GUIA DE LABORATORIO Nº 2 MEDICIONES DE MASA, VOLUMEN Y TRATAMIENTO DE DATOS

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A B

Figura 1. Dos ejemplos de tipos de balanza. A) Balanza granataria. B) balanza analìtica

Hay distintos tipos de balanzas (Figura 1) y el uso de una u otra dependerá de la magnitud del peso a medir. Generalmente la precisión de una balanza está relacionada con su capacidad, por lo que de una diseñada para pesar kilogramos no se podrá esperar mucha precisión si se quieren reproducir pesadas de décimas de miligramos. La tabla 1 ilustra los diferentes tipos de balanza junto a su capacidad y precisión.

Tipo de balanza

Capacidad

Precisión

Granataria

2 kg

0.1 g

Analítica

200 g

0.0001 g

Semi-micro

100 g

0.00001 g

Micro

30 g

0.000001 g

Tabla 1

Antes de utilizar la balanza se debe tener las siguientes precauciones:

- Las balanzas deben ubicarse en un lugar libre de vibraciones y humedad, alejado de corrientes de aire y cambios bruscos de temperatura.

- Solamente los objetos duros de cierto volumen pueden ser colocados directamente sobre los platillos; por ejemplo, tapones, tubos de ensayo, el resto de materiales como polvos, granallas, pastillas y líquidos deben ponerse dentro de recipientes especiales (pesasustancias) previamente pesados o tarados.

- Los objetos que se desean pesar deben estar a temperatura ambiente, porque de lo contrario quedan sometidos a corrientes térmicas y la humedad puede condensarse sobre ellos conduciendo a errores de medida.

- Cuando sea necesario hacer una serie de pesadas consecutivas en un mismo proceso, se recomienda no cambiar de balanza pues esto alteraría los resultados.

Material volumétrico

Este tipo de material debe ser manejado con cuidado si se desea obtener precisión. Todo el material volumétrico es sensible a la temperatura. Por lo tanto debe evitar tomarlo en la parte que contiene líquido, puesto que el calor de la mano puede ser causa de error en la lectura del volumen. Dentro del material volumétrico más corriente se tiene:

- Para medir volúmenes exactos, las pipetas, buretas y el balón volumétrico o aforado.

- Para medir volúmenes aproximados, los vasos de precipitados, probetas y erlenmeyers.

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A B

Figura 2. A) Pipeta volumétrica. B) Balón aforado

El material de vidrio volumétrico o aforado tiene una única marca que determina el volumen contenido en él, y a la línea en mención se le denomina aforo. Esto implica que miden volúmenes fijos con una alta precisión. La figura 2 muestra dos ejemplos de material aforado. La información que normalmente suministra el fabricante incluye la marca comercial, el volumen, la precisión, una temperatura y unas letras (IN, Ex, TC o TD). La temperatura es un dato relevante porque indica a qué temperatura se calibró el instrumento, lo cual denota que este material no se debe calentar porque pierde su calibración. Además, los líquidos se expanden al aumentar la temperatura. Las letras In, Ex, TC o TD hacen parte de una nomenclatura especial que indican si el material se debe usar para contener o para dispensar las sustancias líquidas que él contiene. Por ejemplo, la marca In o TC (to content) indica que el volumen marcado en el instrumento es el que se puede contener en él como, por ejemplo en los balones aforados (figura 2B). La marca Ex o TD (to deliver) implica que lo que se dispensa con el instrumento es el volumen indicado. En esta categoría caen las pipetas aforadas (figura 2A).

La porción que se extrae de una muestra liquida a través de una pipeta aforada recibe el nombre de alícuota. Nunca debe tomarse directamente del frasco que contiene toda la muestra, ya que se corre el riesgo de contaminarla. Por ello, el procedimiento correcto consiste en verter una porción en un vaso de precipitado limpio y seco, y de éste sacar la alícuota. Siempre que se vaya a emplear una pipeta debe utilizarse un pipeteador para hacer succión, nunca debe aspirarse con la boca.

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Figura 3. Menisco que forma un líquido en un recipiente de diámetro pequeño

Cuando un líquido se mide en algunos de estos instrumentos de vidrio, forma una superficie curva que se recibe el nombre de menisco (figura 3) y para la mayoría de los líquidos es cóncavo (hacia arriba). El mínimo de este menisco es el valor más reproducible y se usa para leer el volumen. Para evitar errores en la lectura de volúmenes, el ojo se debe situar al mismo nivel que la base del menisco; si el ojo está en otro nivel, habrá un error llamado paralelismo.

Como una forma de minimizar errores de visualización, se recomienda que todas las lecturas sean hechas por el mismo estudiante. Si el menisco es difícil de ver claramente, es fácil construir un lector de meniscos dibujando una línea oscura de medio centímetro de alto y más ancha que el menisco sobre una tarjeta blanca. Al colocar la tarjeta detrás del aparato donde va a leer, con el área oscura justo debajo del menisco, se podrá determinar fácilmente el volumen.

- ACTIVIDADES EXPERIMENTALES

El procedimiento se puede realizar en cualquier orden, de tal manera que se minimice la limitación generada por instrumentos escasos de uso común, como por ejemplo, balanzas analíticas.

- Medida de la masa

Examine con cuidado la balanza, identifique sus partes. Lea y anote el peso total mostrado por las divisiones de cada uno de los brazos de la balanza. Para medir la masa sustancias u objetos siga las instrucciones del Profesor. Determine la masa de los siguientes objetos y anote los resultados:

Determine