UNIDAD DE TRABAJO Nº 4 MEDIDA DE MASAS, VOLÚMENES Y DENSIDADES

Transcripción

1 Operacones Báscas e Laboratoro 1. Masa y Peso. Unaes UNIDAD DE TRABAJO Nº 4 MEDIDA DE MASAS, VOLÚMENES Y DENSIDADES La masa e un cuerpo es una mea e la canta e matera que contene. Tene os propeaes: Inerca, ebo a su masa: es más fícl poner en movmento un coche vacío que un coche carao ebo a su nerca. Atraccón e las masas: se manfesta en la terra, por la atraccón que su masa ejerce sobre los emás cuerpos. La fuerza con que la terra atrae los cuerpos se enomna peso y se efne como el proucto e la masa por la aceleracón e la ravea : P = m 1.1 Unaes e masa La una e masa en el S.I. es el kloramo, es la masa e un clnro e platnorao que se encuentra en París (Museo e pesas y meas e Sèvres). Toos los estaos contenen réplcas e esta una, son funamentales para el calbrao e las balanzas. Para mer la masa e los cuerpos, se utlzan las balanzas que contenen un conjunto e masas que se enomnan jueo e pesas. Las pesas habtuales son 50, 0, 10,, 1, 500 m, 00 m, 100 m, 50 m, 0 m, 10 m. 1. La Balanza. Funamento L L Los análss químcos sempre están basaos en la masa, para evtar que los resultaos epenan e la aceleracón e la ravea que varía e una locala a otra. m escala m En el laboratoro, la masa se etermna con una balanza, que es un spostvo en el que el peso e un objeto se compara con el peso e una masa patrón. Debo a que la aceleracón e la ravea () es la msma, no exste nfluenca e ésta. Así, el funamento e la balanza e os brazos se basa en la rela e la palanca: Fuerza brazo = Re sstenca brazo F = F m = m Al ser los os brazos uales: L = L m = m 75

2 Operacones Báscas e Laboratoro No obstante, la stncón entre masa y peso no se observa en térmnos estrctos ya que toavía se utlzan térmnos como pesas, pesaa, etc. La balanza analítca es un nstrumento e pesaa con una precsón e 0,1 m Tpos e Balanza Hay tres tpos e balanza, seún sea su spostvo e funconamento: Mecáncas: son las balanzas cuyo funconamento es mecánco y pueen ser: Monoplato: esta balanza consta e un brazo que hace e palanca que ra sobre la arsta e una cuchlla en forma e prsma. De os platos: es una balanza e brazos uales que consste esencalmente en una cruz sustentaa en su centro por un soporte o fulcro. De caa extremo e la cruz, en puntos equstantes el punto e apoyo central penen los platllos one se coloca el objeto (platllo zquero) y las pesas (platllo erecho). Los platllos e la balanza cuelan e la cruz, por meo e unos spostvos especales llamaos estrbos. La poscón e la cruz respecto a la horzontal está ncaa por una auja llamaa fel que se mueve sobre una escala rauaa. reter cruz contrapeso ajuste c... tornllo e ajuste el cero fel amortuaores escala platlllos cuchlla central mano control soporte e la cruz cuchllas laterales Eléctrcas: estas balanzas eran monoplato y conservaban el brazo y la cuchlla, pero empleaban un solenoe en luar e las pesas para suplr la contrafuerza y volver la palanca a su poscón ornal. La va e estas balanzas fue breve, ya que apareceron las balanzas electróncas. Electróncas: las balanzas electróncas no contenen n brazo n cuchlla, y su manejo es tan sencllo que apenas se necestan nstruccones. En la balanza electrónca el platllo se stúa sobre un clnro metálco hueco roeao por una bobna. 76

3 Operacones Báscas e Laboratoro Con el platllo vacío la corrente se ajusta para que el nvel el brazo ncaor esté en la poscón cero. Cuano se coloca un objeto se prouce un movmento haca abajo el platllo y el brazo ncaor que hace que aumente la raacón e luz que nce sobre la célula fotoeléctrca el etector el cero. El aumento e corrente es amplfcao e ntrouco en la bobna, creano un campo manétco mayor que evuelve el platllo a su poscón ornal. señal amplfcaor etector e cero fuente e luz brazo ncaor S corrente correccón peso N platllo S servomecansmo La corrente requera para mantener el platllo y el objeto en la poscón e cero es rectamente proporconal al peso el objeto y se muestra como el peso el objeto en ramos. 1.. Cualaes e una balanza Las cualaes que se exe a una balanza son que sea: Exacta: para obtener atos fables en la pesaa la balanza ebe ar sempre el msmo resultao al repetr la pesaa varas veces. Estable: la balanza ebe recobrar su poscón ncal al qutar el objeto. En las balanzas electróncas eben recuperar el cero, para ello eben colocarse sobre una superfce ura y lsa, comprobano y ajustano el nvel e burbuja. En las mecáncas con spostvo e amortuacón eben recuperar su poscón ornal espués e osclar lbremente. El operaor ebe etermnar el tempo mínmo necesaro para recuperar esta poscón. El peroo e osclacón puee vararse ajustano el centro e ravea e too el conjunto móvl. Sensble: ebe aprecar el mínmo peso, que en las balanzas analítcas es e 0,1 m para cualquera e las caras, con un peroo e osclacón corto Normas para el manejo y cuao e las balanzas Las normas más elementales para el manejo y cuao e las balanzas son: 1) No pesar, n añar objetos o pesas sn antes frenar la balanza. Cuano se añaen pesas u objetos, la balanza ebe estar en poscón e reposo. ) Centrar la cara en el platllo 3) Proteer la balanza e la corrosón. No colocar objetos rectamente sobre el platllo. Para pesar objetos o sustancas utlzar pesa sustancas o vros e reloj. 4) No pesar objetos calentes. Pesar los objetos a temperatura ambente. 5) No tocar los objetos secos rectamente con las manos húmeas; usar pnzas para evtar epóstos e humea. 77

4 Operacones Báscas e Laboratoro 6) Mantener la balanza y su caja escrupulosamente lmpas. Para elmnar posbles errames usar un pncel e pelo blano. 7) Dejar la balanza tal como se encontró, sn pesas en los platllos o tara y escaraa Métoos e pesaa Los métoos e pesaa utlzaos en la balanza e os platllos son: Métoo e Bora o métoo e susttucón: Es un métoo que se utlza para elmnar la posble esuala e los brazos en la balanza mecánca, y consste en colocar el objeto en el platllo zquero y calbrar la balanza con una tara, que pueen ser e perones o arena, en la erecha. A contnuacón se quta el objeto y se equlbra con pesas la tara seún: 1ª pesaa: X = T ; one X = peso el objeto y T = peso e la tara. ª pesaa: P = T ; one P = peso e la tara ; L = lontu el brazo zquero y L = lontu el brazo erecho. Despejano T e ualano quea: L L X = P X = P L L Observar que el smplfcar la lontu e los brazos en la expresón anteror nca que no ntervenen en la pesaa. Métoo e oble pesaa o e Gauss: Se pesa prmero el objeto e peso X colocánolo sobre el platllo zquero y las pesas P sobre el platllo erecho. Se vuelve a pesar el objeto cambánolo e platllo para lo cual se colocan las pesas P sobre el platllo zquero: 1ª pesaa: ª pesaa: X P = P = X Despejano L y susttuyeno quea: P = L X X P y espejano X quea: X = P P que resulta ser la mea eométrca e os pesaas. Cuano no exstían las calculaoras e hoy en ía, se susttuía la mea eométrca ( P + P ) por la mea artmétca como aproxmacón X = 1. INTRODUCCIÓN FICHA DE TRABAJO Nº 14 DETERMINACIÓN DEL PESO DE UN OBJETO POR PESADA DIRECTA, DOBLE PESADA Y PESADA POR SUSTITUCIÓN, La pesaa e un objeto en los ranataros mecáncos, hace que el alumno empece a ncarse en los métoos e pesaa con precsón. Es evente, que hoy ía con las balanzas electróncas la pesaa es una operacón muy fácl, pero es mportante tambén que el alumno vaya aqureno hablaes para un posteror trabajo más precso. 78

5 Operacones Báscas e Laboratoro. FUNDAMENTO En la pesaa recta se pesa el objeto rectamente. En la oble pesaa se pesa el objeto prmeramente en el platllo zquero y posterormente en el platllo erecho. De esta oble pesaa se etermna el peso meo como X = P P En la pesaa por susttucón se tara un objeto con ranos e arena, y a contnuacón se pesa la tara. 3. MATERIALES-REACTIVOS Objeto sólo Arena fna Perones plomo Vaso e plástco 5 ml REACTIVOS MATERIALES Granataro con jueo e pesas (se puee realzar tambén en una balanza analítca mecánca e precsón ) Pnzas metálcas 4. MODO DE OPERAR 1) Se coloca el objeto en el platllo zquero y se equlbra con pesas en el platllo erecho (P ). ) Se coloca el objeto en el platllo erecho y se equlbra con pesas en el platllo zquero (P ) 3) Se coloca el objeto en el platllo zquero y se equlbra con ranos e arena o perones e plomo en el platllo erecho (T). 4) Se quta el objeto y se equlbra la tara con pesas. (P ) Notas: 1. S el sólo es volumnoso no es necesaro coerlo con pnzas, pero las pesas sí!. Para pesar r añaeno las pesas e mayor a menor peso. Así s 10 se pasa, se coloca la pesa e 5 y s 5 es poco se añaen más y así sucesvamente. Sempre que se añaan o quten pesas, la balanza ebe estar en poscón e reposo! 3. Para tarar utlzar un vaso e plástco con arena. 5. EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS Los resultaos se expresan como: Peso el objeto (P ) Peso el objeto platllo zquero (P ) Peso el objeto platllo erecho (P ) Peso el objeto ( X ) Peso e la Tara (P ) Peso el objeto (X= P ) 1. Pesaa recta. Doble Pesaa = P P 3. Pesaa por susttucón Nota: 1. Una vez equlbraa la balanza, se anota el peso e la suente manera: se comenzan a retrar las pesas e mayor a menor y se va anotano en ramos caa pesa que se retra. Así un objeto que pese 9,850 la anotacón sería: 5 0,500 0,00 0,100 0,050 9,850 79