Balanzas: granataria, electrónica y analítica

Mediciones. Pesos. Acetona. Bureta. Probeta

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INTRODUCCIÓN

El trabajo del laboratorio requiere el total dominio del tema que se va a desarrollar en la práctica, esto implica, conocer teóricamente la experiencia que se va a desarrollar y los posibles resultados.

Los elementos esenciales para poder desarrollar cualquier trabajo experimental en el laboratorio son los equipos y materiales, que cada uno de estos constan de un nombre y uso especifico.

De material volumétrico: les hay no clasificado(sin precisión) entre ellos los vasos precipitados y los tubos de ensayo. y hay clasificados(material calibrado) entre estos las probetas, las pipetas graduadas, las pipetas volumétricas, las buretas y los matraces aforados; cada uno mostrando distintos niveles de precisión.

Entre el material de enfriamiento se encuentran los refrigerantes, que se utilizan para condensar vapores, entre ellos está el refrigerante de Liebig, el refrigerante de bolas y el de serpentín.

El material de filtración sirve para separar líquidos de los sólidos en suspensión, con frecuencia se utiliza el papel filtro en dos tipos de filtración: la filtración simple y la filtración a presión reducida.

Existen distintos tipos de materiales de calentamiento, entre ellos los mecheros, estos, aprovechan el poder calorífico del gas para combustionarse con el aire, siendo de uso más común el mechero Bunsen. Entre otros materiales de calentamiento se encuentran los baños termorregulados, baños de arena, calefactores eléctricos y las muflas.

Los materiales de medición de temperatura sirven para medir(en distintas escalas como Celsius, Fahrenheit o Kelvin), el aporte o sustracción de calor a un cuerpo dado. Entre los materiales de medición de temperatura se encuentran los termómetros de mercurio, de resistencia eléctrica y también las termocuplas.

Entre los materiales de medición de masas se encuentran la balanza Granataria, la electrónica y la eléctrica analítica.

Los objetivos generales de este práctico fueron: conocer y manejar las normas de seguridad del laboratorio como también la manipulación adecuada de su material de uso frecuente.

Resultados

Luego de masar el vidrio de reloj en cada una de las balanzas lanzó los siguientes resultados, que se exponen en la tabla 1. la balanza analítica (Mettler AC 100)es de alto nivel de precisión, luego le sigue la balanza digital y a continuación la menos precisa es la balanza granataria.

Tabla 1. peso mostrado por el vidrio de reloj en cada balanza.

Balanza granataria

Balanza digital

Balanza analítica (mettler AC 100)

Peso(gr.)

96.1

96.25

96.2047

Se determinó la sensibilidad de cada balanza con la siguiente formula :

S = V. Medido.

V. Patrón. Donde : S: sensibilidad

V: valor

Y arrojó los siguientes resultados:

Balanza granataria: S = _48_ = 0.96 ; Balanza digital: S = 48.16 = 0,9632

  • 50

Balanza analítica: S = 29,9981 = 0.9999

50

esto nos demuestra que la balanza analítica es la balanza con mayor sensibilidad de las balanzas utilizadas y con la mayor precisión.

- Se midió la masa de la acetona por un tiempo total de 10 minutos en una balanza digital y arrojo los resultados en la tabla 2.que nos indica que la evaporación de la acetona es en forma lineal como lo muestra el grafico 1. y la masa de acetona en el tiempo en el gráfico 2.

Tabla 2. Muestra de acetona en un tiempo total de 10 minutos.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Cristalizador + acetona

62.67

62.11

62.05

62.01

61.95

61.89

61.83

61.77

61.73

61.65

61.59

Acetona

14.89

14.83

14.77

14.73

14.67

14.61

14.55

14.49

14.45

14.37

14.31

Grafico 1.

Balanzas: granataria, electrónica y analítica

Balanzas: granataria, electrónica y analítica
Grafico 2.

Según la siguiente ecuación: ðm = K S ðt ; donde ðm: variación de la masa

ðt : variación del tiempo

S : superficie

K : constante específica

Entonces: K = _ðm_ = ____-0.58 g___ = -1.64 x 10 g/min cm.

S ðt 35.26 cm 10 min

La pendiente es negativa, pues la cantidad de acetona mientras pasa el tiempo va en disminución, de manera constante como lo muestra leal grafico 1.

- Se utilizó una probeta, una pipeta graduada, una pipeta volumétrica y una bureta, para llenar con 10 ml de agua destilada cuatro vasos precipitados (uno con cada instrumento), para determinar cuan preciso es cada material volumétrico. Los resultados se exponen en la tabla 3. en la tabla se exponen los valores de la masa de los vasos precipitados utilizados con cada material volumétrico, luego la masa de cada vaso con agua destilada y a continuación la masa total de agua destilada en cada vaso.

Tabla 3. Masa vertida por una probeta, una pipeta graduada, una pipeta volumétrica y una

Bureta.

Vaso precipitado(gr.)

Vaso + agua destilada (gr.)

Agua destilada vertida (gr.)

Probeta

30.4411

40.2201

9.779

Pipeta graduada

35.7681

45.5783

9.8102

Pipeta volumétrica

34.9434

44.8067

9.8633

bureta

25.3734

35.2385

9.8651

Lo que sucede con el la porcelana, al ponerlo a contacto con una llama reductora(de bajo poder caloprífico) debido a la presencia de gases reductores como el hidrógeno y dioxido de carbono, no se produce una combustión completa y se forma una capa de hollín, que luego al dejar enfriar la porcelana y ponerla en contacto con una llama oxidante(de alto poder calorifico) se produce que la combustión se completa retirando la capa de hollín formada anteriormente.

La filtración es la separación de un sólido de un líquido, el cual se encuentra en suspensión, usando frecuentemente papel filtro. En este experimento se realizó filtración simple la cual consiste en un embudo simple corriente, un porta embudo, papel filtroy un recipiente contenedor; y filtración a presión reducida queconsiste en un embudo büchner, unidoa un matraz kitazato, el cual está conectado con una manguera,el cualestá conectado a unabomba de vacío. este tipo de filtración mostró ser más eficaz que la filtración a presión reducida.

Cuestionario

1.-Haga un cuadro comparativo entre ambas balanzas, incluyendo diferencias y semejanzas.

R.

BALANZA GRANATARIA

BALANZA ANALÍTICA

DIFERENCIAS

  • Poca precisión.

  • Utilizan un péndulo de carga para determinar masas.

  • Exactitud hasta la décima o centésima de gramo.

  • Largos periodos de oscilación.

  • No muy estable.

  • De uso dificultoso.

  • Recomendable para obtener un peso general del objeto.

  • Alto nivel de precisión.

  • Emplean electricidad para determinar masas.

  • Exactitud de 0.1 (Mg.).

  • Cortos periodos de oscilación.

  • Estable.

  • De fácil uso.

  • Recomendable para pesar objetos pequeños

SEMEJANZAS

  • Ambas balanzas son dispositivos mecánicos que se emplean en los laboratorios

  • Ambas determinan el peso o la masa de un objeto o sustancia

2.-considerando que la densidad del agua a la temperatura de trabajo es 1.0 g/ml y conociendo la masa exacta vertida por cada instrumento volumétrico utilizado, determine el volumen exacto vertido desde cada uno de los materiales.

R.-el volumen vertido por cada instrumento fue:

  • probeta: 9.7789

  • pipeta graduada:9.8102

  • pipeta volumétrica:9.8633

  • bureta:9.8651

3.- compare los volúmenes determinados y ordene el material volumétrico de mayor a menor exactitud.

R.- La exactitud indica cuán cerca está una medición del valor real de la cantidad medida. El valor real de la cantidad medida, en el caso anterior, es de 10 ml.

El instrumento que presenta mayor exactitud es la bureta., le sigue la pipeta volumétrica Posteriormente es la pipeta graduada, y la menos exacta es la probeta. .

4.Indique los componentes de un mechero Bunsen y mencione las precauciones de su manejo .

El mechero Bunsen es el mechero de uso más frecuente en el laboratorio. Consiste en un tubo de metal corto y vertical conectado a una fuente de gas, con un anillo en su base para regular la entrada y salida del aire. Para su funcionamiento, es necesario abrir la llave del suministro de gas. El paso siguiente es encender el mechero teniendo la chimenea de entrada de aire cerrada y luego abrirla lentamente. Una vez encendido el mechero, se debe regular la entrada de aire, porque si hay exceso de aire o el paso de gas no es suficiente, la llama podría descender a la chimenea, posándose en el inyector de gas provocando calentamiento excesivo del tubo. En este caso, se dice que el mechero está calado, y se debe cortar entonces inmediatamente el paso de aire a la mitad, para luego volver a encenderlo.

Sin embargo, si el mechero continúa calado, se le debe dar un golpe a la goma, para que la llama vuelva a ascender a la boca del tubo, que es donde siempre debe quedar.

5. ¿Qué conclusiones puede sacar acerca de la combustión del gas utilizando una llama oxidante y una reductora?

R.

La llama oxidante se presenta debido a que la entrada de aire se encuentra abierta. Posee un alto poder calorífico debido a la combustión del monóxido de carbono. Todo lo contrario es lo que se presencia en la llama reductora, que se presenta en instancias en que la entrada de aire se encuentra tapada. Esta llama posee un bajo poder calorífico, debido a la presencia de gases reductores (hidrógeno y monóxido de carbono).

La diferencia entre ambas llamas, radica en que en el caso de la llama oxidante la combustión que se presenta es completa, presentando diferentes zonas de temperatura. En cambio, la llama reductora presenta combustión incompleta, razón por la cual al estar en contacto con un objeto frío deposita hollín (produce carbono grafito).

6. Mencione las precauciones en el manejo de un termómetro:

R.- Nunca se debe tomar el termómetro directamente con la mano, ya que podría alterarse el resultado final. Debe ser tomado con un soporte o una goma en la parte superior del termómetro.

El valor arrojado por el termómetro debe ser leído en horizontal en relación los ojos del observador. Si el termómetro es observado desde arriba o abajo, se puede tener una percepción errada.

No se debe leer el valor indicado por el termómetro inmediatamente después de introducirlo en la muestra, pues no marcaría el valor real, hasta después de un rato.

7. Transforme las medidas obtenidas en grados Celsius a grados Kelvin y Fahrenheit .

Las medidas obtenidas con los instrumentos de medición de temperatura aplicadas al agua , son las siguientes :

Balanzas: granataria, electrónica y analítica
Agua destilada: 22 ° C

: 22 ° C + 273.15 = 295.15 ° Kelvin

: (1.8 * 22 ° C) + 32 = 71.6 ° F.

Agua en ebullición: 99° C

: 99 °C + 273.15 = 372.15 ° Kelvin

: (1.8 * 99 ° C ) + 32 = 210.2 ° F.

Agua - hielo: 2°C

: 2°C + 273.15 = 275.15 ° Kelvin

: (1.8 * 2°C ) + 32 = 35.6 ° F .

8. Haga un cuadro comparativo entre ambas filtraciones , incluyendo diferencias y semejanzas .

Filtración Simple

Filtración a presión reducida

Utiliza papel filtro

Utiliza papel filtro

Los materiales que requiere consisten en un embudo corriente, un porta embudo o soporte de filtración y , papel filtro y un recipiente colector.

Los materiales que requiere consisten en un embudo Buchner, unido a un matraz kitasato a través de un tapón de goma taladrado.

Consiste en un proceso de filtración más lento.

Consiste en un proceso de filtración más rápido .

Conclusión

En suma, una balanza granataria, es de difícil manejo y en el experimento no presentó gran sensibilidad, esta es la balanza que presentó menos precisión, la balanza digital y la analítica ambas mostraron ser de uso secillo y son bastante precisas; pero la balanza analítica presentó la mayor sensibilidad entre las tres mencionadas.

La acetona mostró, que durante un tiempo determinado su evaporación es constante,a modo de gráfico de acetona evaporada v/s tiempo presentó ser una función lineal.

La bureta resultó ser el material volumétrico con mayor exactitud; luego así la pipeta volumétrica , luego la pipeta graduada y el material menos exacto fué la probeta.

En el mechero Bünsen, con la entrada de aire tapada se produce una llama de bajo poder calorífico, debido a la presencia de gases reductores( hidrógeno, monóxido de carbono, entre otros), esta llama se conoce como llama reductora. Con la entrada de aire abierta se produjo una llamadealto poder calorífico, esta llama es conocida como llama oxidante. Al colocar un objeto frio como la porcelana frente a la llama reductora, se deposita una capa de hollín debido a la combustion incompleta, pero luego al colocar este material (luego de dejarlo enfriar) frente a la llama oxidante, esta capa de hollín desaparece.

La filtración simple fuéde mejor rendimiento, que la filtración a presión reducida, pero este tipo de filtración fue más lento en comparación con la filtración a presión reducida, que se utiliza de preferencia, para realizar trabajos de rápidos resultados.

Discusión

Experimento nº 1

Se masó un vidrio reloj cuyos resultados muestran que la balanza analítica es lña que tiene mayor sensibilidad con 0,9999, luego la balanza digitital con una sensibilidad de 0,9362 y la menos sensible es la granataria que resultó con una sensibilidad de 0,96. el patrón utilizado fue el de 50g y en la balanza analítica este se masó con un 49,9981 luego la digital 48,16g y la granataria 48g. de estas tres balanzas las más exacta fue la balanza analítica luego la balanza digital y por último la granataria.

Experimento nº 2.

En la tabla nº3 se observó la masa de agua destilada que se virtió en los vasos precipitados utilzando una probeta, pipeta graduada, pipeta volumétrica y una bureta siendo de estas las más precisa la bureta que de los 10 g de objetivio virtió 9,8651g, siguiéndole así la pipeta volumétrica de 9,8633g, luego la pipeta graduada con 9,8102g y la menos precisa fue la probeta que virtió 9,779.

Experimento nº3.

En este experimento se identificaron las partes de un mechero bunsen y aprendimos que el uso del mechero con la entrada de aire cerrada se produce una llama de bajo poder calorífico llamada llama reductora, pues posee gases reductore como hidrógeno y monóxido de carbono entre otros; y con la entrada de aire abierta se produjo una llama de alto poder calorífico conocida como llama oxidante.

Experimento n'4

Con un termometro de mercurio se midio la temperatura del agua destilada, agua en ebullicion, agua hielo y la temperatura ambiente. El agua destilada hierve a los 99'C utilizando el termometro de mercurio