MANEJO DE LA BALANZA Y DETERMINACIÓN

MANEJO DE LA BALANZA Y
DETERMINACIÓN DE MASA
Docente:
RAFAEL GUTIERREZ
Autores:
ROSALIN AYOLA BROCHERO
FRANK POLO JIMENEZ
EDUARDO MOSCOTE
OMAR SOBRINO
JOSE MIGUEL ROMERO
MANUEL DAVID
Grupo:
constituted for this reason by mass their
importance and the vital thing that it is
their study since in the context of the
chemistry this it is an experimental
science. In this experience concepts
were played that will be indispensable
from now on in our laboratories as
precision, accuracy, sensibility and
readiness.
KEY WORDS
Balance, measure, mass,
weight.
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
El presente laboratorio como su
nombre lo indica se trata del manejo de
la balanza y la determinación de
masas. Para esto se realizaron una
serie de mediciones y pruebas con el
fin de determinar la masa de ciertos
elementos y al mismo tiempo
analizarlos en dos tipos de balanzas, la
analítica y la electrónica. Recordemos
que en nuestro entorno todo es materia
y esta, está constituida por masa de ahí
su importancia y lo vital que resulta su
estudio en el contexto de la química ya
que esta es una ciencia experimental.
En esta experiencia se tocaron
conceptos
que
resultarán
imprescindibles de aquí en adelante en
nuestros laboratorios tales como
precisión, exactitud, sensibilidad y
prontitud.
ca
BALANZA DE LABORATORIO
El laboratorio es un ambiente que se
encuentra equipado con muchos
instrumentos de medición y equipos,
todos ellos empleados con el objetivo
de
realizar
experimentos
e
investigaciones de variada índole, ya
sea en relación a lo industrial, a lo
químico, a lo biológico, entre muchas
otras clases de investigaciones que se
llevan a cabo.
Por lo tanto, teniendo en cuenta el
trabajo que la gente de un laboratorio
desempeña lo que se necesita es,
fundamentalmente, una gran precisión
en las mediciones ejecutadas. En el
caso de las balanzas de laboratorio, las
mismas aportan ese nivel de precisión
(por algo también se las conoce con
ese calificativo) requerido en el proceso
de medición. Para dar una idea
aproximada del grado de exactitud con
el que operan, cabe mencionarse que
hasta pueden llegar a medir pesos de
sustancias que equivalen a una
millonésima de gramo.
PALABRAS CLAVES
Balanza, medición, masa, peso.
ABSTRACT
The present laboratory is the handling
of the scale and the determination of
masses. For this they were carried out
a series of mensurations and tests with
the purpose of determining the mass of
certain elements and at the same time
to analyze them in the scale. Let us
remember that in our environment
everything is matter and this it is
Sin embargo, y a pesar de sus grandes
beneficios, también este tipo de
herramienta de medición de peso
necesita
de
muchos
cuidados.
Fundamentalmente,
deben
estar
protegidas en una caja de plástico o
también en una de vidrio. Con esto se
previene algo radical: que no se altere
la lectura del peso de la sustancia por
factores como el aire ambiental y su
movimiento. Otro aspecto que debe ser
tenido siempre en cuenta es que la
temperatura ambiente, la presión
atmosférica y las partículas del aire
inciden directamente en el momento de
ajustar el aparato y en el momento de
calibrarlo. Asimismo, las balanzas de
laboratorio tienen la tarea de transferir
los valores de los patrones a lo que se
denomina como calibrando. Además
de esto, este tipo de herramienta de
medición, cuando es utilizada en el
medio de las investigaciones y los
análisis, también se las conoce como
comparadoras. Este tipo de dispositivo
lo que permite es que su lectura, como
ya lo hemos adelantado, sea de gran
resolución. Esto ayuda a que se
minimicen
casi
enteramente
las
diferencias entre las lecturas del patrón
y las lecturas del calibrando. Por esta
razón, los laboratorios están equipados
con una considerable cantidad de
comparadoras. Entre los modelos más
conocidos y empleados con mayor
frecuencia
se
encuentra
la
comparadora de carrusel automático.
La misma se caracteriza por contar con
una de las mejores repetibilidades
disponibles. Por esta razón, es un
modelo muy solicitado y de gran
sofisticación. Se calcula que en el
mundo
solo
existen
escasos
ejemplares para adquirir.
En el caso de los laboratorios de física,
por ejemplo, se emplean distintos tipos
de herramientas de medición que
operan con sus propios sistemas. Para
pesar un objeto, por lo general se
produce un desplazamiento de las
masas calibradas sobre cuatro rieles y
luego se fijan en posiciones que estén
etiquetadas. Los distintos rieles lo que
hacen es diferenciar los distintos tipos
de peso que se utilizan en el laboratorio
de física. Por ejemplo, el primer riel
corresponde de 100g a 200g. El
segundo riel está en relación con los
10g hasta los 100g. Por su parte, el
tercer riel abarca desde 1g hasta 10g.
Y por último, para concluir con este
orden descendente, el cuarto riel
desplaza un peso de 0.1g hasta 1g.
Distintos tipos de balanzas de
laboratorio
Antes de determinar los distintos
modelos o tipos de balanzas de
laboratorio que se pueden encontrar,
pasemos a enumerar las generalidades
de estas herramientas conocidas por
su alta precisión y resolución. En la
mayoría de los casos, los platillos están
fabricados en acero inoxidable y la
función de tara va a estar siempre
disponible para su utilización. Los
modelos siempre deben contar con un
certificado de calibración y con
posibilidades de verificación, si es
posible se recomienda que incluyan las
dos opciones juntas, algo que no
ocurre con tanta frecuencia. Aparte del
pesaje del producto o sustancia, hay
otros ofrecimientos gran importancia
como el porcentaje y la realización de
recetas. En cuanto al proceso de
medición del peso, se puede ejecutar
sin el menor grado de dificultad.
Asimismo, se deben entregar con
pesos de calibración y con un
componente de red que por lo general
es de 250 V. En algunos casos, pueden
ser alimentadas mediante baterías. En
cuanto a las que poseen un rango de
peso en miligramos,
hay que
mencionar que casi siempre tienen un
dispositivo interno para la calibración,
de carácter automático. Por esta razón,
el ajuste de la balanza se va a realizar
mediante un peso de calibración que
sea de índole interno, con lo cual no es
necesario el empleo de un peso de
calibración externo. Entre los distintos
modelos de medidor de peso para
los laboratorios, se pueden encontrar
aquellos que presentan una división en
gramos y aquellos con división en
Newton, entre muchas otras opciones.
LA MASA
Hemos definido como materia todo
aquello que tiene masa y ocupa un
lugar en el espacio. En el sistema
métrico, las unidades utilizadas para
medir la masa son, normalmente, los
gramos, kilogramos o miligramos.
Aunque la unidad fundamental de masa
es el kilogramo, el sistema de múltiplos
y submúltiplos se estableció a partir del
gramo:
1 Kilogramo (Kg) = 1000 gramos (103
g) y 1 miligramo (mg) = una milésima
de gramo (10-3 g)
Hablando con propiedad, hay que
distinguir entre masa y peso. Masa es
una medida de la cantidad de materia
de un objeto; peso es una medida de la
fuerza gravitatoria que actúa sobre el
objeto.
Para medir la masa de los objetos se
utilizan balanzas. Uno de los tipos más
utilizados en el laboratorio es la
balanza de platillos, que permite hallar
la masa desconocida de un cuerpo
comparándola con una masa conocida,
consistente en un cierto número de
pesas.
Consta de un soporte sobre el que se
sostiene una barra de la que cuelgan
dos platillos. En el punto medio de la
barra se halla una aguja llamada fiel.
El objeto que se quiere pesar se coloca
en uno de los platillos y se van
colocando pesas de masa conocida en
el otro platillo hasta que el fiel indica
que la balanza está equilibrada.
OBJETIVOS
En esta experiencia se tiene como
objetivo principal la adquisición del
adecuado uso u buen manejo de este
instrumento de medida de masas que
es la balanza además se hace énfasis
en la correcta determinación de los
patrones de mediciones y se busca
entender las diferencias entre masa y
peso que aunque en el lenguaje común
se suelen utilizar indistintamente en
realidad tienen connotaciones y
dimensiones diferentes.
PROCEDIMIENTO
La experiencia se dividió en varias
etapas.
En primera instancia le hicimos el
reconocimiento al instrumento de
medidas de masas con el que
trabajaremos
La
balanza,
se
reconocieron sus características, se
determinó la capacidad de pesaje en
gramos, se identificaron las clases de
balanzas en el laboratorio, se
analizaron sus partes, por ejemplo el
número de platillos, brazos y pesas.
Las balanzas con las que se trabajó
fueron la balanza electronica y la
balanza analítica. Ahora bien, en el
caso de la balanza eletronica resulta
imprescindible
identificar
si
se
encuentra equilibrada en el caso
contrario es necesario la calibración
para esto se utiliza el tornillo de ajuste
situado debajo del platillo. Terminado
esto se colocan todas las pesas en
cero.
Otros materiales utilizaos además de
las balanzas fueron el vidrio,de reloj,el
corcho y.monedas de diferentes
masas.
Terminada la fase anterior se procedió
a pesar monedas de $ 50, $ 100, $ 200
y $ 500, respectivamente en la balanza
electrónica tomando los datos para un
posterior análisis y comparación con
los datos arrojados en la medición de la
balanza analítica.
Cabe destacar que se debe tener la
precaución de no colocar los elementos
a medir directamente sobre los platillos
de la balanza. Una vez medido la masa
de las monedas se revisa nuevamente
la balanza verificando que esta
continue equilibrada y una vez lo esté
se pesaron los siguientes compuestos
 Arena
 Cloruro de sodio (NaCl)
Para ello hicimos uso del vidrio reloj del
cual tuvimos que determinar primero su
peso vacío para así poder determinar
las masas de los compuestos
anteriormente mencionados.
de su masa estando vació par de esta
manera poder determinar la mas del
agua.
RESULTADOS
Del
anterior
procedimiento
obtuvieron los siguientes resultaos:
se
La unidad que se tomó como referencia
en el proceso de medidas de masa fue
el gramo (g)
Masa de monedas en la balanza
electronica
Monedas de
$ 50
$ 100
$ 200
$ 500
Masa en g
4.4
5.1
6.7
6.9
Masa de monedas en la balanza
analítica
Monedas de
$ 50
$ 100
$ 200
$ 500
Masa en g
4.4
5.3
7.0
7.2
De lo anterior se puede concluir que
hubo una diferencia en el resultado que
arrojaron las dos balanzas que se
debió
posiblemente
a
errores
sistemáticos o humanos.
Masa de compuestos
Terminado esto se inició un nuevo
proceso de lectura de masa, para esto
se tomó nuevamente el peso de las
monedas, sólo que esta vez el
instrumento de medida fue la balanza
analítica.
elemento
Culminada la fase anterior se procedió
a medir la masa de un corcho. Para
esto se utilizo la balanza electrónica.
Masa de elemento X
arena
NaCl
Masa
Vidrio
reloj
34.9
34.9
Elemento
X= Corcho
Masa del
elemento
en g
4.2
0.7
Masa
total
en g
39.1
35.6
Masa en g
71.1g
CUESTIONARIO
1
Explique cada uno de los siguientes
términos:
a) Medida
Una unidad de medida es una
cantidad
estandarizada
de
una
determinada magnitud física. En
general, una unidad de medida toma su
valor a partir de un patrón o de una
composición
de
otras
unidades
definidas previamente. Las primeras se
conocen como unidades básicas o de
base (o, no muy correctamente,
fundamentales), mientras que las
segundas
se
llaman
unidades
derivadas.
Un conjunto consistente de unidades
de medida en el que ninguna magnitud
tenga más de una unidad asociada es
denominado sistema de unidades.
Un patrón de medidas es el hecho
aislado y conocido que sirve como
fundamento para crear una unidad de
medida.
Muchas unidades tienen patrones, pero
en el sistema métrico sólo las unidades
básicas tienen patrones de medidas.
Los patrones nunca varían su valor.
Aunque han ido evolucionando, porque
los anteriores establecidos eran
variables y, se establecieron otros
diferentes considerados invariables.
Ejemplo de un patrón de medida sería:
"Patrón del segundo: Es la duración de
9 192 631 770 períodos de radiación
correspondiente a la transición entre 2
niveles
hiperfinos
del
estado
fundamental del átomo de Cesio 133".
Como se puede leer en el artículo
sobre el segundo.
De todos los patrones del sistema
métrico, sólo existe la muestra material
de uno, es el kilogramo, conservado en
la Oficina Internacional de Pesos y
Medidas. De ese patrón se han hecho
varias copias para varios países. esta
tiene su mayor importancia.
b) Magnitud.
Toda medición consiste en atribuir un
valor numérico cuantitativo a alguna
propiedad de un cuerpo, como la
longitud o el área. Estas propiedades
son conocidas bajo el nombre de
magnitudes
físicas,
pueden
cuantificarse por comparación con un
patrón o con partes de un patrón.
Constituyen ejemplos de magnitudes
físicas, la masa, la longitud, el tiempo,
la densidad, la temperatura, la
velocidad y la aceleración.
A diferencia de las unidades, las
magnitudes, al abreviarse, se expresan
en cursiva: por ejemplo la "masa" se
indica con "m".
c) Lectura
Es el acto de tomar la magnitud en un
proceso de medida. Las lecturas se
determinan a través de los datos que
nos arrojan los instrumentos de
medida. En este sentido una lectura se
puede entender también como el valor
numérico que se adquiere al realizar el
proceso de medición
d) exactitud
e) Precisión
Es importante distinguir desde el
principio la diferencia entre exactitud y
precisión:
A veces no distinguimos bien la
diferencia entre los conceptos exactitud
y precisión, por ejemplo los errores
asociados con los cálculos y medidas
se pueden caracterizar observando su
exactitud y su precisión. La exactitud e
refiere a qué tan cercano está el valor
calculado o medido con el valor
verdadero. La precisión se refiere, a
qué tan cercano está un valor individual
medido o calculado con respecto a los
otros.
Usando una analogía de una diana de
prácticas para tiro, los agujeros en
cada blanco se pueden imaginar como
las predicciones en una técnica
numérica, mientras que el centro del
blanco representa la verdad. La
inexactitud también conocida como
sesgo se define como un alejamiento
sistemático de la verdad. En la figura
observamos que los disparos en c) y
están mas juntos que en a), los dos
casos son igualmente inexactos ya que
ambos se centran en la esquina
superior izquierda del blanco. La
imprecisión
también
llamada
incertidumbre, sobre el otro lado, se
refiere a la magnitud del esparcimiento
de los disparos. Por lo tanto aunque en
b) y d) son igualmente exactas, la
última es mas precisa, ya que los
disparos están en un grupo más
compacto.
Los errores determinados son aquellos
que pueden atribuirse a causas
definidas, como fallas en los materiales
o
equipos,
impurezas
en
las
substancias y reactivos, propiedades
físicas o químicas no consideradas en
las muestras, o cambios físicos
inducidos a éstas últimas, como
sobrecalentamiento.
2
Errores constantes
Los errores muy frecuentes en la
medición son:
a) Errores determinados
b) Errores
Indeterminados
u
ocasionales
c) Explique en qué consiste cada
uno y cómo puede corregirse.
Cuando se realiza cualquier medición
pueden cometerse errores. Por este
motivo es necesario evaluar los datos y
justificar las conclusiones, descartando
las interpretaciones no sustentadas
dentro de la limitación de la medición
realizada. La evaluación se debe
realizar mediante herramientas de
control estadístico, probabilístico o total
confiables.
El error es la diferencia numérica entre
el valor medido y el valor real. El valor
real es una abstracción filosófica
generada a partir de la medición
experimental más refinada posible.
Errores determinados
Estos errores suelen ser predecibles y
reproducibles. Asimismo, se clasifican
en:
1. Sistemáticos, cuando el método
refleja las propiedades químicas
de los componentes del sistema
de análisis.
2. Operativos, que son causados
por ineptitud del analista.
3. Instrumentales,
si
son
provocados por fallas o averías
en los aparatos y equipos de
medición.
El error constante se produce cuando
un error determinado se conserva sin
variaciones a lo largo de una serie de
análisis, sin que sea corregido. Dado
que este error es constante sin importar
el tamaño de la muestra, se conoce
también como aditivo. Si la muestra es
pequeña, representará un porcentaje
muy grande en la determinación; por el
contrario, si la muestra es grande, el
porcentaje será muy pequeño. Suele
originarse en fallas del equipo o los
materiales usados para el análisis.
Errores proporcionales
A diferencia del error constante, el error
proporcional varía en su magnitud con
el
tamaño
de
la
muestra,
frecuentemente, por la presencia de
impurezas en la misma. Si la muestra
es pequeña, la cantidad de impureza y
el error será pequeño; si la muestra es
grande, la cantidad de impureza y el
error absoluto serán grandes, por lo
que el error relativo puede permanecer
constante. También es posible que el
error proporcional varíe de manera no
lineal.
Ejemplo
Un ejemplo muy citado de este tipo de
errores es el observado por BenedettiPichler en la determinación de
aluminio, como Al2O3, en alumbre de
potasio, utilizando NH3 (Ejemplo 1). El
almacenamiento de NH3 en frascos de
vidrio provoca el ataque del álcali a los
silicatos
del
vidrio,
produciendo
coprecipitación con ácido silícico. En
cambio, en el NH3 recientemente
destilado no se forma ácido silícico, y
se observa una diferencia en el error de
la determinación previa.
Errores indeterminados
Los errores indeterminados son
provocados por variaciones aleatorias o
fortuitas
que
pueden
variar
dependiendo del analista observador,
siendo mayores en el inexperto o
descuidado
y
menores
en
el
experimentado y meticuloso. También
pueden
originarse
en
factores
ambientales
no
controlables,
impredecibles o imperceptibles por el
analista,
por
lo
que
parecen
fluctuaciones al azar. En realidad son
causadas por el ruido estático en
instrumentos eléctricos y electrónicos,
o vibraciones mecánicas (sísmicas o
tectónicas) o corrientes de viento en
instrumentos
mecánicos,
como
balanzas o buretas.
¿Cómo evitar y corregir algunos
errores?
Dadas las limitaciones de los
instrumentos, no puede hacerse
ninguna medición con completa
exactitud, por lo que es necesario que
tengamos muy en cuenta los errores
que se pueden cometer. Esto no quiere
decir que en todas las mediciones sea
necesario alcanzar el mayor grado de
exactitud posible, sino que dicho grado
va a depender de los requisitos
establecidos para cada medición en
particular.
Una gran exactitud requiere por lo
general un equipo muy costoso
y un trabajo sumamente largo y
laborioso, lo cual no siempre está
justificado. Si por ejemplo, estamos
realizando una serie de investigaciones
para diseñar un nuevo instrumento muy
preciso y de muy alta calidad, en cada
uno de los experimentos que llevamos
a cabo será necesario obtener
resultados con una exactitud de 0.1% ó
0.01%.
Pero por otra parte, si tenemos una
serie de instrumentos que forman parte
de un sistema de control automático de
temperatura en un proceso realizado a
altas temperaturas, la exactitud con
que dichos instrumentos realicen las
mediciones puede tener tolerancias
mayores, ya que si la temperatura debe
regularse alrededor de 500°C con una
precisión del 20%, da lo mismo saber
que está a 510°C o a 495°C.
Ahora bien, es importante que en cada
experimento
sepamos
con
qué
exactitud estamos obteniendo los
resultados para poder utilizarlos
después correctamente.
A continuación vamos a estudiar los
errores que se pueden presentar
durante las mediciones. Para ello
vamos a clasificarlos de la siguiente
forma:
- Errores grandes
- Errores sistemáticos
- Del instrumento
- Del método utilizado
- Ambientales
- De observación
ERRORES GRANDES.
Por lo general, son los errores
cometidos por la persona que está
realizando el experimento, debido a
una mala lectura o a un registro de
información equivocado. Por ejemplo,
supongamos que estamos midiendo la
corriente que circula por un circuito con
un miliamperímetro, el cual indica 1.17
mA, pero nosotros anotamos en el
cuaderno 1.77 mA.
Estos errores no pueden tratarse
matemáticamente y debemos evitarlos
a toda costa. Para ello es necesario
que tengamos mucho cuidado tanto al
realizar la medición como al efectuar
las anotaciones.
Siempre que nos sea posible, es
conveniente que repitamos cada
medición tres veces, ya que si algún
resultado difiere mucho de los otros
dos podemos analizar las causas y
descartarlo.
ERRORES SISTEMATICOS.
Del instrumento.
Se deben a inexactitudes del
instrumento debido a la tolerancia que
presentan sus componentes internos, a
una mala calibración, o al desgaste que
pueda tener debido al uso. Vamos a
ver unos ejemplos:
Las mediciones que se realizan con un
voltímetro dependen de la resistencia
interna del mismo. Si el valor de dicha
resistencia se ha alterado con el
tiempo, los resultados que obtengamos
con este voltímetro no tendrán la
exactitud que deberían.
Si en un puente de Wheatstone se
altera el factor K = R3/R4 debido a que
varía el valor de dichas resistencias,
todas las mediciones que realicemos
con él presentarán un error sistemático.
Para evitar estos errores es necesario
que calibremos periódicamente los
instrumentos o que comparemos sus
indicaciones con patrones de referencia
para ver si existe algún factor que
altere las mediciones y poder aplicar a
las mismas otro factor apropiado que
compense dicho error.
Del método utilizado.
Muchas veces se cometen errores en
las mediciones porque no se utiliza el
método
apropiado
según
las
características del circuito y
de los instrumentos que se van a
emplear. Veamos este ejemplo:
Queremos medir la corriente que pasa
por el circuito de la Figura Nº 1 y
disponemos entre otras cosas de un
amperímetro de gran exactitud
y precisión, cuya resistencia interna es
de 10 W.
Evidentemente si introducimos en el
circuito anterior un instrumento que
tiene 10W, variaremos por completo la
corriente que está circulando. Mediante
unos sencillos cálculos podemos ver
que el amperímetro, en lugar de indicar
0.25 Amp que es la corriente inicial,
medirá 0.0714 Amp. Como podemos
concluir, para realizar esta medición
debemos emplear otro instrumento, con
las características adecuadas.
Ambientales.
Como su nombre lo indica, estos
errores se deben a la influencia que
pueden
tener
las
condiciones
ambientales, tales como temperatura,
humedad, presencia de campos
magnéticos, etc. Sobre los resultados
obtenidos. La forma de evitar estos
errores es realizar las mediciones en
salas acondicionadas para mantener
constantes la temperatura y la
humedad y en el caso de que existan
campos electromagnéticos indeseados,
blindar los equipos en la forma
adecuada.
De observación.
Son los errores debidos a la forma de
trabajar de la persona que está
realizando el experimento. Uno de los
más comunes es el error de paralaje, el
cual lo podemos evitar si realizamos la
lectura
mirando
de
frente
al
instrumento. Otro error frecuente es
leer un instrumento antes de que se
haya estabilizado completamente en el
valor correspondiente.
3
¿Qué son las cifras significativas?
Dé ejemplos.
Se
considera
que
las
cifras
significativas de un número son
aquellas que tienen significado real o
aportan alguna información. Las cifras
no significativas aparecen como
resultado de los cálculos y no tienen
significado
alguno.
Las
cifras
significativas de un número vienen
determinadas por su error. Son cifras
significativas aquellas que ocupan una
posición igual o superior al orden o
posición del error.
Por ejemplo, consideremos una medida
de longitud que arroja un valor de
5432,4764 m con un error de 0,8 m. El
error es por tanto del orden de décimas
de metro. Es evidente que todas las
cifras del número que ocupan una
posición menor que las décimas no
aportan ninguna información. En
efecto, ¿qué sentido tiene dar el
número con precisión de diezmilésimas
si afirmamos que el error es de casi 1
metro?. Las cifras significativas en el
número serán por tanto las que ocupan
la posición de las décimas, unidades,
decenas, etc, pero no las centésimas,
milésimas y diezmilésimas.
Cuando se expresa un número debe
evitarse siempre la utilización de cifras
no significativas, puesto que puede
suponer una fuente de confusión. Los
números deben redondearse de forma
que contengan sólo cifras significativas.
Se llama redondeo al proceso de
eliminación de cifras no significativas
de un número.
Las reglas que emplearemos en el
redondeo de números son las
siguientes:



Si la cifra que se omite es
menor que 5, se elimina sin
más.
Si la cifra eliminada es mayor
que 5, se aumenta en una
unidad la última cifra retenida.
Si la cifra eliminada es 5, se
toma como última cifra el
número par más próximo; es
decir, si la cifra retenida es par
se deja, y si es impar se toma la
cifra superior.
Algunos ejemplos. Si redondeamos
3,678 a tres cifras significativas, el
resultado es 3,68, que está más cerca
del original que 3,67. En cambio si el
número a redondear, también a tres
cifras, fuera 3,673, quedaría 3,67 que
es más próximo al original que 3,68.
Para redondear 3,675, según la tercera
regla, debemos dejar 3,68.
Las dos primeras reglas son de sentido
común. La tercera es un convenio
razonable porque, si se sigue siempre,
la mitad de las veces redondeamos por
defecto y la mitad por exceso.
Cuando los números a redondear sean
grandes, las cifras eliminadas se
sustituyen por ceros. Por ejemplo, el
número 3875 redondeado a una cifra
significativa resulta 4000. En este caso
suele
preferirse
la
notación
exponencial, puesto que si escribimos
``4000'' puede no estar claro si los
ceros son cifras significativas o no. En
efecto, al escribir 4103 queda claro
que sólo la cifra ``4'' es significativa,
puesto que si los ceros también lo
fueran escribiríamos 4,000103.
Reglas de operaciones con cifras
significativas
Regla
1:
Los
resultados
experimentales se expresan con sólo
una cifra dudosa, e indicando con ± la
incertidumbre en la medida.
Regla 2: Las cifras significativas se
cuentan de izquierda a derecha, a partir
del primer dígito diferente de cero y
hasta el dígito dudoso.
Regla 3: Al sumar o restar dos
números decimales, el número de
cifras decimales del resultado es igual
al de la cantidad con el menor número
de ellas.
Atención: Un caso de especial interés
es el de la resta. Citemos el siguiente
ejemplo: 30,3475 – 30,3472 = 0,0003
Observemos que cada una de las
cantidades
tiene
seis
cifras
significativas y el resultado posee tan
solo una. Al restar se han perdido cifras
significativas. Esto es importante
tenerlo en cuenta cuando se trabaja
con calculadoras o computadores en
donde haya cifras que se sumen y se
resten. Es conveniente realizar primero
las sumas y luego las restas para
perder el menor número de cifras
significativas posible.
Regla 4: Al multiplicar o dividir dos
números, el número de cifras
significativas del resultado es igual al
del factor con menos cifras.
4
¿Cuándo durante el proceso de
medición se deben rechazar
valores?
Se deben rechazar valores cuando
durante un proceso de medidas en el
cual se toman varias lecturas para de
esta manera poder encontrar el valor
más aproximado al real, se encuentra
un dato que tiene una diferencia
relativamente grande con las demás
lecturas tomadas, es decir, cuando se
aleja demasiado del error absoluto por
lo que resulta una cantidad dudosa y se
puede despreciar.
cerca de la superficie de la Tierra u otro
planeta o satélite, son atraídos hacia su
centro, esta atracción o fuerza se llama
peso.
Entonces, el peso de un cuerpo, es la
fuerza con la cual este es atraído,
verticalmente, hacia abajo por la acción
de la gravedad. La unidad de medida
de una fuerza en el Sistema
Internacional es el Newton, se
representa con la letra N, de manera
que, el peso también se mide en
Newton. Para medir una fuerza se
utiliza un instrumento denominado
dinamómetro.
Es preciso, para mejor comprensión,
establecer relaciones y diferencias
entre el peso y la masa. Generalmente,
en la vida cotidiana, ambos conceptos
se usan como sinónimos, o sea, se
usan como iguales. Si bien es cierto,
ambos se relacionan, son muy
diferentes.
5
¿Cuál es la diferencia entre masa
y peso?
Todo aquello que constituye el
Universo, posee masa y ocupa un lugar
en el espacio se llama materia. Esta
tiene
algunas
características
o
propiedades fundamentales, esto es
que todos los cuerpos las presentan,
como son: la masa, el peso y el
volumen.
La masa se define como la cantidad de
materia que presenta un objeto, en el
Sistema Internacional de Unidades (SI),
esta se mide en kilogramos y su
símbolo es kg. Para mejor compresión
de la definición de masa, veamos los
siguientes ejemplos: el pupitre donde
escribes tiene una masa de 30 kg,
entonces, ese pupitre posee 30 kg de
materia, un balón de voleibol, posee
una masa de 2,5 kg, esto quiere decir
que tiene 2,5 kg de materia.
El peso de un cuerpo, aunque tiene
relación con la masa, es diferente a
esta, a pesar de que en la vida diaria
muchas veces se utilizan como
sinónimos. Todos los cuerpos, en o
Un ejemplo es, cuando nos pesamos
en una balanza y observamos que esta
marca 50 kg, decimos que pesamos 50
kg, pero, en realidad el proceso
realizado fue medir la cantidad de
materia contenida en nuestro cuerpo, o
sea, la masa, que en este caso es de
50 kg.
Siguiendo con el ejemplo anterior, si la
balanza marca 50 kg, este será la
masa del cuerpo y esta no cambiará, o
sea, es constante. Por ejemplo, ese
cuerpo en la Luna, en Marte, o en
cualquier otro lugar, siempre tendrá esa
cantidad de materia.
El peso se calcula multiplicando la
masa y la aceleración de la gravedad:
Entonces, si se tiene una masa de 50
kg, se multiplica por 9,8 m/s2 y se
obtiene el peso del cuerpo.
Ahora bien, si esa persona, se aleja de
la superficie de la Tierra, donde la
influencia de la gravedad es menor,
entonces pesará menos. También
pesaría menos en la superficie de los
planetas con menos gravedad que la
Tierra, pero pesaría más en los
planetas con mayor gravedad, como
por ejemplo Júpiter. En la Luna, donde
el
valor
de
la
gravedad
es
aproximadamente 1,66 m/s2, esa
persona pesaría 83 N (P= 50 kg x 1,66
m/s2= 83 N).
que el aire, así que el recipiente pesará
más). Sin importar si el recipiente pesa
ahora más o menos, esa diferencia es
el peso del gas en su interior.
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¿Cuál prefiere usted para hacer una
pesada exacta? ¿Por qué?
Explique paso a paso cómo se
puede pesar un gas durante
cualquier proceso experimental?
El modo más sencillo para pesar un
gas que se haya obtenido a partir de un
proceso experimental es el siguiente:
1) Se toma un recipiente y se pesa; si
es posible pesarlo al vacío (extraerle el
aire antes de pesarlo) mejor, pero si no,
no importa tanto (la densidad del aire
es diferente a la de otros gases, así
que aún así verás diferencias en peso:
pesar al vacío sólo ayuda a que tu
medición sea más precisa).
2) Se obtiene el gas por el método de
preferencia de manera que se guarde
en ese recipiente.
3) Se vuelve a pesar el recipiente; si se
hizo todo bien habrá una diferencia de
pesos entre la primera y la segunda
medición. Ahora bien, ¿Qué significa
esa diferencia?
a) Si se pesó al vacío el recipiente (se
logró extraer el aire o el recipiente era
un globo vacío, etc.), el PESO
ADICIONAL que haya entre las dos
medidas es el peso del gas que ahora
hay dentro del recipiente.
b) Si no se pudo pesar al vacío el
recipiente, la diferencia de pesos entre
la primera y la segunda medición
podría ser POSITIVA ó NEGATIVA (por
ejemplo: si lo que metiste al recipiente
fue Hidrógeno, éste es un gas más
ligero que el aire, así que la segunda
vez el recipiente pesará menos, pero si
lo que se introdujo fuese dióxido de
carbono, éste es un gas más pesado
7
Si en una balanza el proceso de
oscilación es de 60 segundos, será
más o menos sensible? ¿Y si es de 10
segundos?
Ya sabemos que Las balanzas son
instrumentos destinados a equilibrar
la fuerza de gravedad que actúa
sobre la masa de un cuerpo con la
que obra sobre otro que se toma
como referencia. Equilibrar significa
establecer la misma posición de un
indicador, o fiel, antes y después de
colocar, en sus respectivos sitios, el
cuerpo y la masa de referencia o
pesa que se emplea. Las balanzas se
caracterizan por su exactitud y por su
sensibilidad. La primera cualidad se
refiere a la propiedad que posee
cualquier instrumento físico para
suministrar el resultado de una
medida con un valor coincidente con
el verdadero; ello implica que el error
sea lo más reducido posible. El
término exactitud se toma con
frecuencia como equivalente al de
precisión. Las condiciones que se
requieren son a) que los brazos sean
iguales en longitud y peso, b) que el
centro de gravedad de la cruz
(sistema constituido por los brazos y
el fiel) se halle en la vertical que pasa
por el punto de apoyo o fulcro y c)
que el centro de gravedad esté
situado por debajo del punto de
apoyo.
La sensibilidad está determinada por
la aptitud de determinar con exactitud
resultados de valores muy reducidos,
y puede expresarse como la
diferencia entre valores extremos de
varias medidas de la misma
magnitud. En el caso concreto de la
balanza, se acostumbra a indicarla
como la variación que experimenta la
posición de equilibrio cuando se
coloca una sobrecarga de 1 mg en
uno de sus platillos, es decir
“divisiones/miligramo”. Las divisiones
se leen sobre el fiel, a un lado y otro
de la indicación de equilibrio o “cero
de la balanza”.
De lo anterior se puede deducir que
una balanza es sensible cuando el fiel
cambia apreciablemente, si los pesos
en los platillos son ligeramente
distintos, así que es más sensible una
balanza con un periodo de oscilación
de 60 segundos, y en el momento de
hacer una pesada exacta resulta más
viable y es mejor elegir hacerlo con la
balanza que posee mayor sensibilidad
ya que esta nos dará resultados más
exactos aunque se tarde un poco más.
WEBGRAFIA
http://es.wikipedia.org/wiki/Masa
http://www.basculas-y-balanzas.com/
http://www.ciencianet.com/masapeso.ht
ml
http://abperz.blogspot.com/2007/07/exa
ctitud-y-precisin.html
http://www.educaplus.org/formularios/c
ifrassignificativas.html
UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA
FACULTAD DE INGENIERIA
QUIMICA GENERAL
LABORATORIO
SANTA MARTA D. T C. H
AGOSTO 30 DE 2011