Uso de Materiales

USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
DETERMINACIÓN DE LA PRECISIÓN Y EXACTITUD
DE INSTRUMENTOS
PRECISIÓN
indica de la reproducibilidad de las
medidas realizadas con un mismo instrumento.
Se determina a través de la desviación
promedio de un conjunto de medidas
realizadas siempre con un mismo instrumento.
Se expresa con una cifra significativa.
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
DETERMINACIÓN DE LA PRECISIÓN Y EXACTITUD
DE INSTRUMENTOS
EXACTITUD
indica cuanto se acerca el valor de una
medida respecto del valor considerado
“verdadero” o “aceptado”.
Se determina a través del error absoluto
que es la diferencia entre el valor considerado
“verdadero” y la medida.
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
ERROR RELATIVO
indica la magnitud o impacto del error en la
medida que se está realizando.
Se determina a través del cociente entre el error
absoluto y el valor considerado “verdadero”.
Ej.: si se comete un error absoluto de 1m en la
medida de un estadio de fútbol de 100 m, entonces el error
relativo es de 1/100 para la medida del estadio.
Si se comete un error absoluto de 1m en la medida
de la distancia La Plata-Buenos Aires de 100.000 m,
entonces el error relativo es de 1/100.000 para la medida de
la distancia.
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
Precisión de una Balanza Granataria
Peso objeto (g)
promedio (g)
desviación indiv (g)
5,5733
5,571566
0,001734
5,5766
5,571566
0,005034
5,5697
5,571566
0,001866
5,5818
5,571566
0,0102340
5,5712
5,571566
0,000366
5,5568
5,571566
0,014766 ecisión
PRECISIÓN = 0,006 g
a
La pr re con un a
v
p
siem ignificati
s
cifra
EXPRESIÓN CORRECTA DEL RESULTADO = (5,572 ± 0,006) g
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
Exactitud de una Balanza Granataria
Peso “aceptado” del objeto = 5,5563 g
El valor “verdadero” o “aceptado” de una medida se
obtiene con un instrumento más preciso y exacto.
Peso promedio = 5,572 g
Error absoluto, Ea = | 5,5563 – 5,572 |
La exactitud de la balanza granataria es
Ea = 0,016 g
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
Error Relativo de la Medida
Error absoluto, Ea = 0,016 g
Peso “aceptado” del objeto = 5,5563 g
Error relativo, Er %= ( Ea/peso “aceptado”) * 100
Er %= ( 0,016 g/5,5563 g ) * 100
Er % = 0,29
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
Precisión de una Balanza de Cadena
Peso objeto (g)
promedio (g)
desviación indiv (g)
6,1225
6,122233
0,000267
6,1220
6,122233
0,000233
6,1222
6,122233
0,000033
6,1211
6,122233
0,001133
6,1218
6,122233
0,000433
6,1238
0,001567 ecisión a
La pr re con un a
PRECISIÓN = 0,0006 g siemp ignificativ
6,122233
cifra
s
EXPRESIÓN CORRECTA DEL RESULTADO = (6,1222 ± 0,0006) g
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
Exactitud de una Balanza de Cadena
Peso “aceptado” del objeto = 6,1170 g
El valor “verdadero” o “aceptado” de una medida se
obtiene con un instrumento más preciso y exacto.
Peso promedio = 6,1222 g
Error absoluto, Ea = | 6,1170 – 6,1222 |
La exactitud de la balanza granataria es
Ea = 0,0052 g
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
Error Relativo de la Medida
Error absoluto, Ea = 0,0052 g
Peso “aceptado” del objeto = 6,1170 g
Error relativo, Er %= ( Ea/peso “aceptado”) * 100
Er %= ( 0,0052 g/6,1170 g ) * 100
Er % = 0,085
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
Precisión de distintos materiales
utilizados para determinar volúmenes
de líquidos
Precisión de un vaso de precipitados: ± 1 ml
Precisión de una probeta: ± 0,5 ml
Precisión de una pipeta graduada: ± 0,06 ml
La precisión de la Bureta es ± 0,05 ml
Orden creciente de precisión de los
instrumentos volumétricos
Vaso < probeta < pipeta graduada < bureta
USO DE MATERIALES DE LABORATORIO
Diámetro del vaso
 5,00 cm
diámetro de la probeta
 2,50 cm
diámetro de la pipeta
~ 1,00 cm
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
1- A partir de los diámetros del vaso, probeta y pipeta
graduada, calcular la variación de altura ∆h que se observará
en los distintos instrumentos cuando se vierten 20,00 cm3 de
un líquido.
2- Sabiendo que la mínima diferencia de altura que puede
observar el ojo humano es de 0,50 mm (error de lectura),
calcular el error de los distintos instrumentos.
Nota: estos instrumentos son cilíndricos por lo tanto, V = π r2 h
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
A partir de los diámetros del vaso, probeta y pipeta graduada,
calcular la variación de altura ∆h que se observará en los distintos
instrumentos cuando se vierten 20,00 cm3 de un líquido.
∆V = π r2 ∆h
∆h = ∆V / π r2
Vaso de precipitados ∆h = 20,00 cm3/ π (2,50)2 cm2
∆h = 1,01 cm
Probeta ∆h = 20,00 cm3/ π (1,25)2 cm2
∆h = 4,07 cm
Pipeta graduada ∆h = 20,00 cm3/ π (0,50)2 cm2
∆h = 25,5 cm
USO DE MATERIALES DE
LABORATORIO
Sabiendo que la mínima diferencia de altura que puede observar el
ojo humano es de 0,50 mm (error de lectura), calcular el error en
volumen que se cometerá con los distintos instrumentos.
Vaso de precipitados ∆V = π r2 ∆h
∆V = π x (2,50)2 cm2 x 0,050 cm
∆V = 0,98 cm3
Probeta
pipeta graduada
∆V = π r2 ∆h
∆V = π x (1,25)2 cm2 x 0,050 cm
∆V = 0,24 cm3
∆V = π r2 ∆h
∆V = π x (0,25)2 cm2 x 0,050 cm
∆V = 0,0098 cm3
PROPAGACIÓN DE ERRORES
EN LA SUMA Y RESTA
Suma de los pesos obtenidos en balanza granataria y cadena
Peso objeto (g)
b. granataria
b. cadena
suma (g)
4,4374
4,4698
8,9072
4,4242
4,4687
8,8929
4,4247
4,4694
8,8941
4,4026
4,4693
8,8719
4,4375
4,4693
8,9068
Promedio de la suma = 8,89458 g
desviación indiv. (g)
0,01262
0,00168
0,00048
0,02268
0,01222
PRECISIÓN = 0,01 g
EXPRESIÓN CORRECTA DEL RESULTADO = (8,89 ± 0,01) g
PROPAGACIÓN DE ERRORES
EN LA SUMA Y RESTA
Al sumar y restar, el resultado no puede tener más
posiciones decimales que la medición que tiene menos
posiciones decimales
Peso del objeto en balanza granataria = (4,43 ± 0,01) g
Peso del objeto en balanza de cadena = (4,4693 ± 0,0002) g
4,43??
4,4693
8,8993 g
Quimica La Ciencia Central, T. L. Brown, 9na ed., pag.22
PROPAGACIÓN DE ERRORES
EN LA SUMA Y RESTA
La propagación del error en la suma y la resta es la
sumatoria de los errores absolutos de las medidas
individuales
Peso del objeto en balanza granataria = (4,43 ± 0,01) g
Error absoluto, Ea = 0,01 g
Peso del objeto en balanza de cadena = (4,4693 ± 0,0002) g
Error absoluto, Ea = 0,0328 g
Sumatoria de los Ea = 0,01 g + 0,0328 g = 0,04 g
PROPAGACIÓN DE ERRORES
EN EL PRODUCTO Y COCIENTE
Determinación de la Densidad de una solución
Peso (g)
Volumen (ml)
Densidad (g/ml)
18,8255
17,00
1,10738
18,3042
16,65
1,09935
21,1829
19,40
1,09190
20,8534
19,00
1,09755
20,8212
18,95
1,09874
Promedio de la densidad = 1,098984 g
desviación indiv. (g)
0,008396
0,000366
0,007084
0,001434
0,000244
PRECISIÓN = 0,004 g
EXPRESIÓN CORRECTA DEL RESULTADO = (1,099 ± 0,004) g
PROPAGACIÓN DE ERRORES
EN EL PRODUCTO Y COCIENTE
En las multiplicaciones y divisiones, el resultado debe
informarse con el mismo número de cifras significativas
que tiene la medición con menos cifras significativas
Ej.: se pesan 3,4067 g de hidróxido de sodio y se llevan a un volumen de
20,00 ml. Calcular la concentración molar de la solución con el número de
cifras significativas correctas.
Nota: solamente las medidas experimentales limitan las c.s. del resultado.
El peso molecular posee infinitas cifras significativas y no afecta las c.s.
del resultado.
Quimica La Ciencia Central, T. L. Brown, 9na ed., pag.22
SENSIBILIDAD DE UN INSTRUMENTO
La SENSIBILIDAD es una medida de la respuesta de un
instrumento a una perturbación.
Se denomina SENSIBILIDAD de un instrumento a la mínima
variación de magnitud que puede determinar dicho
instrumento.
Sensibilidad de una balanza granataria
S = 0,025 div/mg
Sensibilidad de una balanza de cadena
S = 0,5 div/mg
SENSIBILIDAD DE LOS TERMÓMETROS
Los termómetros más sensibles poseen un capilar de
pequeño diámetro y gran volumen de mercurio (bulbo
grande)
1-Termómetro con bulbo de gran volumen, S = 0,160 cm/oC
2-Termómetro con bulbo pequeño, S = 0,0933 cm/oC
3- Termómetro largo de capilar fino, S = 0,6329 cm/oC
4- Termómetro corto de capilar grueso, S = 0,0604 cm/oC
SENSIBILIDAD DE LOS TERMÓMETROS
Una de las consecuencias de los cambios de temperatura que
pueden sufrir los materiales, es la dilatación. La dilatación es
siempre el cambio de volumen que sufren los materiales por la
variación de la temperatura.
La dilatación de los líquidos se expresa como:
∆V =  Vo ∆T
∆V variación de volumen; , coeficiente de dilatación cúbica; Vo
volumen inicial; ∆T, variación de temperatura
Por lo tanto, el volumen final del liquido será:
Vf = Vo (1 +  ∆T)
Hg, coef. dilatación cúbica del mercurio = 1,8 10-4 oC-1
Vo el volumen inicial del mercurio es el volumen del bulbo.
SENSIBILIDAD DE LOS TERMÓMETROS
Cuando se produce una variación de la temperatura, el
mercurio varía su volumen alcanzando un Vf.
Debido a que está contenido en un capilar cilíndrico,
recorrerá mayor distancia cuanto menor sea el radio del
capilar ya que,
Vf = π r2 h
h = Vf / π r2
Vf, volumen final del mercurio; r, radio del capilar; h,
longitud recorrida por el mercurio