Pràctica 1: La sensibilitat dels intruments del laboratori

• Objectius

• Comprendre el concepte de volum d'un sòlid.

• Comprendre el concepte de sensibilitat d'un aparell de mesura i sapiguer determinar-la.

• Aprendre a fer una mesura precisa.

• Aprendre a escriure correctament el resultat d'una mesura, tot indicant l'error d'aquesta.

• Comprendre el concepte de capacitat màxima d'un instrument i sapiguer determinar-la.

• Aprendre el nom de diferents instruments de mesura de volum de líquids i quin és el seu ús habitual al laboratori de química.

• Aprendre l'actitud pròpia del treball al laboratori i les normes de seguretat.

• Fonaments

• El volum d'un cos és la quantitat d'espai que ocupa. El volum és una magnitud derivada de la longitud i la seva unitat bàsica és el m3. Que fa referència a un cub d'un metre de llarg per un metre d'ample i per un metre d'alt.

• El volum es pot mesurar de dues formes diferents:

• Per paralelepípedes es pot utilitzar la fórmula per a la mesura del volum que és base per altura i per profunditat com en el dibuix.

• En figures geomètriques de les quals no disposem de fórmules per al seu càlcul podem omplir una proveta graduada amb un nivell d'aigua determinat i ficar la peça amb la finalitat de sapiguer quin és el seu volum a partir del volum d'aigua desplaçada, es a dir, l'augment del nivell d'aigua d la proveta. Va ser Arquímedes i va descobrí aquesta fórmula de calcular el volum.

• La relació que s'estableix entre unitats és de 1/1000.

• La sensibilitat d'un aparell de mesura és la mínima quantitat que ens permet d'apreciar o distingir. El fet que no es pugui apreciar el resultat amb precisió infinita és una de les causes de que les mesures sempre tinguin error. A l'hora d'escriure el resultat d'una mesura hem de tenir en compte aquest error. Això es pot fer de tres maneres:

• Indicant l'error explícitament. (En aquest resultat tenim un error de...)

• Escrivint només les xifres que estem segurs que són certes. (18,02 cm)

• Donant el marge d'error o el grau de sensibilitat. (18,02 ± 0,01 cm)

• La capacitat màxima d'un instrument per mesurar volums és el volum màxim de líquid que pot mesurar.

• Material

• Regle per mesurar distàncies i per tant indirectament el volum del llibre.

• Un llibre i diferents instruments per mesurar volums: proveta, matraç aforat, vas de precipitats, pipeta, erlenmeyer.

• Procediment

• Primera part: esbrinant el volum d'un llibre.

• La primera part del procediment es basa en esbrinar quin és el volum d'un llibre a partir de la fórmula dels paralelepípeds. Agafarem la regla, havent esbrinat abans quina és la seva sensibilitat (en aquest cas 0,01cm; una regla normal i corrent) i mesurem els tres costats tal com indica la fórmula: amplada, alçada i profunditat.

• Volum és igual a 0'8cm ·28'6cm ·20'9cm = 478'192 cm3. Però com hem de tindre en compte que el número de xifres fiables ha estat 1, es a dir una xifra fiable, hem de'expressar el resultat amb una xifra fiable 478'192 cm3 5·102 cm3.

• Segona part: instruments de laboratori.

• Crec que classificaria com “per a mesurar”: la proveta graduada i la pipeta, i com “per la contenció de líquids”: Vas de precipitats, Matràs d'Erlenmeyer, Matràs aforat.

• Qüestions

• A més de la falta de precisió de l'aparell de mesura, quines poden ser altes causes d'error?

• Que el material, del qual, hem de trobar el volum es trobi a diferent temperatura i el seu volum hagi augmentat o disminuit.

• Com es pot minimitzar aquest error?

• Calculant el volum a temperatura ambient.

• Com mesuraries el volum que ocupa el laboratori?

• Multiplicant la longitud per l'amplada.

• Àrea d'una habitació = 5m · 3m = 15m2.

• Volum de l'habitació = 15m2 · 2'5m = 37'5m3

• Per què en el laboratori mesurem el líquid d'una proveta en cm³ i en canvi el volum de l'habitació el mesurem en m³?

• Per la comoditat de les unitats, és més còmode emprar en petits volums els cm³ i més pràctic emprar en grans o mitjans volums els m³.

• 37'5 m³ = 37'5 m³ ·

• Busca a casa teva un instrument per mesurar i indica quina sensibilitat té. Fes una mesura i indica el resultat correctament, es a dir, tenint en compte l'error.

• Un vas de mesures d'aigua, de farina, de llegums, etc...

• Té una sensibilitat de ± 50 ml.

• Mesura feta: 450 ml de llet ± 50 ml.

• Preguntes per pensar una mica:

• Com pots determinar el diàmetre d'una pilota de futbol mitjançant un regle rígid?

• Col·locaria la pilota damunt del regle i situant una llanterna damunt la pilota prendria com a mesura del diàmetre la projecció de l'ombra.

• De quina manera pots determinar la capacitat d'una cassola emprant una balança?

• Mesuraria la massa de la cassola ficant-la en una balança i omplint la cassola d'aigua fins a dalt i equilibrant la balança.

1 m

1 m

1 m

0'8 ± 0'1 cm

20'9 ± 0'1 cm

28'6 ± 0'1 cm