PRÁCTICA 1. TRASVASE DE LÍQUIDOS Y MEDICIÓN DE VOLÚMENES

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1 PRÁCTICA 1. TRASVASE DE LÍQUIDOS Y MEDICIÓN DE VOLÚMENES 1.1 FUNDAMENTO TEÓRICO El proceso medición En un experimento un paso importante consiste en medir una magnitud. La magnitud es la propiedad los cuerpos o un fenómeno natural susceptible a ser medido, como la temperatura, la presión, masa, volumen nsidad, tiempo, longitud, área, entre otras. Medir implica comparar y leer una escala en un aparato medida, dado un patrón aceptado como unidad medición. A lo largo l laboratorio Química se harán muchas mediciones, y por lo tanto se hará uso muchos instrumentos y cristalería. Usted pue ahora reconocer varios instrumentos medición, por ejemplo, aquellos que se utiliza para medir masa o volumen una muestra. En un análisis gravimétrico, la masa una sustancia se mi directamente mientras que en el análisis volumétrico se obtiene indirectamente, esto al medir el volumen una solución que contiene una concentración conocida reactivo. Se dice que una medida es directa cuando el valor la magnitud que busca el experimentador viene directamente indicado en el aparato medida, como por ejemplo cuando se min longitus con un metro o cuando se mi temperaturas con un termómetro. Una medida es indirecta cuando el valor la magnitud se obtiene midiendo los valores otras medidas relacionadas con ésta mediante alguna fórmula o ley física. Un ejemplo este tipo medida es cuando se mi el volumen una esfera primero midiendo el diámetro con un vernier u otro instrumento para medir longitus y relacionando luego este valor con la fórmula matemática V esfera = (1/6) * π* d 3. Otras veces se utilizan las mediciones magnitus para encontrar una penncia entre ellas y las medidas se utilizan para encontrar los parámetros tal penncia, los cuales en su mayoría tienen significado físico. Por ejemplo en una práctica este manual se medirá la longitud y el área foliar y se encontrará una penncia entre dos mediciones mediante regresión lineal. En esta ocasión se hará énfasis en las mediciones volumen. Otros instrumentos, tales como pipetas, buretas, balanzas, y las indicaciones especiales para su uso se discutirán en su oportunidad en prácticas siguientes Medición líquidos Los líquidos puen medirse terminando su volumen. Se utilizan cuatro instrumentos para la medida volúmenes líquidos: Probeta, pipeta, bureta y matraz aforado. Estos instrumentos tienen marcas grabadas en su superficie que indican volúmenes líquidos. Para medir el volumen, el nivel l líquido se compara con las marcas graduación señaladas sobre la pared l instrumento medida. En el material aforado vidrio la superficie cóncava l líquido se llama menisco. Al hacer una medición, la vista be mantenerse tangencialmente y leerse la parte inferior l menisco (situar el ojo a la altura l menisco) para evitar errores paralaje. La paralaje es la sviación angular la posición aparente un objeto pendiendo l punto vista elegido. No olvi que para realizar una lectura correcta un volumen utilizando una probeta, bureta o pipeta, es necesario que los ojos l observador estén a la misma altura que el menisco l líquido. Aunque si las soluciones utilizadas son coloreadas y no pue observarse el fondo l menisco, be leerse la parte superior la solución. También si el líquido empleado no moja el vidrio, el menisco se invierte, y en estas condiciones se lee la parte superior l mismo.

2 Figura 1. Forma correcta enrasar. Enrasar es medir con exactitud el volumen un líquido, haciendo coincidir la parte baja l menisco (cuando son líquidos translúcidos) o la parte alta l menisco (para líquidos oscuros) con la marca o señal volumen un instrumento volumétrico Trasvase líquidos Para este documento trasvasar quiere cir pasar un líquido un recipiente a otro. Por ejemplo cuando en un experimento se le pida medir un volumen un reactivo en particular, diríjase hacia don éste se encuentra, lea la etiqueta l reactivo para cerciorarse que se trata l líquido que usted precisa y también para observar las características seguridad, luego be trasvasar una cantidad aproximada (ligeramente mayor la que necesita) utilizando como recipiente un vaso precipitados (recuer que el beacker pue utilizarse para medir volúmenes aproximados) o una probeta y ayudándose con una varilla agitación. No olvi que si el reactivo se encuentra en la campana extracción gases no be moverlo este lugar. Otros ejemplos trasvase se dan cuando se pi pasar un líquido una probeta a otra, un beacker a una ampolla cantación, un beacker a un balón aforado, entre otros. Para evitar salpicaduras al trasvasar un líquido un recipiente a otro se apoya en una varilla vidrio sobre el pico l recipiente forma que el líquido fluya por la varilla y se recoja en el otro recipiente. Si el recipiente tiene una boca pequeña, be utilizarse un embudo, preferencia vidrio, seco y limpio en el que caiga el líquido procente la varilla. Figura 2. Procedimiento para trasvasar líquidos 1

3 1.1.4 Características los instrumentos medición Cuatro son las características que terminan la calidad medición que se realiza, éstas son: exactitud, precisión, filidad y sensibilidad. La exactitud es una medida la calidad la calibración l instrumento respecto patrones medida aceptados internacionalmente. Es la cercanía l valor obtenido con el nominado valor real, para hacer referencia a la exactitud se tienen que tomar en cuenta los conceptos patrones medida y trazabilidad en las mediciones. Es cir una medida es exacta cuanto menor sea la discrepancia o separación entre lo obtenido con el instrumento trabajo y el valor leído con el instrumento patrón. La precisión está relacionada con la repetibilidad que el instrumento proporciona en sus medidas, es cir hace referencia a qué tanto las diferentes medidas una misma cantidad bajo condiciones aproximadamente iguales conducen a resultados muy parecidos. Entre más parecidas las medidas, más preciso el instrumento. En cuanto a la filidad, un instrumento es fiel cuando al realizar medidas un mismo estado una misma magnitud en idénticas condiciones se obtienen los mismos resultados. La sensibilidad está relacionada con el mínimo valor la magnitud que se pue medir en el instrumento. Un aparato medida es tanto más sensible en cuanto más pequeñas son las variaciones que se puen apreciar la magnitud medida. Así por ejemplo, una balanza que aprecia mg es más sensible que otra que aprecia gramos Tipos errores en las medidas Se reconocen dos tipos errores cuando se realizan medidas: a) Los errores terminados o sistemáticos y b) Los errores interminados, accintales o causales. Los errores terminados o sistemáticos son aquellos que ocurren en todas las medidas que se hagan la misma magnitud y con el mismo instrumento, son l mismo sentido y se ben a la misma causa. Son errores difíciles tectar y no se corrigen repitiendo muchas veces la medida. Para evitar algunos errores sistemáticos es necesario calibrar los instrumentos que intervienen en las mediciones. Los errores interminados, accintales o causales se ben a variaciones en las condiciones l experimento, tales como vibraciones, fluctuaciones condiciones ambientales, errores aleatorios l experimentador Formas expresar las mediciones directas Si M representa toda medida una magnitud interés, ésta se pue expresar la manera siguiente Don M representa la medida la magnitud o propiedad m es un valor representativo, el cual pue ser un promedio (cuando se han efectuado varias mediciones) o un valor (cuando únicamente se ha realizado una medición) indicado por el aparato medición. es un rango o intervalo incerteza. Unidad representa la cantidad estandarizada la magnitud (unidad medida), generalmente en el Sistema Internacional (metros, kilogramos, segundos). 2

4 El rango incerteza ( ) representa que el valor exacto una medida se encuentra en una región cuyos límites son m Δm y m+δm. La incerteza tiene una interpretación conceptual diferente al error aunque en algunos casos pue usarse la segunda en la terminación la primera. Si bien existen sugerencias para la terminación l límite inferior y superior l rango incerteza, no se aplica una metodología específica y en mucho tiene que ver la experiencia l experimentador. A continuación se presentan algunas sugerencias: Cuando se realiza una sola medición con cualquiera los siguientes instrumentos: cinta métrica, regla graduada, escuadra, transportador, cronómetro o balanza, entonces = + la escala menor l instrumento medida. El rango incerteza pue establecerse con la sviación estándar los datos (esto es cuando se han realizado varias medidas experimentales), entonces, en este caso se hablará una incerteza estadística. En algunos casos el fabricante incluye el rango incerteza en el instrumento medición Figura 3. Pipeta con la información que incluye en el fabricante respecto a límite error y volumen nominal. En las probetas la incerteza se obtiene dividiendo la medida más pequeña entre OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA Medir el volumen líquidos utilizando probetas. Medir el volumen una esfera utilizando el método volumen splazado. Medir forma indirecta el volumen una esfera utilizando una relación matemática. 3

5 1.3 MATERIALES Y EQUIPO Materiales proporcionados por el laboratorio Cristalería y Equipo 1 Beacker 50 ml 1 Beacker 100 ml 1 Beacker 250 ml 1 probeta 25 ml 1 probeta 100 ml 1 varilla agitación (agitador vidrio) 1 Vernier Reactivos Agua stilada Muestra sconocida Materiales proporcionados por el estudiante. Por grupo trabajo 1 esfera un diámetro aproximado 20 mm 1 regla 30 cm graduada. 1.4 METODOLOGÍA Trasvase líquidos a. Agregue aproximadamente 50 ml agua grifo en un beacker 250 ml. b. Con ayuda una varilla vidrio, trasvase el contenido l beacker 250 ml al 100 ml Siga las indicaciones su instructor. c. Repita forma correcta esta operación 5 veces, trasvasando el contenido un beacker a otro. Muestre a su profesor laboratorio si la forma como lo está haciendo, es la correcta Medición directa volumen líquidos con la probeta a. El instructor entregará a cada grupo una muestra un líquido sconocido. b. Agregue aproximadamente 25 ml esta muestra a un beacker 250 ml. c. Mida el volumen la muestra sconocida trasvasándola con la ayuda la varilla vidrio a una probeta acuada. Al realizar la medición tener presente la formación l menisco. d. Descartar el contenido la probeta. e. Repita 5 veces los pasos las literales b y c este numeral y anote los datos en el cuadro 1. f. Reporte el volumen l líquido con su incerteza Medición l volumen una esfera con probeta a. Seleccione una probeta acuada en don quepa en su interior la esfera. b. Coloque agua hasta una marca y anote el volumen agua en el cuadro 2. Verifique que con este volumen la esfera que sumergida. c. Introduzca con cuidado la esfera ntro la probeta y lea el nuevo volumen. Anote sus resultados. d. Repita este procedimiento 5 veces. e. Reporte el volumen la esfera con su incerteza Medición indirecta l volumen una esfera a. Mida 5 veces el diámetro la esfera con una regla graduada y anote los resultados en el cuadro 3. b. Determine el volumen la esfera mediante la relación matemática V esfera = (1/6)*π*(diámetro) 3. c. Reporte el volumen la esfera y su incerteza. 4

6 1.5 CUESTIONAMIENTOS Y OBSERVACIONES PARA INCLUIR EN EL INFORME a. Cuadro 1. Medición volumen muestra sconocida con probeta Mediciones directas Estadísticas Rango Volumen s s 2 Incerteza Unidad medida b. Cuadro 2. Medición volumen una esfera por el método volumen splazado. Mediciones directas Estadísticas Rango Unidad s s 2 Incerteza medida Volumen Inicial Volumen final Diferencia volumen c. Cuadro 3. Medición indirecta l volumen una esfera Mediciones directas Estadísticas Rango s s 2 Incerteza Unidad medida Diámetro Volumen V esfera = (1/6)*π*(diámetro) 3 d. Discuta los resultados obtenidos. 1.6 BIBLIOGRAFÍA Brumblay RU Análisis Cuantitativo. Serie Compendios Científicos. Editorial CECSA. 242 p. Izquierdo, C. S.f. Manual Laboratorio Física Básica. Facultad Ingeniería. Universidad San Carlos Guatemala. Guatemala. 88 pp. Universida Santiago Compostela. S.f. Manual Laboratorio Química General. Faculta Química. Universida Santiago Compostela. España. 57 p. Villa Gerley, MR Manual prácticas Química General (en línea). Universidad Mellín. Colombia. Consultado en diciembre Disponible en: ary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false Pérez Morales, RA Manual laboratorio Introducción a la Química. Facultad Agronomía. Universidad San Carlos Guatemala. Guatemala. 50 p. Compilado por: Kelr Alexis Ortiz Cardona Fecha Revisión: Enero