Práctica 3 - Op- Unid 2014-i

UNIVERSIDAD INTERAMERICANA PARA EL DESARROLLO

OPERACIONES Y PROCESOS UNITARIOS

Prctica NO3

BALANZAS Objetivo: Familiarizar al estudiante con los diversos tipos de balanzas que se utilizan en farmacia y sobre todo permitir que se lleve a cabo un pesado correcto y exacto de los diferentes tipos de sustancias que se utilizan para preparados galnicos. Asi mismo orientar al estudiante a efectuar el cuidado adecuado de los sistemas que se utilizan para pesar. BALANZAS Es un instrumento que mide la masa de un cuerpo o sustancia, utilizando como medio de comparacin la fuerza de la gravedad que acta sobre el cuerpo. La palabra proviene de los trminos latinos bis que significa dos y linx, plato. Se debe tener en cuenta que el peso es la fuerza que el campo gravitacional ejerce sobre la masa de un cuerpo, siendo tal fuerza el producto de la masa por la aceleracin local de la gravedad. F= m x g El termino local se incluye para destacar que la aceleracin depende de factores como la latitud geogrfica, la altura sobre el nivel del mar y de la densidad de la tierra, en el lugar donde se efectua la medicin. Dicha fuerza se mide en newton. La balanza tienen otros nombres, entre los que destacan bscula y pesa. PROPSITO DE LA BALANZA La balanza se utiliza para medir la masa de un cuerpo o sustancia o tambin el peso de los mismos, dado que entre masa y peso existe una relacin bien definida. En el laboratorio se utiliza la balanza para efectuar actividades de control de calidad -, para preparar mezclas de componentes en proporciones predefinidas y para determinar densidades o pesos especficos. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO Las balanzas se diferencian entre si por el diseo, los principios utilizados y los criterios de metrologa que utilizan. En la actualidad podra considerarse 2 grandes grupos: las balanzas mecnicas y las balanzas electrnicas. Balanzas mecnicas Algunas de las ms comunes son las siguientes: 1.- Balanza de resorte.- su funcionameinto esta basado en una propiedad mecnica de los resortes, que consiste en que la fuerza que ejerce un resorte [K] multiplicada por la elongacin del mismo [X] [F=-kx] Lo anterior implica que mientras mas grande sea la masa [m] que se coloca en el platillo de la balanza, mayor ser la elongacin, siendo la misma proporcional a la masa y a la constante del resorte. La calibracin de una balanza de resorte depende de la fuerza de gravedad que acta sobre el objeto, por lo que deben calibrarse en el lugar de empleo. Se utilizan si no se requiere gran precisin.



2.- Balanza de pesa deslizante.- dspone de dos masas conocidas que se pueden desplazar sobre escalas, una con graduacin macro y la otra con una graduacin micro; al colocar una sustancia de masa desconocida sobre la bandeja, se determina su peso deslizando las masas sobre las escalas mencionadas hasta que se obtenga la posicin de equilibrio. En dicho momento se toma la lectura sumando las cantidades indicadas por la posicin de las masas sobre escalas mencionadas.

3. Balanza analtica. Funciona mediante la comparacin de masas de peso conocido con la masa de una sustancia de peso desconocido. Est construida con base en una barra o palanca simtrica que se apoya mediante un soporte tipo cuchilla en un punto central denominado fulcro. En sus 2 extremos existen unos estribos o casquillos que soportan cada uno un platillo mediante unas cuchillas que les permiten oscilar suavemente. En un platillo se colocan las pesas certificadas (que actan como contrapesos) y en el otro la sustancia que es necesario analizar, de forma que obtendremos su peso exacto cuando el brazo se quede en perfecta posicin horizontal. Todo el conjunto dispone de un sistema de bloqueo que permite a la palanca principal reposar de forma estable cuando no se emplea o cuando se requieren modificar los contrapesos. Dispone de una caja externa que protege la balanza de las corrientes de aire que pudieran presentarse en el lugar donde se encuentra instalada. En la actualidad, se considera que una balanza analtica es aquella que puede pesar diezmilsimas de gramo (0,0001 g) o cienmilsimas de gramo (0,00001 g) pero como contrapartida tienen una capacidad de pesada (tara) que no suele superar los 200 gramos. Para utilizarlas se requiere disponer de un juego de pesas certificadas, el cual dispone de piezas con masas de diversa magnitud. El juego est por lo general compuesto por las siguientes piezas:



RIFICACIN DE FUNCIONAMIENTO A continuacin, se describe el procedimiento utilizado para verificar el funcionamiento de una balanza mecnica tpica. La descripcin del proceso se basa en la balanza de sustitucin. 1. Verificar que la balanza est nivelada. La nivelacin se logra mediante mecanismos de ajuste roscado, ubicados en la base de la balanza. El nivel se logra centrando una burbuja sobre una escala visible en la parte frontal de la base de la balanza. 2. Comprobar el punto cero. Colocar en cero los controles y liberar la balanza. Si la escala de lectura no se mantiene en cero, es necesario ajustar el mecanismo de ajuste de cero que es un tornillo estriado ubicado en posicin horizontal cerca del fulcro. Para esto es necesario bloquear la balanza y ajustar suavemente el citado mecanismo. El proceso contina hasta que el cero ajuste correctamente en la escala de lectura. 3. Verificar y ajustar la sensibilidad. Esta se reajusta siempre que se haya efectuado algn ajuste interno. Se efecta con una pesa patrn conocida y se procede siguiendo estos pasos: a) Bloquear la balanza. b) Colocar un peso patrn en el platillo, equivalente al rango de la escala ptica. c) Colocar la graduacin de la dcada de peso inferior en uno (1). d) Liberar la balanza. e) Ajustar el punto cero. f) Colocar nuevamente la graduacin de la dcada de peso inferior en cero (0). La balanza deber marcar 100. Si la escala marca menos o ms que 100, se debe ajustar el control de sensibilidad. Esto supone bloquear la balanza, levantar la cubierta superior y girar el tornillo de sensibilidad: si la escala marca ms de 100, girar el tornillo en el sentido de las agujas del reloj, es decir, hacia abajo. Si la escala marca menos de 100, es necesario desenroscar el tornillo. Luego se repite el proceso hasta que quede ajustada la balanza (ajustar en cero y la sensibilidad). 4. Confirmar el freno del platillo. Este se encuentra montado sobre un eje roscado que, cuando est bloqueada la balanza, toca el platillo para evitar que oscile. En caso de desajuste se debe rotar suavemente el eje, hasta que la distancia entre el freno y el platillo sea cero cuando la balanza est bloqueada. MANTENIMIENTO DE LA BALANZA MECNICA El mantenimiento de las balanzas mecnicas est limitado a las siguientes rutinas: Frecuencia: Diaria 1. Verificar el nivel. 2. Verificar la graduacin de cero. 3. Verificar el ajuste de sensibilidad. 4. Limpiar el platillo de pesaje. Frecuencia: Anual 1. Calibrar la balanza y documentar el proceso. 2. Desensamblar y limpiar los componentes internos. Se debe seguir el proceso definido por el fabricante, o bien que la realice un servicio tcnico autorizado.



BALANZAS ELECTRNICAS El desarrollo tecnolgico de la electrnica ha permitido simplificar enormemente el manejo de las balanzas, reducir los intervalos de pesada y prescindir de salas de pesaje especficas, como antiguamente haba para las analticas mecnicas. Las balanzas electrnicas involucran tres elementos bsicos: 1. Un mecanismo de transferencia formado por: palancas, apoyos, guas - que concentra la carga del peso en una fuerza simple [F] que puede ser medida. [F = Pa ] La integral de la presin sobre el rea permite calcular la fuerza. 2. Un transductor de medida, conocido con el nombre de celda de carga, que produce una seal de salida proporcional a la fuerza de carga, en forma de cambios en el voltaje o en la frecuencia. 3. Un circuito electrnico analgico-digital que finalmente presenta el resultado de la pesada en forma digital.



Las balanzas de laboratorio operan de acuerdo al principio de compensacin de fuerza electromagntica, aplicable a desplazamientos o pares de fuerza, donde se combina la exactitud de los componentes mecnicos con los sistemas automticos de lectura. Funcionamiento. Las partes mviles (platillo de pesaje, columna de soporte [a], bobina, indicador de posicin y carga [G] objeto que pesamos ) son mantenidas en equilibrio (en flotacin) por una fuerza de compensacin [F] que es igual al peso. La fuerza de compensacin es generada por el flujo de una corriente elctrica, a travs de una bobina ubicada en el espacio de aire existente en un electroimn cilndrico. La fuerza F se calcula mediante la ecuacin: [F = I x l x B], donde: I = corriente elctrica, l = longitud total del alambre de la bobina y B = intensidad de flujo magntico en el espacio de aire del electroimn. Con cualquier cambio en la carga (peso/masa), el sistema mvil (mecnico) responde, desplazndose verticalmente una fraccin de distancia, detectada por un fotosensor [e], que como resultado enva una seal elctrica al servoamplificador [f] que cambia el flujo de corriente elctrica que pasa por la bobina del imn [c], de forma que el sistema mvil retorne a la posicin de equilibrio al ajustarse el flujo magntico en el electroimn. En consecuencia, el peso de la masa G se puede medir de forma indirecta, a partir del flujo de corriente elctrica que pasa por el circuito midiendo el voltaje [V] a travs de una resistencia de precisin [R]. [V = I x R]. Hasta la fecha se han desarrollado muchos sistemas que utilizan la electrnica para efectuar mediciones muy exactas de masa y peso. El esquema que se presenta a continuacin explica la forma en que funciona la balanza electrnica

Principio Fuerza de Compensacin CLASIFICACIN DE BALANZAS La Organizacin Internacional de Metrologa Legal (OIML) ha clasificado las balanzas en cuatro grupos: 1. Grupo I: balanzas de exactitud especial 2. Grupo II: balanzas de exactitud alta 3. Grupo III: balanzas de exactitud media 4. Grupo IV: balanzas de exactitud ordinaria La OIML acepta la siguiente convencin para las balanzas de laboratorio: 1. Ultramicroanalticas dd = 0,1 g 2. Microanalticas dd = 1 g 3. Semimicroanalticas dd = 0,01 mg



4. Macroanalticas dd = 0,1 mg 5. De carga superior dd 1 mg

FORMAS D EPESAR Slidos:

Pulverizados: utilizar papel glassine, bond o craft

Cristalizados: utilizar papel glassine, encerado o celofan

Higroscpicos: utilizar papel glassine, encerado, celofan, luna de reloj o envases de vidrio (si esta destinado a prprarar soluciones o suspensiones)

Colorantes. Utilizar papel glassine o celofan Lquidos:

Utilizar siempre envases limpios y secos

De ser necesario usar pipeta, tanto para adicionar peso como para retirar.

Tomar precauciones para sustancias corrosivas y voltiles. Semislidos:

Utilizar papel parafinado, glassine o celofan

Se puede pesar directamente donde se va a elaborar el producto (formulacin), sea esta cpsula d eporcelana, mortero o beaker.

Casos especiales:

Sales de mercurio: NO utilizar utensilios d emetal.

Lquidos corrosivos: utilizar pipeta con pera de goma.

Cuando se use probeta u otro envase graduado considerar la densidad.



PARTE EXPERIMENTAL: 1.- analizar cada una de las balanzas indicadas y registrar los datos necesarios en el siguiente cuadro:

BALANZA CAPACIADD SENSIBILIDAD (UNIDADES)

OBSERVACIONES

2.- Pesar en los diferentes tipos de balanza con los que cuenta el laboratorio las siguientes sustancias: Alcohol 96 2,50 g Hidroxido de sodio 0,650 g Sulfato de cobre 0,49 g Lanolina 1,00 g Bicarbonato de sodio 1,50 g cido esterico 3,00 g Carbonato de calcio 3,00 g



MATERIAL CARACTERSTICAS CUIDADOS EN EL PESADO

ALCOHOL 96

HIDROXIDO DE SODIO

SULFATO DE COBRE

LANOLINA

BICARBONATO DE SODIO

CIDO ESTERICO

CARBONATO DE CALCIO

TAREA PARA LOS ALUMNOS:

Elaborar um listado del material de vidrio, porcelana y otros de uso frecuente em el laboratorio, indicando su uso.

Confeccionar un cuadro de abreviaturas de los sitemas de pesas y medidas ms usadas en farmacia

Confeccionar un cuadro para el cuidado de la balanza

Que es el nivel de burbuja

Documents

Práctica 3 - Op- Unid 2014-i