1

“ESCUELA NACIONAL DE CONSERVACIÓN, RESTAURACIÓN Y MUSEOGRAFÍA “

MANUEL DEL CASTILLO NEGRETE

CIENCIA BASICA APLICADA A LA RESTAURACIÓN Material de apoyo

Uso de la balanza

Una de las operaciones que se realiza con mayor frecuencia en el Laboratorio de química, es la de pesar sustancias. La operación de pesar no presenta gran dificultad, pero debe realizarse tomando algunas precauciones: prestar atención a lo que se hace y seguir una serie de normas al operar la balanza para llegar al peso correcto del objeto o sustancia que se desea pesar. 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 tiene otros nombres, entre los que destacan báscula y pesa. Existen diversos tipos de balanza que difieren en su aspecto, detalles de construcción y en su resolución y sensibilidad, pero los principios básicos de su funcionamiento son muy similares. De acuerdo a lo que se quiere pesar, se deberá elegir la balanza de precisión a utilizar, para ello debemos considerar sus características. La balanza granataria: puede apreciar centésimas de gramo ósea 0,01gr., es de poca precisión, utiliza un péndulo de carga para determinar las masas, largos periodos de oscilación, no muy estable, de uso dificultoso y recomendable para tener un peso general del objeto. La balanza analítica: aprecia diezmilésimas de gramo ósea 0,0001 gr., alto nivel de precisión, emplea electricidad para determinar las masas, corto periodo de oscilación, estable, fácil uso y recomendable para pesar objetos pequeños. Material utilizado para pesar. Una sustancia pesar no debe colocarse directamente sobre el platillo, debe de colocarse en un recipiente sobre el platillo limpio y en el colocar la sustancia a pesar Los recipientes más utilizados son:

Vidrio reloj: es útil para pesar pequeñas cantidades de sustancia que no absorban humedad, es decir, que no sean higroscópicas.

Pesafiltros: al disponer de una tapa permite pesar sustancias higroscópicas, es útil sobre todo cuando se trabaja con una balanza capaz de apreciar cantidades muy pequeñas.

También se utilizan vasos de precipitados, erlenmeyers, placas de Petri, cápsulas de porcelana, etc.

Figura 1. Material de laboratorio usado para pesar.

Indicaciones generales para el uso el uso de balanza En general, es más ventajoso evitar errores, que tratar de corregirlos una vez cometidos. Para el uso de cualquier tipo de balanza se deberá tomar en cuenta las siguientes indicaciones.

Manipular con cuidado el material y equipo.

2

Conservar la limpieza del equipo así como también del lugar donde se efectúan las pesadas.

No colocar objetos húmedos sobre el plato.

No pesar objetos calientes, realizarlo a temperatura ambiente.

Pesar las sustancias en algún recipiente adecuado, pero nunca directamente sobre el plato de la balanza.

Utilizar para colocar la carga en el platillo guantes o pinzas, para no alterar la temperatura de la balanza, ni de la carga.

Antes de realizar una pesada, comprobar que marca cero, sino ajustarla o tararla de nuevo.

Hacer la lectura en cuanto el resultado sea estable.

Al término de la medición, retornar a la posición “cero”, para prevenir con ello la descalibración del equipo.

Limpia con una brocha la superficie del platillo, garantizando que no exista polvo sobre este.

Limpia con un paño húmedo (no utilizases solventes) la superficie exterior de la balanza.

Colocar la balanza en una superficie lisa, nivelada y libre de vibraciones.

No derramar líquidos sobre la balanza.

Balanza granataria. Es muy utilizada en laboratorios como instrumento de medición auxiliar, ya que aunque su precisión es menor que la de una balanza analítica, tiene una mayor capacidad que ésta y permite realizar las mediciones con más rapidez y sencillez, así como por su mayor funcionamiento. La precisión de este tipo de balanza es de una división mínima de 0,1 gramos, contando generalmente con una capacidad máxima de pesada que oscila entre 10 y 30 kg. Se suele emplearse en los siguientes casos: - Para la preparación de disoluciones de concentración aproximada. - Para aquellas sustancias que pudieran dañar la balanza analítica. -Para pesar una cantidad grande de compuesto, mayores de 10 g. Descripción de sus partes

Figura 2. Balanza granataria.

1. Platillo, superficie plana en acero inoxidable donde se coloca la muestra a pesar. 2. Reglillas Indicadoras: Constan de tres reglas: la primera enumerada de 0 a 10 gramos; la segunda de10 a 100 gramos y la tercera reglilla100 a 500 gramos. 3. Pesas: Son los indicadores de las reglillas.

Instrucciones para determinar la masa de un objeto 1. Desliza las tres pesas de la balanza hacia la izquierda, con el platillo también situado a la izquierda. 2. Coloca el objeto sobre el platillo. Verás que el indicador o maraca móvil se mueve. 3. Corremos la primera pesa (0 -10 g), si el brazo no sobrepasa la marca de nivelación, devolvemos a cero la primera pesa y procedemos a correr la siguiente pesa (10 -100 g) de diez en diez, hasta que el brazo sobrepase la marca de nivelación, y se repite la misma operación si el peso del objeto es mayor de 100 g; con la pesa de 500 g. En el caso de sobrepasar la marca de nivelación, nos devolvemos a la muestra anterior y corremos nuevamente la pesa de 10 g o la de 100 g, según corresponda. Esto con el fin de obtener el peso exacto del objeto. 4. Cuando la marca de nivelación de brazo se encuentra alineada con la Marca fija (figura 3) de la base efectuamos la sumatoria de los valores en las tres pesas y este es el peso del objeto.

3

Instrucciones para pesar una masa determinada de una sustancia. 1. Desliza las tres pesas de la balanza hacia la izquierda, con el platillo también situado a la izquierda. 2. Coloca el recipiente vacío sobre el platillo. 3. Mueve las pesas de los brazos hasta obtener la masa exacta del recipiente vacío. Anota la masa. 4. A la masa del recipiente súmale la masa que se quiere pesar. Desliza las pesas hasta la cantidad de la masa que se desea medir. 5. Agrega el sólido o sustancia al recipiente, teniendo cuidado de que la marca móvil deberá de coincidir con la marca fija (figura 4).

Figura 3. Marca fija e indicador o marca móvil de la balanza granataria.

Figura 4. Medición de un líquido en la balanza granataria.

Balanza analítica Las balanzas analíticas, de precisión, microbalanzas y semimicrobalanzas son instrumentos de medición de máxima precisión y exactitud. Se utilizan para pesar cantidades muy pequeñas de sustancia. Suelen presentar una sensibilidad del orden de 0,0001 g. Nivelar la burbuja de aire que contiene la balanza en la parte posterior o en un costado (dependiendo del modelo), auxiliándose de las “patas” niveladoras.

Figura 5. Balanza analitica. Figura 6. Nivelación en la balanza analitica. Instrucciones para pesar una masa

1. Si posee caja-Vitrina, esta debe permanecer cerrada el mayor tiempo posible y cualquier medición exige el cierre de la misma.

2. Al ser electrónicas, debe esperarse su “calentamiento” hasta el valor cero en pantalla. Si no es así, pulsar la tecla de “rezero” si existe.

3. El objeto a pesar debe situarse en el centro del platillo para evitar vibraciones. 4. Para pesar un objeto, este debe estar limpio, seco y a la temperatura ambiente. 5. La pesada debe efectuarse con rapidez, a fin de evitar la humedad y otras reacciones parásitas de la

sustancia a pesar con la atmósfera.

4

6. Cuando se va a pesar por diferencia de pesada, el tarado deber realizarse en las mismas condiciones que la posterior pesada, y anotar su valor en el cuaderno.

7. Cuando se va a determinar el peso de una sustancia, se coloca el pesasustancias, se pulsa la tecla “tara” y se espera la aparición del cero en la pantalla. Posteriormente se deposita la sustancia a pesar y se anota el valor obtenido en la pantalla.

8. Cuando se va a pesar una cantidad predeterminada de sustancia, se tara el pesasustancias según el punto 7 y posteriormente se añade la sustancia, poco a poco, hasta alcanzar el valor deseado. En el caso de pasarse, es preferible repetir la operación que intentar retirar material del pesasustancias.

9. La balanza en general, y el plato especialmente deben quedar perfectamente limpios. Si hubiera caído algún material en él (la pesada no es válida) debe ser retirado con el pincel adecuado y cuando la balanza está en reposo. (“disparada”).

10. Deja la balanza en posición de reposo y no la apague hasta que sepas que no se va a utilizar más en una sesión de trabajo.

Métodos para pesar una sustancia.

1. Pesada de sólidos Para pesar una porción de sustancia sólida, podemos utilizar dos procedimientos: pesada directa o pesada por diferencia. Pesada directa: este método de pesada es adecuado cuando la muestra no se altera al exponerse al aire y se quiere tener un peso exacto y predeterminado de la misma. En este método se obtiene primero el peso del recipiente vacío y seco al cual se va a transferir la sustancia y luego se agrega ésta poco a poco hasta obtener el peso requerido. Se procede de la siguiente manera: supongamos que deseamos pesar 0,25 g de cloruro de bario. En primer lugar hay que tarar el recipiente donde se va a pesar la sustancia (pesafiltro, vidrio de reloj, etc.) sea, por ejemplo, su masa de 25,6 g. Una vez fijada la balanza se suma a la masa del recipiente la de la sustancia que se desea pesar, en este caso será: 25,6 + 0,25 = 25,85 g. Pesada por diferencia: este método, caracterizado por su rapidez, es el que se utiliza, en general, para pequeñas muestras que no necesitan tener un peso predeterminado, pero sí interesa conocer con exactitud la cantidad pesada. Muchas drogas se pesan por diferencia, para evitar que éstas estén expuestas a la atmósfera por espacio de varios minutos, pues, por ejemplo, puede que la sustancia sea higroscópica (absorba humedad del medio ambiente) o tenga tendencia a combinarse con el CO2 del aire, tendencia a oxidarse con O2 del aire, etc. Si la sustancia a pesar se ha secado en estufa, se la coloca en un pesa filtro mientras se enfría y se coloca el conjunto en un desecador hasta el momento de efectuar la pesada. En este método, primero se coloca una cantidad suficiente de sustancia (cantidad estimada) en un pesafiltro de vidrio y se lo tapa. A continuación, se pesa el conjunto con la máxima aproximación de la balanza (o sea, con la mínima división). Se retira el pesafiltros de la balanza tomándolo con los dedos secos y limpios (o mejor con guante sintético limpio y seco) y se lo destapa directamente encima del recipiente al cual se va a transferir la muestra. La tapa se sostiene con la mano izquierda y el frasco con la derecha, se vierte cuidadosamente la cantidad de muestra que se considere conveniente, inclinando levemente el pesafiltro y rotándolo. Se mantiene el pesafiltro sobre el recipiente mientras se vuelve a la posición vertical. Al colocar la tapa se debe cuidar de no perder partículas de polvo. Se vuelve a pesar el pesafiltro y, por diferencia con el peso tomado anteriormente se obtiene el peso de la sustancia tomada. Como dijimos, este método de pesada no es adecuado para pesar exactamente una cantidad pre-determinada de muestra. Así, por ejemplo, para efectuar una determinada operación necesitaremos alrededor de 2 gramos de cierta sustancia, pero no afectará el resultado del trabajo la presencia de +/- 0,2 g (10%) de dicha sustancia, por lo tanto, será aceptable pesar una cantidad de sustancia que esté entre 1,8000 y 2,2000 g. 2. Pesada de líquidos En general, las muestras líquidas pueden medirse mejor por volumen que por peso. No es conveniente pesar líquidos, especialmente, si éstos son corrosivos y/o volátiles.

5

En el primer caso, para que no ataquen químicamente las superficies de la balanza; en el segundo, porque los líquidos muy volátiles evaporan mientras los estamos pesando, provocando errores en las determinaciones. En caso de ser indispensable pesar un líquido, lo mejor es evitar el uso de recipientes abiertos. Pueden pesarse líquidos en recipientes especiales que tienen salida en pico con una llave o en recipientes que poseen tapa con un buen ajuste, como por ejemplo, los picnómetros. El método más conveniente consiste en pesar el recipiente vacío con su correspondiente tapón; introducir luego la muestra líquida a pesar mediante pipeta o tubo de vidrio; finalmente pesar el recipiente con su contenido. Por diferencia, se determina el peso de la muestra líquida. Si la muestra es muy volátil o corrosiva, se debe encerrar en una ampolla de vidrio tarada antes de la pesada.