro se los limpia con agua jabonosa, luego se enjuaga y finalmente se hace un lavado con agua destilada.La Probeta tiene diferentes capacidades y debo seleccionar cual es la más conveniente a ser utilizada de acuerdo a la medición que quiero realizar es decir la probeta debe ser adecuada al volumen a medir. Para llegar a un valor exacto se puede hacer uso de Pipetas de plástico y llegar al volumen deseado.

Procedimiento 1. Para realizar la primera medición de 35 cm3 utilizamos una probeta

de 50ml de capacidad. Calculamos el valor de la incerteza dada la escala que es de 1cm3 (error absoluto)

a=35cm3±1cm3

ε a=1cm3

35cm3=0,028≅ 0.03 y εa%=2,85≅ 3

2. Segunda medición de 76cm3 hicimos uso de una probeta de 100ml de capacidad. (error absoluto de 1cm3)

a=76cm3±1cm3

ε a=1cm3

76cm3=0,013≅ 0.01 y εa%=1,31≅ 1%

3. Para la tercera medición de 132 cm3 hicimos uso de una probeta de 250 ml de capacidad.

a=132cm3±2cm3

ε a=2cm3

132c m3=0,015≅ 0.015 y εa%=1,51≅ 1,5

Material de volúmenes con la Probeta: Para medir volúmenes pequeños hago uso de la pipeta porque cometemos un menos error al realizar la medición. Hay distintas pipetas: pipetas graduadas de 10 ml, de 5ml de 50ml, etc.Nunca se debe utilizar la pipeta como sorbete para poder llenarlo de líquido. Para esto se utiliza una la pro pipeta o una pirita de goma. Mientras se succiona el líquido a medir se mantiene el extremo de la pipeta sumergido en el vaso precipitado que contiene la sustancia liquida para evitar que entren burbujas de aire que afectan a la medición exacta.Existen Pipetas que miden un volumen fijo, son el caso de una Pipeta de doble aforo.

Quiere decir que si lleno de líquido hasta el aforo, luego lo dejo caer de la pipeta hasta el otro, estoy midiendo el volumen fijo de este. Ej.: 20 cm3

Cuando introduzco la sustancia o liquido el volumen se mide en cm3. En cambio cuando me refiero al recipiente decimos capacidad y es en ml. El procedimiento de limpieza de la pipeta es igual que el de la probeta mencionada anteriormente. Luego antes de usarla la misma con pequeñas porciones de la solución que se va medir. Procedimiento

1. Para la primera medición de 4,5 cm3 utilizamos una pipeta de 5ml de capacidad. Su incerteza es de 0,1 cm3(error absoluto)

a=4,5cm3±0 ,1cm3

ε a=0,1cm3

4,5c m3=0,022≅ 0.02 y εa%=2,2≅ 2

2. Segunda medición de 9,2 cm3 hicimos uso de una probeta de 10 ml de capacidad. (error absoluto de 0,1cm3)

a=9,2cm3±0 ,1cm3

ε a=0,1cm3

9,2cm3=0,010≅ 0.01 y εa%=1,08≅ 1,10

3. Para la tercera medición de 1,5 cm3 hicimos uso de una probeta de 5 ml de capacidad.

a=1,50cm3±0,05 cm3

ε a=0,05 cm3

1,50 cm3=0,033≅ 0.03 y εa%=3,33≅ 3,30

Medición de volúmenes con la Bureta: Bureta Es un material volumen. Permite medir volumen con precisión, pero no se puede medir líquidos calientes ya que calientes, ya que esto dilataría el material y los valores de medición obtenidos no serían reales.

Antes de iniciar la medición con el instrumento se debe corroborar: Mantenerla en posición vertical, fijándola en un soporte Que este esté limpio, enjuagar la misma con pequeñas porciones de

la solución (en este caso, agua). Al finalizar el trabajo se debe asear la misma para dejarla en buenas condiciones en su próximo uso. La forma correcta de lavarlo es con agua jabonosa (agua con algunas gotas de detergente), junto con una escobilla larga que le permitirá llegar hasta el fondo de la misma, fregando tanto las paredes internas como las externas; y finalmente se le da un último enjuague con agua destilada.

Abrir la pinza que cierra el pico de la bureta permitiendo que éste se llene.

Examinar que no queden burbujas de aire, eliminándolas si las hay. Colocar un azulejo blanco debajo del instrumento para poder

apreciar correctamente los fenómenos que se presenten. Corroborar si el menisco es cóncavo o convexo

Luego de asegurar que todo esté en orden, calculamos su error absoluto partiendo de la mínima división del instrumento. En nuestro caso, se nos entregó una bureta de 25,00 ml, y calculamos un error absoluto de 0.01ml.

Procedimiento1. Cargamos adecuadamente 25ml de agua destilada en la bureta, a

través de un embudo. Fijando la vista a la misma altura del instrumento para una mejor medición.

2. Dejamos drenar 15cm3de a pequeñas gotas en un vaso de precipitados, quedándonos con 10cm3en la bureta.

3. a=25cm3±1cm3

ε a=0.1cm3

10,00 cm3=0.01cm3 y εa%=0,01≅ 1

Medición de Temperatura con el Termómetro: Para este trabajo utilizamos un termómetro, con su menor división de 1°C. La menor medición del termómetro es de 0°C, y la mayor de 100°C. Vale aclarar que todas las mediciones fueron hechas a una presión constante de 1013,6Hpa.Procedimiento1. La primera medición que realizamos fue dentro de un Matraz, con un

tapón y el termómetro en este. Se calentó el Matraz con un mechero hasta que el agua que se contenía dentro de este alcanzo su punto de ebullición, alcanzando una temperatura de 99°C.

2. Luego, colocamos el termómetro dentro de un recipiente con hielo molido, y el este alcanzo una temperatura de 0°C.

3. Finalmente, luego de que haya alcanzado una temperatura de 0°C, dejamos que llegue a la temperatura ambiente del laboratorio, 19°C.

Determinación experimental de la densidad de un líquido y determinación del error de medición:

El cálculo del líquido de cual averiguaremos la densidad es del alcohol etílico o etanol.

La densidad del alcohol se calcula

δ= masavolumen