CALIBRACION DE PICNOMETRO DETERMINACIÓN DE PESO ESPECIFICO RELATIVO INFORME DE LABORATORIO 1. INTRODUCCIÓN.Primeramente debemos de indicar que para realizar este experimento deberemos de aprender la calibración de frascos volumétricos de vidrio, ya que esta información es muy importante para la determinación del peso específico de un suelo y que los frascos al ser expuestos al frío o calor sufren cambios en el volumen interior. El peso específico de los sólidos de un suelo se determina en laboratorio haciendo uso de un frasco con marco de enrase, en nuestro caso debemos de indicar que usamos un balón TEKK de 500 ml. El peso específico se determina mediante la siguiente fórmula:
W fw
Ws W s W fsw
Donde:
= Peso específico relativo de un suelo
Ws
= Peso del suelo seco
W fw
= Peso del frasco lleno de agua
W fws
= Peso del suelo, agua y el frasco
Todas estas magnitudes son mensurables en laboratorio. El peso del balón lleno de agua hasta el enrase en función de la temperatura de prueba, este valor generalmente se extrae de la curva de calibración. Peso especifico relativo de las partículas gruesas Según la Norma ASTM D 854-58, se determina un valor adimensional denominado, “Peso especifico relativo”, definido como el cuociente entre el peso específico del suelo y el peso específico del agua a una temperatura determinada y expresada en la siguiente ecuación: Los valores típicos de gravedades específicas para los sólidos del suelo son entre 2.65 y 2.72, destacando el mercurio con 13.6, el oro con 19.3, es decir 19.3 veces más pesado que el agua. 2. OBJETIVOS.-
Gs = ﻻs ﻻw
2.1. Principales.El objetivo de seta practica es el de calibrar el picnómetros que se usara posteriormente en el peso especifico. Esta practica tiene como objetivo la determinación del peso especifico del suelo. Entre los objetivos de la practica es de familiarizar al estudiante con el método general de obtención del peso especifico de cualquier material compuestas por partículas pequeñas cuya gravedad especifica sea mayor que uno. 2.2. Secundarios.Obtener los diferentes pesos de los dos matraz vacíos. Obtener los diferentes pesos del matraz a diferentes temperaturas de descenso con el agua. Obtener las temperatura de
muestra de suelo con el matraz y el agua.
Tener el cuidado posible en las mediciones de pesos para obtener la mayor precisión y evitar los errores sistemáticos y accidentales. Poder conocer como obtener el peso especifico de un suelo para poder usarlo después en la vida profesional . 3. ENFOQUE.En primer lugar se hizo la calibración del frasco volumétrico con el fin de determinar o poder observar de cómo varia el volumen de este a efectos de cambio de temperatura con lo cual se pudo observar que a mayor temperatura este aumentaba en su volumen y cuando se enfriaba este bajaba de igual manera, con este ensayo también pudimos observar que el agua también se incrementa en su peso cuando se aumenta la temperatura y al enfriarse este también baja el peso. Luego de obtener los datos necesarios a diferentes grados de temperatura se hizo la corrección a través de una curva de calibración para el frasco utilizado en la practica en nuestro caso el Balón.
El ensayo de peso especifico relativo es desarrollado mediante la diferencia de los tipos de suelo, para suelos granulares y para suelos arcillosos. En el caso del suelo granular se
debe pesar la muestra que pase por el tamiz N° 10
previamente secado en horno y luego enfriado a una temperatura ambiente para luego esta muestra ser introducida a un frasco ya calibrado. Llenando hasta la mitad con agua se hace rotar el frasco en forma inclinada con el fin de extraer el aire atrapado que pudiera estar atrapada en la muestra, esta operación se la debe realizar el tiempo que sea necesario. Posteriormente se debe someter a un baño maria a una temperatura de 60°C, luego se debe llenar hasta la marca de enrase seguidamente procedemos a pesar tomando antes la temperatura respectiva, sometemos todo el frasco a un enfriamiento tomando temperaturas de 30°C 25°C y 15°C o mas si fuese posible esto con el fin de que los datos obtenidos se ajusten a una curva, después de cada temperatura leida esta debe ir con su peso respectivo. En el caso del suelo arcilloso el proceso es el mismo solo que con la diferencia de que el secado del material se realiza después ya que este podria formar grumos quedando dentro de estos vacios de aire para lo cual se debe añadir agua con la cual se forma una masa o pasta suave este proceso se realiza con el fin de que la muestra al momento de secar no forme grumos en el frasco.
4. METODOLIGIA.4.1. Material.-
Balon TEKK 500ml Termómetro Pipeta Tara Balanza de presicion Espátula Un recipiente para los baños maria. Equipo de limpieza (alcohol, jabon, repasadores,etc). 4.2. Procedimiento.4.2.1. Calibración del Balón: Enjuagamos Balón con jabón en polvo para eliminar la grasa ya que puede tenerla adherida en su interior, enjuáguese de nuevo con alcohol de quemar para eliminar las gotas de agua . Determinamos el peso del vaso de precipitación seco y limpio con una aproximación de 0.01 g. Llénese el vaso de precipitación con agua hasta la mitad de volumen acordado 300 cc. a la temperatura ambiente, hasta 0.5 cm. debajo de la marca de enrase aproximadamente y déjese reposara durante unos minutos. Dejar en la hornilla hasta el punto de ebullición durante 5 minutos, con el propósito de quitar las burbujas de aire que se pegan a las paredes. Medimos la temperatura del agua contenida en el vaso de precipitación, con aproximación de 0.1° C, colocando el del termómetro en el centro del vaso.. Dejamos enfriar hasta unos aproximadamente 40° C aumentado agua lentamente hasta llegar a enrasar el menisco. Con un cuentagotas, completamos el volumen del vaso de precipitación con agua de modo que la parte inferior del menisco coincida con la marca de enrase. Pesamos el vaso de precipitación lleno, con aproximación de 0.01 g.
Mientras fue enfriando , el agua disminuyó de volumen, por lo que se fuimos aumentando agua de poco en poco con la pipeta, siempre enrasando al menisco, hacer las lecturas de temperatura a la misma profundidad. 4.2.2. Determinación de peso especifico: El suelo que tomamos como muestra fue la arcilla Para la limpieza del balón, lo hicimos con jabón y agua, inmediatamente después pasamos el recipiente con alcohol para eliminar los restos de agua y dejar el frasco boca abajo, para su completa evaporación (calibración) Inmediatamente después tuvimos que pesar 80 gramos de nuestra muestra húmeda
Colocar dentro del frasco la pasta y batir hasta que se forme una suspensión uniforme
Batimos durante unos minutos para sacar las partículas de aire que se encuentran dentro de nuestra muestra Se somete el frasco de agua con suelo a efectos de temperatura dentro de un baño María, hasta que alcance una temperatura de 60º C
Llenamos el frasco con agua a temperatura ambiente hasta que la parte inferior del menisco coincida con la marca de enrase Pesar el frasco y luego medir la temperatura en el centro del frasco volumétrico Sometemos a un enfriamiento el frasco para obtener distintos datos de peso mientras se va enfriando, esto entre un rango de temperatura de 30-15 ºC, manteniendo constante el volumen a nivel del enrase , debido a que mientras se va enfriando el volumen iba bajando Una vez realizado esto, vaciamos el contenido del frasco dentro de un plato, lo tapamos con un papel y lo cerramos convenientemente, lo introducimos al horno siempre teniendo en cuenta que cuando el agua hierva esta no se desparrame ni se vote por los costados, dejándolo debidamente cerrado
5. CALCULOS Y GRAFICOS.-
Identificación del frasco Temperatura ensayada
Balón TEKK 500ml
Prom.
25,000
21,000
17,000
15,000
13,000
18,200
660,000
660,000
660,000
660,000
660,000
660,000
193,000
193,000
193,000
193,000
193,000
193,000
Peso de tara
119,000
119,000
119,000
119,000
119,000
119,000
Peso del suelo seco Ws
74,000
74,000
74,000
74,000
74,000
74,000
672,791
671,440
670,088
669,590
668,840
671,440
717,000
716,800
716,400
716,100
715,700
716,733
2,480
2,580
2,670
2,690
2,730
2,630
2,475
2,575
2,664
2,684
2.724
2,624
2,479
2,578
2,660
2.680
2.720
2.623
Peso de suelo húmedo más tara Peso de suelo seco más tara
Peso del frasco más agua Wfw Peso del frasco + agua + suelo Wfws Peso específico Factor de corrección K = 0,99791 Peso específico Corregido
La siguiente tabla nos muestra los cálculos y resultados del peso especifico relativo de la arcilla
W fw
Ws W s W fsw
Peso obtenido por el pesaje de el balón m ás agua (gr.)
Curva de calibración de Balón TEKK Cap Nº5 500m l
675
674
674 673,2
673 672,3
672
Serie1
671,5 671 670,6 670 669,4 669 0
5
10
15
20
25
30
35
Tem peratura ºC
Gráfica de la curva de Bondad de Ajuste P=0.3378*T+664.3458 r = 0,99
Pesos Obtenidos por el pesaje de el balón m as agua (gr.)
675 674,142
674
673,1286
673
672,1152
672
Serie1
671,4396 671
670,764
670 669,4128 669 0
5
10
15
20
Tem peratura ºC
25
30
35
6. CONCLUSIONES.Como conclusión de la practica podemos decir que fue de gran utilidad el aprender a determinar el peso especifico relativo ya que todos estos conocimientos adquiridos en el laboratorio nos serviran de mucho en nuestra carrera profesional ya que al existir diferentes tipos de suelo como ser suelos cohesivos y suelos no cohesivos debemos saber calcular el peso especifico de estos mismos, antes de realizar el ensayo respectivo se tuvo que hacer una calibración del frasco volumétrico de vidrio ya que este varia en su volumen con el calor. Según la practica para el peso especifico relativo se debio haber utilizado agua destilada para obtener una mayor exactitud en los resultados pero no se pudo asi que se utilizo agua comun del grifo lo cual talvez incida en nuestros resultados obtenidos. Antes de empezar esta práctica se debe verificar la limpieza de cada recipiente a utilizar en caso contrario alterara los resultados obtenidos.
Verificar que la balanza a utilizar este debidamente calibrado antes de pesar cualquier muestra. Al momento de pesar los picnómetros conteniendo la mezcla de agua y muestra seca tener cuidado de que las paredes del frasco no contengan muestra seca pegada a las mismas ni que tenga espuma ya que esto alterara en el peso. Como recomendación podemos decir que las balanzas utilizadas en la practica no tenian la sensibilidad indicada para lo cual se tuvo que calibrar a cada instante o después de cada pesaje porque el indicador se movia o bajaba o se subia para lo cual se peso hasta dos veces el mismo peso con lo cual de alguna manera se evito que los errores se acumulen en el pesaje realizado de los materiales.
