QUIMICA ANALITICA

MEDICIONES E INCERTIDUMBRE EN MATERIAL VOLUMÉTRICO Y GRAVIMÉTRICO

Delgado, Osorio Carolina. Murcia, Cardozo Diana Maritza, Ortegón, Yeiner.

Química analítica. Docente, Claudia Gonzales. Universidad de la Amazonía Avd. Circunvalar, Barrio el Porvenir, Florencia, Caquetá,

Colombia.Recibido 11 de Septiembre de 2015

Resumen

Esta práctica fue desarrollada para el reconocimiento de los instrumentos de medición volumétrica y gravimétrica; la precisión y la incertidumbre. Se desarrollaron diferentes réplicas de la masa de una moneda de quinientos pesos, calculando el porcentaje de error, la desviación estándar y la media. Se identificó y conoció la exactitud de la balanza de brazo y la balanza analítica; concluyendo que como indica la teoría la balanza semianalítica se presta para cálculos muy pequeños y precisos, pues esta crea una masa con cuatro decimales logrando ser más exacta; al igual, al ser tan sensible a los cambios climáticos se le puede culpar al hecho de que demostrara un error del −0.0029 en los cálculos. La balanza de brazo es menos precisa, pues denota un solo decimal, visto positivamente para el cálculo del error porcentual al demostrarnos un total de 0.000% en la medición del objeto.

Abstrac

INTRODUCCIÓN

Los instrumentos de medición de volumen deben seleccionarse de manera adecuada para obtener resultados confiables en los ensayos de laboratorio. Para transferencia de muestras, patrones y soluciones estándar debe emplearse material volumétrico de exactitud, para las demás operaciones los instrumentos graduados son la elección correcta.

El uso de cada instrumento depende del ajuste de fábrica que se haya realizado. Existen dos tipos de marcas que distinguen los ajustes: 'In': La cantidad de líquido contenida corresponde al volumen impreso sobre el aparato, por ej. Matraces aforados y probetas graduadas. 'Ex': La cantidad de líquido vertida corresponde al volumen

impreso sobre el aparato, por ej. Pipetas o buretas.La temperatura del líquido que se va a medir está indicada sobre la superficie del material. El valor más común corresponde a 20 °C, la medición de líquidos con una temperatura diferente incluye un error adicional al ensayo.Volumen: porción de espacio que ocupa un cuerpo ya sea sólido, líquido o gaseoso.Capacidad: es el volumen de un fluido que puede contener o suministrar un instrumento de medición. Flujo: volumen de fluido que pasa a través de la sección transversal de un ducto por unidad de tiempo han sido desarrollados especialmente para mediciones exactas del volumen de fluidos.Calibración: es el proceso mediante el cual se establece el grado de correspondencia entre el valor indicado por un instrumento de medición y el valor convencionalmente verdadero de la magnitud sometida a medición.Ajuste: es el proceso mediante el cual se lleva a un instrumento al mejor estado de exactitud posible.Método gravimétrico: consiste en calcular el volumen de un cuerpo a partir del conocimiento de su masa y su propia densidad o la del fluido en el que se encuentra inmerso.Método geométrico: consiste en calcular el volumen de un cuerpo a partir de mediciones geométricas realizadas con instrumentos de medición de

longitud y una fórmula de cálculo que depende de su forma.Mediante instrumentos de medición: es la manera más empleada, consiste en estimar el volumen de un fluido mediante la indicación del instrumento.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales

Una balanza electrónica de tres cifras, una balanza de brazo, una probeta de 100 mililitros, una pinza nuez y soporte, una pipeta graduada de 10 mililitros, una bureta de 50 mililitros, una pipeta volumétrica 10 mililitros, un vaso de 100 mililitros, un pipeteador ó pera.

Reactivos

Un litro de agua destilada.

Métodos

Reconocimiento de Material

Se observaron diferentes materiales de medición de volúmenes en el laboratorio para obtener y registrar masas desiguales.

Procedimiento para pesar en una balanza semianalítica y de brazo.

Se confirmó que las balanzas a emplear se encontraran en óptimas condiciones para realizar las medidas de masa (limpias, niveladas y calibradas). Se pesó

el objeto (moneda). Con ambas balanzas. Y se repitió por triplicado. Manipulándose con un trozo de papel de laboratorio; se retiró el objeto pesado, se limpió el platillo con un pincel y dejo tarada en cero la balanza.

Procedimiento de medición de volumen.

Se pesó un vaso de precipitado de 100 mililitros vacío, limpio y seco en una balanza semi- analítica, se registró la masa del vaso de precipitado, se midió un volumen de 10 mililitros de agua destilada con una pipeta graduada, una probeta, una bureta y un vaso de precipitado. Se transfirió el volumen de agua destilada medido a un vaso de precipitado pesado previamente por separado, se pesó el volumen de agua destilada medida, se registró el valor obtenido de agua destilada se repitió el procedimiento tres veces, obteniendo tres valores de masa de agua destilada para cada material utilizado, se pasó la masa de agua destilada en volumen utilizando el valor de densidad correspondiente con la temperatura ambiente existente y se completó la tabla de datos.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Tabla 1. Reconocimiento de Material

Nombredel

material

Capacidad

máxim

Incertidumbre

De un ejemplo

de

¿Cuál es la cifra

dudosa?

ade

medida del

material

medida tomada con el

material

1 Balanza de brazo

2600g --- Moneda $5002 Balanza

analitica 210g 0,1mg Moneda

$500

La balanza de brazo tolera una capacidad por encima de la balanza analítica de 2390g, siendo un poco más útil para masas de mayor tamaño sin contar con una exactitud tan

precisa a diferencia de la balanza analítica soportando un máximo de 210g logrando ser más exacta en cuanto a la masa pero a la vez sensible a los cambios del medio ambiente.

Tabla 2: Procedimiento para pesar en una balanza semianalítica y de brazo.

Moneda de $500Peso balanza analítica Peso balanza de brazo

7,0026g 7,2g7,0026g 7,2g7,0023g 7,2g7,0024g 7,2g7,0026g 7,2g

Las masas obtenidas con la balanza analítica tuvieron un porcentaje de error de −0.0029% total con el promedio de las cinco replicas, a este porcentaje se le puede culpar las irregularidad en el ambiente a la congestión de los estudiantes en el aula y a su exactitud al

demostrar cuatro dígitos decimales.

La balanza de brazo al ser más precisa, solo detalla un decimal, la masa de la moneda fue igual en las cinco replicas realizadas con un porcentaje de error del 0.0%.

Cálculos:

Balanza semi-analítica:

Media: χ=

7,0026+7,0026+7,0023+7,0024+7,0023

5=7,0024

Desviación estándar:

¿ √(7,0026−7,0024 )2+¿ (7,0026−7,0024 )2+¿ (7,0023−7,0024 )2+¿ (7,0024−7,0024 )2+¿ (7,0023−7,0024 ) ²5

=√0.00005

=0.0000

Error porcentual:

e%=7,0024−7.00267.0026

∗100=−0.0029

e%=7,0024−7.00267.0026

∗100=−0.0029

e%=7,0024−7.00237.0026

∗100=−0.0014

e%=7,0024−7.00247.0026

∗100=−0.0000

e%=7,0024−7.00237.0026

∗100=−0.0014

Balanza de brazo:

Media:

χ=7,2+7,2+7,2+7,2+7,25

=7,2

Desviación absoluta:

σ=√ (7,2−7,2 )2+ (7,2−7,2 )2

+(7,2−7,2 )2+ (7,2−7,2 )2

+(7,2−7,2 )2

5=√0.000

5=0.0000

Error porcentual:

e%=7,2−7.27.2

∗100=−0.0000

Tabla 3. Reconocimiento del material volumétrico.

NombreDel material

Capacidad máximaDe medida del material

Tolerancia

Incertidumbre

De un ejemplo de medida tomada con el material

¿Cuál es la cifra dudosa?

1 Beaker 100ml 0,5ml 9,0573ml 10ml H2O

15

2 Probeta 100ml 0,5ml 8.7373ml 4

3Pipeta graduada

10ml 0,05ml 9.8850ml 0.3

4 Probeta volumétr

10ml 0,03ml 10.1280ml 5

ica

5 Bureta 25ml 11.3333ml 1

Al realizar los cálculos entre los diferentes tipos de instrumentos utilizados (bureta, pipeta volumétrica, probeta, Beaker, probeta volumétrica) se obtuvieron diversos datos los cuales nos demuestran que tan precisos, exactos y que margen

de error tiene cada uno, en cada uno de estos se midió 10 ml de agua la cual fue pesada y de esta manera al realizar los cálculos se logró apreciar que la pipeta graduada presento un volumen más cercano al supuesto valor medido.

CONCLUSIONES

Como ya sabemos los errores aleatorios son los que no se pueden controlar; como por ejemplo que una medida no siempre va hacer exacta porque el instrumento con que la medimos tiene una cierta incertidumbre, el otro caso que afecta de igual manera la parte experimental, está en el error sistemático que se puede controlar y depende del que esté realizando la práctica y lo profesional que sea en su trabajo. Estos errores nos van a marcar una diferencia entre el dato obtenido teóricamente y el dato obtenido experimentalmente. La forma en como interpretamos los datos y sugerimos cuan exactos y precisos son nuestros

resultados se ven reflejados y soportados en los cálculos realizados donde se aplican fórmulas de estadística como la media, desviación estándar, el error porcentual. Todo esto nos da a conocer los resultados de una manera mucho más real y clara, y puede reflejar de cierta manera errores sistemáticos o aleatorios.

Al realizar los diferentes cálculos se pudo encontrar que en cuanto a los materiales volumétricos fue más exacta la balanza semianalítica ya que sus valores fueron más cercanos al cero y esta se determinó mediante el error relativo; en cuanto a precisión ambas fueron precisas debido a que dos datos pesados con cada balanza estuvieron cercanos al cero y esta se

pudo obtener por medio de la desviación estándar.

Tras el desarrollo de la práctica se puede deducir q los materiales volumétricos más precisos son las pipetas volumétricas, las buretas son poco precisas al igual que los vasos de precipitados los cuales se usan por lo general para que contengan solo líquidos y realizar muestras.

Se logró identificar que la balanza de brazo es precisa más no exacta de tal manera que su error es sistemático, puede controlarse. En cambio en la balanza semianalítica hay precisión como exactitud de modo que la balanza que debemos utilizar para hacer mediciones es la semianalítica ya que son más exactos y precisos los resultados que deseemos.

BIBLIOGRAFÍA

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