CALIBRACION DE LA BALANAZA ANALITICA Y COMPARACION CON LA BALANZA DE TRES BRAZOS

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FUENTES DE ERROR AL PESAR

Corrección de la flotabilidad

El error de flotabilidad afectará los datos si la densidad del objeto que se pesa difiere significativamente de aquel del que se componen las masas estándar. Este error tiene su origen en la diferencia en la fuerza de flotabilidad ejercida por el medio (aire) sobre el objeto y sobre las masas. Las correcciones a la flotabilidad para las balanzas electrónicas6 se puede lograr con la ecuación

[pic 3]

Donde es la masa corregida del objeto, es la masa de las masas estándar, es la densidad del objeto, es la densidad de las masas de referencia y es la densidad del aire desplazado por las masas y el objeto. El valor de es 0.0012 g/cm3. [pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9]

La densidad de las masas utilizadas en las balanzas de un solo platillo (o para calibrar balanzas electrónicas) varía de 7.8 a 8.4 g/cm3, dependiendo del fabricante. El uso de 8 g/cm3 es suficiente para la mayoría de los propósitos. Si se requiere mayor exactitud, las especificaciones del fabricante para la balanza suelen proporcionar los datos necesarios sobre la densidad.

Efecto de la temperatura

Los intentos de pesar un objeto cuya temperatura es diferente de la de su entorno resultarán en un error significativo. El no esperar el tiempo suficiente para que un objeto caliente regrese a la temperatura ambiente es una de las fuentes más comunes de este tipo de errores. Los errores causados por diferencias en la temperatura tienen dos razones. Primero, las corrientes de convección al interior de la vitrina que rodea la balanza ejercen un efecto de flotabilidad sobre el platillo y el objeto. La segunda razón es el aire atrapado en un contenedor cerrado que pesa menos que el mismo volumen a una temperatura menor. Ambos efectos ocasionan que la masa aparente del objeto sea menor. Este error puede alcanzar un máximo de 10 a 15 mg para un típico crisol de filtración hecho de porcelana o para los frascos para pesar. Antes de pesar objetos calientes se debe esperar a que estos disminuyan su temperatura hasta tener la del ambiente.

Otras fuentes de error

Un objeto de porcelana o de vidrio puede, ocasionalmente, adquirir una carga estática suficiente para causar que una balanza funcione de manera errática. Este problema es particularmente grave cuando la humedad relativa es baja. Descargas espontáneas ocurren a menudo después de periodos cortos. Una fuente de bajo nivel de radiactividad (como una brocha que contenga minúsculas cantidades de polonio) en la vitrina que rodea la balanza puede ionizar suficientes iones para neutralizar la carga. Alternativamente, el objeto que será pesado puede limpiarse con una gamuza ligeramente húmeda. La escala óptica de la balanza mecánica de un platillo debe revisarse regularmente para mayor exactitud en las medidas, en particular bajo condiciones de carga que requieran todo el intervalo de la escala. Se utiliza un estándar de 100 mg de masa para dicha revisión. (5)

Desviación estándar experimental

Para una serie de mediciones de un mismo mensurando, la magnitud que caracteriza la dispersión de los resultados, dada por la fórmula: [pic 10][pic 11]

[pic 12]

Siendo el resultado de la -ésima medición y la media aritmética de los resultados considerados. [pic 13][pic 14][pic 15][pic 16]

NOTAS:

- Considerando la serie de valores como muestra de una distribución, es un estimador insesgado de la media , y es un estimador insesgado de la varianza de dicha distribución. [pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

- La expresión es una estimación de la desviación estándar de la distribución de y se denomina desviación estándar experimental de la media. [pic 22][pic 23]

- La desviación estándar experimental de la media en ocasiones se denomina, incorrectamente, error de la media. (6)

METODOLOGÍA

Primero procedimos a calibrar por primera vez la balanza de tres brazos sin peso adicional en el plato de la balanza, se procedió con el método directo en esta balanza el cual se trataba de pesar moneda a moneda, cada una se pesó por duplicado y se registró los datos en la Tabla 1 y en la Tabla 2.

Luego procedimos con el método indirecto en la balanza de tres brazos, la cual trataba de que se pesaba las seis monedas de la misma denominación en montón dos veces, después de esto se iba retirando de a una moneda y se registró el peso del montón que quedaba en el plato hasta llegar a una sola moneda. Vale aclarar que cada vez que se pesaba el montón se calibro la balanza, ya que al ser utilizada esta se descalibraba.

Posteriormente se precedió a utilizar la balanza analítica, en esta primero se hizo el peso directo. Igual que en el anterior se pesó moneda a moneda. En este procedimiento se tuvo en cuenta que la balanza estuviese tarada antes de empezar la medición, y se observó que la pantalla nos indicara cuando comenzar con el siguiente pesaje (cuando el valor estaba en 0.0000 estable y aparecía el que indicaba que ya no estaba pesando). [pic 24][pic 25]

Se hizo el método indirecto el cual se realizó de la misma manera que en la balanza de tres brazos, igualmente se procuró que la balanza estuviese tarada para hacer la medición correspondiente.

Para la balanza analítica se tuvo cuidado al protegerla del medio, al sacar cada moneda se cerraba la ventanilla para que esta volviera a calibrarse y poder seguir con la medición. El encargado de los pesajes limpiaba las monedas y utilizo guantes en cada uno de los montajes minimizando la adición de peso extraño.

Se tomaron los respectivos datos de cada procedimiento hecho. Al finalizar con los pesajes directos e indirectos de cada denominación monetaria, tomamos una moneda de 100 y otra de 200 la cuales pesamos 10 veces cada una en las dos balanzas que disponíamos.

RESULTADOS

Tabla 1. Datos moneda 100 antigua medida en gr. (Balanza de tres brazos)

Directo

Indirecto

pesaje 1

pesaje 2

pesaje 1

pesaje