Práctica No. 2 Medidas en El Laboratorio y Tratamiento de Datos Experimentales

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA GRA NADA

Práctica No . 2 Medidas Medidas en el laborator io y tr atamiento de datos experim entales

Guías Guías de d e Práct Práctic icas as de Laboratorio

Identificación: GL-AA-F-1 Número de Páginas:

Revisión Revisión No.:

4

1

Fecha Emisión: 2011/08/31 Laboratorio de: Química General para Ingeniería

Título de la Práctica de Laboratorio: Práctica No. 2 Medidas en el laboratorio y tratamiento de datos d atos experimentales.

Elaborado Elaborado por : Laura Emilia Ceron Rincón Química MSc y Gema Eunice Acosta MSc

Revisado Revisado por: María Claudia Sandoval PhD y John Sadat Bernal PhD

Apro Ap robad bado o por p or:: Comité asesor Departamento de Química

El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas Medidas en el laborator io y tr atamiento de datos experim entales Control d e Cambios Cambios Razones Razones del Cambi o

Cambio a la Revisión #

Fecha de emisión emisi ón


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Práctica No . 2 Medidas Medidas en el laborator io y tr atamiento de datos experim entales 1.

FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: Facultad de Ciencias Básicas y Aplicadas

2.

PROGRAMA: Ingeniería Civil, Ingeniería Mecatrónica, Ingeniería Industrial, Inge niería

de Multimedia e Ingeniería de Telecomunicaciones

3.

ASIGNATURA: Química General

4.

SEMESTRE: II

5.

OBJETIVOS: 5.1.

OBJETIVO OBJ ETIVO GENERAL:

Aprender a determinar las magnitudes masa y volumen, establececiendo a partir de datos de laboratorio la exactitud y precisión asociadas de las medidas.

5.2.

OBJETIVOS OBJ ETIVOS ESPECÍFICOS: ESPECÍFICOS:

Interpretar y leer escalas de instrumentos de laboratorio para determinar las magnitudes de ma sa y volumen. Reconocer y aprender el correcto uso del material de laboratorio de vidrio, identificando el material No volumétrico y, volumétrico: aforado y gr aduado. Conocer e identificar las diferentes clases de errores que se pueden cometer al realizar un experimento. Determinar a partir de los datos obtenidos en el laboratorio, la exactitud y precisión asociada a las medidas. Aprender el uso y manejo correcto de cifras cifras significativas, significativas, de acuerdo con las medidas tomadas en el laboratorio y redondeo adecuado a las operaciones a partir de toma de datos de laboratorio.

6.

COMPETENCIAS COMPETENCIAS A DESARROLLAR: DESARROLL AR:

Aprende la forma correcta de realizar realizar medidas de masa y volumen en el Laboratorio, aplicando aplicando correctamente las unidades básicas de medida en Química. Reporta correctamente las medidas de masa y volumen, de acuerdo con el instrumento de medida que se utilice. Reconoce la diferencia entre material No-Volumétrico del Volumétrico y su adecuado uso. Manipula correctamente instrumentos volumétricos (bureta, pipeta y probeta) aforados y graduados. Clasifica los diferentes tipos de errores que se pueden cometer al realizar un experimento, aplicando correctamente el uso y manejo m anejo de cifras significativas. El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Utilizan correctamente valores numéricos con aproximación y redondeo adecuado a la medida realizada y, empleando e interpretando el uso de la notación científica.

7. MARCO TEÓRICO: Mediciones en Química: Siempre que se va a realizar alguna de medida, se debe tener claro los conceptos básicos como: magnitud física, errores de medición, precisión y exactitud de los instrumentos. Una magnitud física se define como el atributo de un cuerpo, susceptible de ser medido de forma directa o indirecta. Ejemplos de magnitudes son la longitud, la masa, la potencia, la velocidad, etc. A una magnitud específica de un objeto que se quiera medir se le llama mesurando. Por ejemplo, si se está interesado en medir el volumen de un líquido, ese volumen específico será el mesurando.

Fig. 1 Calibrador o nonio

El objetivo de una medición es comparar y determinar el valor del mesurando. Este proceso requiere la elección de instrumentos de medición. Asimismo es necesario especificar las unidades de medición a emplear. Por ejemplo, si se desea medir el ancho o largo del laboratorio, el instrumento de medición será una cinta métrica. En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad será el metro y la cinta métrica a usar d eberá presentar dicha unidad o en submúltiplos de ella. El método de medición consistirá en determinar cuántas veces las unidades y fracciones de ellas están contenidas en el valor del mesurando. En general, el resultado de una medición es una estimación del valor del mesurando que tiene limitaciones provenientes, entre otras de: o o o o

La precisión y exactitud de los instrumentos usados, La interacción del método de medición con el mesurando, La definición del objeto a medir, La influencia del observador u observadores que realizan la medición. Fig.2 Cronómetro

Toda medida está sugeta a error o incertidumbre, aunque es usual el uso del término e rror como sinónimo de equivocación, en las ciencias e ingeniería el error de una medición está asociado al concepto de incertidumbre, que tiene todo valor de un resultado experimental. Más precisamente,


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales lo que se requiere en toda medición es conocer las cotas o límites probabilísticos de estas incertidumbres. La incertidumbre está relacionada con el proceso de medida: La parte fundamental de todo proceso de medida es la comparación de cierta cantidad de la magnitud que deseamos medir, con otra cantidad de la misma que se ha elegido como unidad patrón. En este proceso se utilizan los instrumentos de medida que previamente están calibrados en las unidades del patrón utilizado. Los instrumentos de medida nos permiten realizar medidas directas (un número seguido de la unidad) de una magnitud. El experimentador debe tener en cuenta las limitaciones en la confiabilidad de sus medidas, ya que en ellas basará sus conclusiones. Toda medida está sujeta a un error o incertidumbre que depende del tipo de medida, de las limitaciones del instrumento usado y de la destreza de la persona que la hace. La validez de una medida se puede establecer repitiéndola muchas veces. El experimentador confiará en una medida si se reproduce cada vez que se repite. Al hacer medidas es importante reconocer las fuentes de error. Cuando se diseña y se hace un experimento, es tarea del investigador tratar de minimizar los errores experimentales.

Errores experimentales: Existen dos tipos de errores experimentales que son inhere ntes a toda medida: los errores sistemáticos y los errores aleatorios, a estos últimos se le añaden los errores humanos que comete el investigador por descuidos o equivocaciones. Estos errores humanos pueden resultar por leer mal las escalas de un instrumento, anotar las medidas de manera incorrecta, perder un material durante un procedimiento u otros factores. Un investigador cuidadoso evita este tipo de errores y, de ocurrir, es necesario repetir el experimento. El error sis temático o determinado es aquel que ocurre siempre que se haga la medida, y se puede determinar la magnitud del error. Surge de una causa definida que, en teoría, es posible encontrar y corregir se pueden determinar con patrones (sustancia que se utiliza como referencia) adecuados. Una pipeta volumétrica con la marca de calibración puesta en un lugar incorrecto causará un error sistemático en toda medida de volumen hecha con ella. Al calibrar la pipeta se puede descubrir el error y su magnitud, de modo que se puede corregir. Un error sistemático también puede surgir por el uso incorrecto de u n buen instrumento. Este tipo de error siempre ocurrirá con igual magnitud y en la misma dirección. Los errores sistemáticos pueden ser:

Personales : Error de paralaje cuando un observador mira oblicuamente un indicador (aguja, superficie de un líquido,...) y la escala del aparato. Para tratar de evitarlo o, al menos disminuirlo, se debe mirar perpendicularmente la escala de medida del aparato. Existe la tendencia a El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales redondear la lectura de una bureta, dar prioridad a los valores pares sobre los impares, o prejuicios tendencia a escoger los valores más favorables.

Del Método : se deben al comportamiento químico y/o físico no ideal de los reactivos y reacciones como solubilidad, contaminaciones, interferencias, mala elección de indicadores.

Instrumentales: Debidos a la discrepancia entre el valor nominal y el real por ejemplo en el material volumétrico al calentar o guardar en nevera matraces aforados; el instrumento de medida no responde lo suficientemente rápido para seguir los cambios de la variable medida El error aleatorio (random) indeterminado o accidental es un error accidental que ocurre al azar y está fuera del control de la persona que hace la medida. Se revela por pequeñas diferencias en medidas sucesivas hechas por la misma persona, bajo las mismas condiciones. Este tipo de error está asociado con la limitada sensibilidad de los instrumentos, con el grado de control sobre el ambiente (humedad, temperatura, vibraciones, y otros), con la calidad de las escalas que se leen, y con las limitaciones humanas. Este tipo de error no se puede predecir y puede ocurrir en cualquier dirección, haciendo que la medida resulte algunas veces mayor y otras veces menor que el valor verdadero. Cuando u na medida se repite muchas veces, se obtiene un intervalo o rango de valores debido a los errores aleatorios inherentes a toda medida. Estos errores siguen una distribución al azar, por lo que el valor más probable para la medida estará representado por el promedio (mean value) de la serie de valores xi obtenidos al repetir la medida N veces. El promedio estará dado por la siguiente fórmula:

donde Σ representa la suma de los valores individuales x i

La exactitud de una medida se refiere al grado de acuerdo que hay entre el valor medido y el valor verdadero o aceptado. La exactitud se puede medir en términos del error (e).

Cálculo de errores: error absoluto, error r elativo : bien sea una medida directa (la que da el aparato) o indirecta (utilizando una fórmula) existe un tratamiento de los errores de medida. Podemos distinguir dos tipos de errores que se utilizan en los cálculos:


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Error absoluto . Es la diferencia entre el valor de la medida y el valor tomado como exacto. Puede ser positivo o negativo, según si la medida es superior al valor real o inferior (la diferencia puede ser positiva o negativa). Tiene unidades, las mismas que las de la medida.

Error relativo. Es el cociente (la división) entre el error absoluto y el valor exacto. Si se multiplica por 100 se obtiene el porcentaje (%) de error. Al igual que el error absoluto puede ser positivo o negativo (según lo sea el error absoluto) porque puede ser por exceso o por defecto. No tiene unidades.

El error, se refiere a la diferencia entre el valor medido (xi) o el promedio de una serie de valores medidos y el valor verdadero o aceptado (xa). Mientras más pequeño es el error, más e xacta es la medida.

Podemos ver que el error puede ser positivo o negativo dependiendo de si el valor obtenido es mayor o menor que el valor aceptado. El porcentaje de error (% e) se calcula dividiendo el error entre el valor aceptado y multiplicando por 100.

Un error sistemático siempre afecta la exactitud de una medida, ya que la aleja del valor verdadero. Los errores aleatorios no necesariamente afectan la exactitud de una medida, ya que al calcular el promedio, errores positivos pueden ser cancelados por errores negativos, de modo que el valor promedio se acerca al valor verdadero o aceptado.

Ejercicio 1: Para hallar la masa molar de una sustancia, un estudiante repite un experimento cuatro veces obteniendo resultados de: 132 g/mol, 128 g/mol, 134 g/mol y 126 g/mol. El valor aceptado para la masa molar es 135 g/mol. Calcule la masa molar (MM) promedio y el porcentaje de error en la determinación.


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Al redondear, siguiendo las reglas de cifras significativas que se discutirán más adelante, el resultado debe expresarse como -4%. Generalmente no se conoce el valor verdadero o aceptado de una medida, por lo que es imposible conocer su exactitud. En ese caso, lo mejor que se puede hacer es repetir la medida varias veces, calcular el promedio aritmético de los valores obtenidos y medir la dispersión de esos valores. Esto permite investigar la precisión de la medida. La precisión de una medida se refiere a la reproducibilidad que se obtiene al repetir una medida muchas veces. Es el grado de acuerdo entre los diferentes valores xi obtenidos. Mientras más cerca estén dichos valores entre sí, más precisa es la medida. La precisión se mide en términos de la desviación de los valores xi con respecto al valor promedio de la serie de valores obtenidos. La desviación di de cada valor individual xi estará dada por:

Mientras menores son las desviaciones obtenidas, más precisa es la medida. Habrá alta precisión cuando, al repetir una medida, los valores individuales resulten muy parecidos entre sí y estén distribuidos muy cerca del valor promedio. Un error sistemático no debe afectar la precisión de una medida, ya que el error siempre ocurre con igual magnitud y en la misma dirección. Todas las medidas llevarán el mismo error, por lo que serán reproducibles. Sin embargo, los errores aleatorios siempre afectan la precisión, ya que su presencia altera la distribución de los valores individuales alrededor del promedio.

Relación entre exactitud y precisión: La precisión y la exactitud de una medida no están necesariamente relacionadas. Una medida puede resultar muy precisa al obtenerse valores muy parecidos entre sí y cercanos al promedio. Sin embargo, esta puede ser inexacta debido a la presencia de algún error sistemático; por otro lado, una medida puede resultar muy imprecisa al obtenerse valores bien diferentes; sin embargo, resultar bastante exacta debido a que el promedio de todos los valores se acerca al valor verdadero. En ausencia de errores sistemáticos, la precisión y la exactitud deben ser comparables, ya que sólo reflejan la presencia de errores aleatorios. El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Precisión de los instrumentos: Existen procedimientos matemáticos para determinar la precisión de una medida. Sin embargo, la precisión que se obtiene al hacer una medida es la que corresponda al instrumento de medir, cada instrumento tiene una precisión específica. Siempre se podrá leer con certeza hasta cierto dígito, después del cual sólo puede aproximarse. Por consiguiente, el procedimiento matemático para determinar la precisión sólo habrá que hacerlo la primera vez que se use el instrumento.

Formas para determinar la precisi ón de medidas: tres maneras para expresar la precisión de las medidas son calculando la desviación estándar, calculando la desviación promedio y usando cifras significativas. La desviación estándar (s ) es una medida de la dispersión o variabilidad en las medidas. Mientras mayor sea el valor de la desviación estándar, mayor es la dispersión de los valores medidos y menor es la precisión de la medida. El cálculo de la desviación estándar requiere medir muchos valores individuales. Con pocos valores experimentales se obtiene un estimado de la desviación estándar. Para N valores experimentales la desviación estándar estará dada por la ecuación:


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Ejercicio 2. Al pesar cuatro veces un matraz utilizando la misma balanza, se obtienen los siguientes valores: 12,33g; 12,38g; 12,36g y 12,30g. Calcule la desviación estándar de la medida. En primer lugar se calcula el promedio de las medidas

La desviación estándar comienza a mostrar variación en el segundo sitio decimal. La anotación correcta de la medida debe reflejar esa variación: 12,34 ± 0,035. Como el promedio refleja dos sitios decimales, el valor de la desviación estándar debe r edondearse a dos sitios decimales: s = 0,04. La masa del matraz debe expresarse como 12,34g ± 0,04g. Esto implica que su masa está entre 12,30g y 12,38g. Los primeros tres dígitos se conocen con certeza. La incertidumbre surge en el cuarto dígito, que corresponde al segundo lugar decimal. La anotación correcta de una medida que se ha repetido varias veces debe reflejar tanto su magnitud como la precisión con la que fue hecha. Para informar una medida que se repite muchas veces, lo que se utiliza es el promedio de los valores obtenidos. El cálculo de la desviación estándar expresa la precisión de la medida indicando en qué dígito comienza la variación que esta puede tener. De modo que al expresar la medida como el valor promedio ± desviación estándar (x ± s), se está informando del intervalo de confianza, o rango alrededor del promedio, donde se espera que obtener las medidas asociadas.

Cifras significativas: Se puede aproximar la precisión de una medida usando cifras significativas. Este método es más sencillo, ya que no requiere calcular la desviación. Los dígitos El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales que contiene el registro de una medida son cifras significativas, incluyen todos los dígitos que se conocen con certeza, más un último dígito que es estimado. El número de cifras significativas en una medida es el número de dígitos necesarios para expresar correctamente su precisión. Cada instrumento tiene una precisión que le es característica . Los dígitos que se pueden leer dependen de la construcción de sus escalas. Es importante estudiar y conocer cada instrumento en el laboratorio para anotar las medidas con el número correcto de cifras significativas. Al leer cualquier medida, se entenderá que el último dígito escrito es incierto o estimado . El número de cifras significativas en una medida es independiente del punto decimal o de la unidad en que se exprese; solamente refleja la precisión con que fue hecha. Por ejemplo, si la medida 12.0 m contiene tres cifras significativas, cualquier cambio en unidad debe reflejar tres cifras signifi cativas. Si se cambia a km, debe expresarse como:

12,0 m (1km/1000m) = 0,0120 km Los ceros de la izquierda no son significativos. Su función es localizar el punto decimal. El cero de la derecha es significativo. Si no se escribe en el resultado, aunque no cambia la magnitud de la medida, cambia la información sobre la precisión de la medida. Cuando se realiza una medición con una regla graduada en milímetros, está claro que, si se es cuidadoso, se puede asegurar un resultado hasta la cifra de los milímetros o, en el mejor de los casos, con una fracción del milímetro, pero no más. De este modo el resultado podría ser L = (95,2 ± 0,5) mm, o bien L = (95 ± 1) mm. En el primer caso se dice que la medición tiene tres cifras significativas y en el segundo caso sólo dos. No es correcto expresar el resultado como L = (95,321 ±1) mm, ya que si se tiene incertidumbre del orden de 1 mm, no se puede asegurar el valor de las décimas, centésimas y milésimas de milímetro. Si el valor de L proviene de un promedio y el error es del orden del milímetro, se debe redondear el dígito donde primero cae el error. Si se considera una medición realizada con una regla gra duada en milímetros. Está claro que, si se es cuidadoso, se puede asegurar un resultado hasta la cifra de los milímetros o, en el mejor de los casos, con una fracción de milímetro, pero no más. De este modo el resultado podría ser L = (95,2 ± 0,5) mm o bien L = (95 ± 1) mm. En el primer caso la medición tiene tres cifras significativas y en el segundo caso sólo dos. El número de cifras significativas es igual al número de dígitos contenidos en el resultado de la El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales medición que están a la izquierda del primer dígito afectado por el error, incluyendo este dígito. De modo que no es correcto expresar el resultado como, por ejemplo, L = (95.321 ±1) mm. Reglas que aplican al uso de las cifras significativas 1. Los números cuyos valores se establecen por definición o que se utilizan para contar, son exactos, por lo que tienen un número infinito de cifras significativas. Cuando estos números se utilizan en cálculos, no afectan la precisión del r esultado. Por ejemplo, 1kg es exactamente igual a 1,000 g; 24 moléculas son exactamente 24. No hay incertidumbre en estos números. Después del punto decimal, se puede añadir un número infinito de ceros. 2. Los ceros que se encuentran entre dígitos que no son cero, son significativos. Por ejemplo, los números 202,02 y 20,44 contienen 5 y 4 cifras significativas, respectivamente. 3. En los números enteros, los ceros que se encuentran a la derecha del último dígito que no es cero pueden ser o no ser significativos, ya que pueden estar siendo utilizados para localizar el punto decimal. Para evitar dudas, el número debe expresarse en notación científica, de modo que solamente los ceros que sean significativos aparezcan en el factor decimal que precede a la potencia de 10. Por ejemplo, si el número 42,000 solamente contiene 3 cifras significativas, debe escribirse como 4,20 × 10 4. 4. Para números menores de uno, los ceros a la derecha d el punto decimal no son significativos ya que se utilizan para localizar el punto decimal. Por ejemplo, el número 0.0032 tiene dos cifras significativas, el 3 y el 2. El número 0,0210 tiene tres cifras significativas: el 2, el 1 y el 0 que está a la derecha.

Precisión de resultados ob tenidos a base de cálculo s La precisión de un resultado obtenido a base de cálculos, utilizando una serie de medidas, estará limitada por la medida de menor precisión. Para expresar el resultado con el número correcto de cifras significativas se utilizan las siguientes reglas: 1. Al sumar y restar, el resultado debe llevar tantos sitio s decimales como la medida que menos tenga. 2. Al multiplicar y dividir, el resultado debe tener tantas cifras significativas como la medida que menos tenga. El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Ejercic io 3. Para calcular la presión de un gas recogido sobre agua se requiere restar la presión de vapor de agua, que es 30,0 mmHg, a la presión atmosférica, que es 761 mmHg. La anotación correcta del resultado no conlleva sitios decimales: 761 – 30,0 = 731 mmHg.

Ejercic io 4. La titulación de una muestra de 10,0 mL de solución de HCl requiere 25,80 mL de solución de NaOH 0,14 M para llegar al punto final. Halle la concentración molar (M) de la solución de HCl. Al observar los datos en el problema, podemos ver que contienen diferentes cantidades de cifras significativas (3, 4 y 2, respectivamente). Con esta información ya sabemos que el resultado debe llevar 2 cifras significativas. El cálculo conlleva la sigu iente operación: Este resultado debe redondearse al mismo número de cifras significativas que tenga el dato con menor número de cifras significativas, en este caso, a 2.

Reglas para redondear resultados de cálculos Cuando hacemos cálculos utilizamos calculadoras que suelen dar el resultado con el mayor número de dígitos de que son capaces. Es responsabilidad del investigador decidir cuántas cifras son significativas en su resultado y redondear de acuerdo con esto. Las reglas para redondear un resultado al número correcto de cifras significativas son las siguientes: 1. Se eliminan todos los dígitos en exceso a la vez, y no uno por uno. 2. Si el primer dígito eliminado es mayor de 5, el último dígito retenido se aumenta en uno. 3. Si el primer dígito removido es menor de 5, el último dígito retenido se deja igual. 4. Cuando el primer dígito eliminado es 5, se dan dos situaciones: a) si luego del 5 hay algún dígito que sea distinto de 0, el último dígito retenido se aumenta en 1. b) si el 5 está seguido solamente de ceros, el último dígito retenido se deja igual si es par o se aumenta en 1 si es impar.

Ejercicio 5. 1. Suponga que las siguientes son medidas y expréselas con dos cifras significativas: a. 2,36 = 2,4 b. 2,448 = 2,4 c. 2,4562 = 2,5 d. 2,3502 = 2,4 e. 2,4500 = 2,4 f. 2,3500 = 2,4 El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales 2. Suponga que las siguientes son medidas y expréselas con tres cifras significativas: a. 20,315 = 20,3 b. 0,003456 = 0,00346 = 3,46 × 10 –3 c. 1053 = 1,05 × 103; d. 14,2500 = 14,2 e. 0,03435 = 0,0344 = 3,44 × 10 –2

Ejercicio 6. Un estudiante obtiene los siguientes datos para una muestra de sustancia: masa = 10,4320g y volumen = 12,34 mL. Calcule la densidad y exprésela con el número correcto de cifras significativas. Al observar los datos, sabemos que el resultado del cálculo debe llevar cuatro cifras (como el dato que tiene menos cifras).

Interpretación de la desviación en términos de cifr as signifi cativas: Muchas veces anotamos una medida con la precisión que esperamos del instrumento utilizado. Sin embargo, si se calcula la desviación estándar o la desviación promedio, podemos determinar si la anotación está correcta. Por ejemplo, al pesar un objeto varias veces en una balanza se obtiene una masa promedio de 12,423 g. Al hacer el cálculo de la desviación estándar, se obtiene que s = 0,023. Esta desviación nos dice que en el primer lugar decimal no hay desviación ya que es cero, pero en el segundo lugar decimal aparece un número diferente de cero, lo que indica que es en ese lugar donde comienza la desviación o incertidumbre en la medida. Como en el segundo lugar decimal aparece la primera cifra incierta, esa será la última cifra significativa de la medida. Esto significa que el tercer lugar decimal en la anotación de la medida no tiene ningún significado. La anotación correcta es la que indique las cifras que son significativas, por lo que debe redondearse a dos lugares decimales: 12,42g, lo que representa cuatro cifras significativas

Ejercic io 7: Observe la desviación estándar correspondiente a cada medida y la manera como debe anotarse con el número correcto de cifras significativas:

En la primera medida, la variación comienza en el tercer dígito de la derecha (en la decena), por lo que el cuarto dígito no tiene significado. Hay que eliminar el 3 como cifra significativa, pero El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales debe mantenerse la magnitud de la medida. Para redondear a tres cifras significativas es necesario expresar el número en notación científica para indicar las cifras que son significativas sin afectar la magnitud de la medida. En la segunda medida, la variación comienza en el cuarto lugar decimal, por lo que este representa la primera cifra incierta, que es la última cifra significativa de la medida. De modo que debe redondearse a cuatro sitios decimales. En este caso eso implica que la medida tendrá solamente dos cifras significativas. Redondear decimales: Primero se debe saber si se redondea a décimas, centésimas, etc. O mejor a "tantas cifras decimales". Así se sabe cuánto quedará del número una vez se haya terminado.

Ejemplos

Porque ...

3,1416 redondeado a las centésimas es 3,14

... la cifra siguiente a (1) es menor que 5

1,2635 redondeado a las décimas es 1,3

... la cifra siguiente a (2) es 5 o más

1,2635 redondeado a 3 cifras decimales es 1,264

... la cifra siguiente a (3) es 5 (3 es impar, se aproxima al par…

1,2645 redondeado a 3 cifras decimales es 1,264

... la cifra siguiente a (4) es 5 ( 4 es par se mantiene)

Redondear números enteros: Si es necesario redondear a decenas, centenas, etc. Se tiene que sustituir las cifras que se quitan por ceros.

Ejemplos

Porque ...

134,9 redondeado a decenas es 130

... la cifra siguiente (4) es menor que 5

12.690 redondeado a miles es 13.000

... la cifra siguiente (6) es 5 o más

1,239 redondeado a unidades es 1

... la cifra siguiente (2) es menor que 5

Redondear a cifras significativas: Para redondear "tantas" cifras significativas, sólo se tiene que contar tantas de izquierda a derecha y r edondear allí. (Nota: si el número empieza por ceros (por ejemplo 0,006), no los contamos porque sólo se escriben para para indicar lo pequeño que es el número, pues los ceros a la izquierda no son significativos).

Ejemplos

Porque ...


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales 1,239 redondeado a 3 cifras significativas es ... la cifra siguiente al 3, (9) es mayor que 5, se 1,24 aproxima al número siguiente. 1,349 redondeado a 1 cifra significativa es 1 ... la cifra siguiente al 1, (3) es menor que 5, se suprime del 3 en adelante 0,0165 redondeado a 2 cifras significativas ... la cifra siguiente al (6) es 5, como 6 es par se es 0,016 elimina el 5

Notación científica. Tanto en física como en química se suelen manejar números muy grandes o muy pequeños. Una forma de evitar el uso de demasiados dígitos es utilizar la notación científica, (normalmente se tendrían problemas con las calculadoras para introducirlos). Todo número en notación científica siempre va expresado de la misma forma: 1. Una parte entera que consta de un solo número diferente de cero, seguido de una coma y de cifras decimales. 2. Una potencia de diez, con exponente positivo o negativo. Si todas las medidas de una misma magnitud están expresadas en notación científica, para compararlas sólo se debe observar el exponente de la potencia de diez. Ese exponente representa lo que denominamos grado de magnitud.

Cálculos con datos experimentales :

La estadística es muy importante en la Ciencias Experimentales. Toda experiencia debería tener detrás un estudio estadístico que indique cuantos datos se deben tomar y cómo tratarlos una vez realizada la práctica. Para introducirse en el tema de Ciencia Experimental, las reglas a adoptar en el cálculo con datos experimentales pueden ser las siguientes: 1. Una medida se debería repetir tres o cuatro veces para intentar neutralizar el error accidental. 2. Se tomará como valor real (que se acerca al valor exacto) la media aritmética simple de los resultados. 3. El error absoluto de cada medida será la diferencia entre cada una de las medidas y ese valor tomado como exacto (la media aritmética). 4. El error relativo de cada medida será el error absoluto de la misma dividido por el valor tomado como exacto (la media aritmética).

Qué se mide en Química: En 1789, el Químico Antoine Laurent Lavoisier, publicó su tratado elemental de química, en el cual siempre insistía en el hecho de la importancia de las mediciones en química, ya que no era suficiente con la observación cualitativa, era necesario trabajar en El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales forma cuantitativa. En Química se conoce que la estequiometría es la rama que trata de las cantidades de sustancias que entran en las reacciones químicas o que son producidas por e stas. Toda reacción química tiene sus propias proporciones características y éstas se determinan por medio de fórmulas químicas, de ecuaciones, de los pesos atómicos y moleculares y de la determinación de qué, cuánto, se utiliza y se produce, es decir de la cantidad de materia que entra en juego.

Definición internacional de la unidad de medida en Química: Anteriormente, el mol (en algunos países llamado “la mol”) se definía como e l peso molecular de sustancia expresado en gramos. En la actualidad se aplica el término a una magnitud que contenga 6,023 x1023 (número de Avogadro) de las unidades consideradas y por ello se puede referir un mol de átomos, iones, electrones etc. Por esta razón, cuando se utiliza el mol deben referirse las entidades elementales empleadas, las cuales pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos especificados de estas partículas. El mol (h), es la cantidad de materia que contiene tantas entidades elementales como átomos existen en 0,012 kilogramos de carbono 12.

Masa: La masa de un cuerpo se manifiesta de dos maneras, una es en el cambio de estado de movimiento (inercia) y la otra es e n la atracción entre los cuerpos. La unidad de masa, el kilogramo, se definió originalmente como la masa de un litro de agua a 4°C. Se modificó esta definición en vista de las dificultades prácticas de obtener agua pura y por el h echo de que la definición involucraba otra magnitud, a saber la temperatura. Podría argumentarse que el kilogramo es un múltiplo del gramo y que por tanto es éste el que debe constituir la unidad. Esto ha sido analizado por los metrólogos pero por razones prácticas se acordó seguir utilizando el kilogramo como la unidad de masa.

Definición

Fig. 3 Balanza Analítica

El kilogramo (kg), es la unidad de masa; del prototipo internacional del kilogramo, (cilindro El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales de platino-iridio (90:10), densidad aproximada de 21,5 g/cm3.

Equipos para medición: La balanza es el instrumento más antiguamente conocido que se utiliza para medir masa. Mientras no se cambie la definición de kilogramo sólo podemos comparar la masa y no podremos medirla en forma directa. Los requerimientos básicos de las balanzas son, que sean estables, exactas, sensibles y que puedan ser calibradas

Temperatura: Se conoce como temperatura el valor de la lectura de un aparato medidor, como por ejemplo un termómetro; por eso llamamos a la manifestación del calor, temperatura. En el caso de las mediciones Fig. 4 Termómetro de temperatura, lo que se busca es un indicador del calor de un cuerpo dado. Se puede definir calor como una forma de energía asociada con y proporcional al movimiento molecular.

Definición La unidad base de temperatura termodinámica el kelvin (K), que se define como la fracción 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

El punto triple del agua es corresponde a las condiciones de temperatura y presión donde es posible el equilibrio o coexistencia de la sustancia agua en sus estados sólido, líquido y gaseoso. Al mencionar escalas de temperatura, se referencia la temperatura termodinámica, que es la que se define por el sistema internacional y, además a la e scala práctica de temperatura o escala de Celsius, antes conocida como de grados centígrados. La escala de temperatura termodinámica, que se expresa en kelvin, tiene punto cero, en el llamado cero absoluto y equivale a - 273,16 °C.


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Esta escala no tiene valores negativos y los intervalos son los mismos que los de la escala Celsius.

Equipos para medición: Los de empleo más común son: artefactos de cambio de estado, artefactos de expansión de fluido, termocuplas o termopares, artefactos de resistencia y termistores, sensores ópticos e infrarrojos, artefactos bimetálicos. El termómetro casero es el representante mejor conocido de los artefactos de expansión de fluido y los hay que trabajan bajo inmersión parcial o total, se pueden utilizar repetidamente, no requieren fuentes de corriente, pero los Fig. 5 Elementos para medición de datos que proporcionan no pueden ser directamente temperatura registrados y/o transmitidos. De acuerdo al tipo de medidor de temperatura, al uso que se le dará y al intervalo de temperaturas que abarca, se establecen las especificaciones y tolerancias. Por ejemplo a nivel industrial, entre 0 °C y 100 °C, se considera, que se requiere una exactitud de 1°C, mientras que arriba de 100 °C, la exactitud requerida cambia a 5 °C. Las unidades del Sistema Internacional de Unidades, SI, son establecidas por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM) bajo cuya autoridad funciona la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM- Bureau International des Poids et Mesures), con sede en Francia. La CGPM decidió establecer el SI, basado en siete unidades bien definidas. (Tabla ). Originalmente, las medidas de base o fundamentales se llamaban de esta manera por ser independientes entre sí y permitir, a su vez, la definición de otras unidades. Los patrones correspondientes eran medidas materializadas que se conservaban en lugares acordados y bajo condiciones determinadas. 1. Las unidades básicas están definidas en términos de constantes físicas, con la única excepción del kilogramo, definido en términos de un prototipo. 2. Cada magnitud se expresa en términos de una única unidad, obtenida por multiplicación o división de las unidades de base y de las unidades derivadas adimensionales. 3. Los múltiplos y submúltiplos se obtienen por medio de multiplicación con una potencia exacta de diez. 4. Las unidades derivadas se pueden expresar estrictamente en términos de las unidades básicas en sí, es decir, no conllevan factores numéricos. El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Tabla . Unidades de base del SI Símbolo Unidad

Magnitud Longitud Masa Tiempo Corriente eléctrica Temperatura termodinámica Cantidad de sustancia Intensidad luminosa

m kg s A K

metro kilogramo segundo ampere kelvin

mol cd

mol candela

En el sistema internacional de unidades la unidad de volumen es el metro cúbico. Algunos de los múltiplos y submúltiplos usuales del metro cúbico son los siguientes:

Múltiplos

Submúltiplos

Kilómetro cúbico = 109 m3 Hectómetro cúbico = 106 m3 Decámetro cúbico = 103 m3

Decímetro cúbico = 10 -3 m3 Centímetro cúbico = 10-6 m3 Milímetro cúbico = 10-9 m3

La unidad más utilizada para medir el volumen de líquidos o recipientes, es el litr o . El litro está admitido en el S.I. aunque estrictamente no forma parte de él.

Equipos para medició n: Para medir el volumen de los líquidos y los gases también podemos fijarnos en la capacidad del recipiente que los contiene, utilizando las unidades de capacidad, especialmente el litro (L) y el mililitro (mL). Existe una equivalencia entre las u nidades de volumen y las de capacidad: 3

1  = 1 

1  = 1 

3

En química general el dispositivo de uso más frecuente para medir volúm enes es la probeta. Cuando se necesita más exactitud se usan pipetas o buretas. Las probetas son recipientes de vidrio graduados que sirven para medir el volumen de líquidos (leyendo la división correspondiente al nivel alcanzado por el líquido) y sólidos (midiendo el volumen del líquido desplazado por el sólido, es decir la diferencia entre el nivel alcanzado por el líquido solo y con el sólido sumergido). El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Material volumétric o La medición del volumen de un líquido es parte de la rutina diaria en cada laboratorio. El material volumétrico en vidrio, como matraces aforados, pipetas aforadas y graduadas, probetas graduadas y buretas, forma por tanto parte del equipo básico. Se pueden fabricar de vidrio o de plástico. Un gran número de fabricantes ofrecen aparatos volumétricos en calidades diferentes. Jarras graduadas, vasos, matraces Erlenmeyer, y embudos de goteo no son aparatos volumétricos. No están ajustados de forma exacta, la escala solamente sirve como referencia.

Fig.6. Elementos para medición de volúmenes de líquidos

Visión general d e material volumétric o: Pipeta aforada, Pipeta graduada, Matraces aforados, Probeta graduada, para responder a las exigencias cada vez más estrictas en las mediciones de volúmenes realizadas en los laboratorios (investigaciones en serie, series de ensayos), se desarrollan continuamente nuevos aparatos, por ejemplo para la dosificación, para el pipeteado y la valoración. Instrumento

Probeta de 100 mL Probeta de 50 mL Balón afor ado de 100 mL Balón afor ado 50 Balón afor ado 25 Bureta de 50 mL Pipeta graduada de 10 mL Pipeta graduada de 5 mL Pipeta aforada de 10 mL Pipeta aforada de 5 mL Balanza analítica Termómetro con di visio nes de 1ºC

Tolerancia (Límite de error) ± 1 mL ± 1 mL ± 0,1 mL ± 0,06 mL ± 0,04 mL ± 0,02 mL ± 0,075 mL ± 0,05 mL ± 0,03 mL ó ±0,02 mL (Según la marca) ± 0,01 mL ó ±0,02 mL (Según la marca) ± 0,0001 g ± 0,5ºC


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Cuando la tolerancia en la medida no se indica en el material, la incertidumbre en la medida se toma con la mitad de la división más pequeña en la escala. De la información de la tabla se puede concluir que una medida tomada en estos instrumentos debe tener tantos lugares decimales como se indica en la incertidumbre para ese instrumento. Estos lugares decimales se deben incluir en la medida, aunque sean cero (0). Por ejemplo, una medida tomada con una probeta de 100 mL debe tener un lugar decimal, mientras que una medida hecha en una balanza analítica debe tener 4 lugares decimales.

Fig. 7 Características básicas de la pipeta aforada

Menisco: El término 'menisco' se utiliza para describir la curvatura de la superficie del líquido. El menisco adopta forma convexa o cóncava. La formación de la curvatura resulta de la relación de fuerzas entre adhesión y cohesión. Si las moléculas del líquido experimentan mayor atracción hacia la pared de vidrio (fuerza de adherencia) que entre sí mismas (fuerza de cohesión), el menisco adoptará forma cóncava. Es decir: hay un pequeño aumento en el ángulo de contacto del líquido con la pared. Esto ocurre en el caso de las soluciones acuosas, por ejemplo. Si el diámetro de una pipeta es adecuadamente pequeño, por ej. El de una pipeta capilar, la fuerza de adherencia es suficiente no solamente para elevar el líquido en los puntos de contacto con la pared, sino también para hacer ascender el nivel del líquido (efecto capilar). Un pre requisito para la medición exacta de volúmenes es el ajuste exacto del menisco. En el caso de un menisco cóncavo, la lectura del volumen se realiza a la altura del punto más bajo de la superficie del líquido. El punto más bajo del menisco debe tocar el borde superior de la división de la escala. En el caso de un menisco convexo, la lectura del volumen se realiza a la altura del punto más alto de la superficie del líquido. El punto más alto del menisco debe tocar el borde inferior de la división de la escala.

Lectura del menisco Para leer el menisco sin error de paralaje, el aparato volumétrico debe estar en posición vertical y los ojos del operador deben encontrarse a la altura del menisco. En esta posición, el aforo se visualiza como una línea. Colocando un papel oscuro inmediatamente por debajo del aforo, o una división de la escala detrás del aparato, el menisco se o bservará más oscuro y podrá leerse más fácilmente contra un fondo claro. El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Cómo evitar el error de paralaje

Fig. 8 Lectura correcta de menisco en medición de volúmenes de líquidos Presión: Para la física la presión no es una fuerza. Las fuerzas actúan en determinadas direcciones, la presión no. Para tener una idea acertada, se define la presión como la f uerza por unidad de superficie. Esa es justamente su definición. Es una fuerza distribuida en una superficie, así que cada vez que aparezca una presión irá acompañada de unas unidades como, Kg/cm², que indica que es una fuerza de tantos kilogramos por cada centímetro cuadrado de superficie que se exponga a dicha presión.

Definición Es una magnitud física que permite expresar la fuerza que un cuerpo ejerce sobre la unidad de superficie. En el Sistema Internacional, dicha magnitud se mide en una unidad que se conoce como pascal (Pa), y equivale a la fuerza total de un newton sobre un metro cuadrado. La presión atmosférica a nivel del mar en unidades internacionales es 101325 N/m² o Pa. Además, el aire frío y el cálido tienden a no mezclarse, debido a la diferencia de densidad, y cuando se encuentran en superficie, el aire frío empuja hacia arriba al aire caliente provocando un descenso de la presión e inestabilidad, por causas dinámicas. Se dice aproximadamente, porque el valor de la presión atmosférica varía hora a hora y de lugar a lugar. Para estandarizar un poco el asunto se toma un valor promedio en unidades de altura de columna de mercurio y se asigna el valor de una atmósfera. El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales 1atm (atmosfera)=760mm de Hg (mm de mercurio) = 76cm de Hg = 7,6m de Hg 1atm = 101325pascales La presión atmosférica al nivel del mar, o sea metro 0 es = 1atm=760 mm de Hg =76m m de Hg No hay formula, solo que por cada 100m de altitud que ganamos se pierde 1 cm de mercurio en la presión, si se está a 1000 metros de altura entonces habrá 66 cm de mercurio.

Equipos de medición Para medir presión, se emplean diferentes clases de equipos, principalmente barómetros, nanómetros, tubo de Pitot. 1. Presión Absoluta 2. Presión Atmosférica 3. Presión Manométrica 4. Presión De Vacío

Fig. 10 Barómetro Aneroide , un instrumento para medir la presión atmosférica. Tomado de: Source: German wikipedia, original upload 21. Oct 2004 by Langspeed

Presión Absoluta: Es la presión de un fluido medida con referencia al vacío perfecto o cero absoluto. Este término se creó debido a que la presión atmosférica varía con la altitud y muchas veces los diseños se hacen en otros países a diferentes altitudes sobre el nivel del mar por lo que un término absoluto unifica criterios. Presión Atmosférica: Es la presión ejercida por la atmósfera de la tierra, se mide normalmente por medio del barómetro (presión barométrica). A nivel del mar o en alturas próximas a éste, el valor de la presión es cercano a 14.7 lb/plg2 (760 mmHg), disminuyendo este valor con la altitud. Presión Manométrica: Es la presión superior a la atmosférica, que se mide por medio de un elemento que define la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica que existe. El valor absoluto de la presión puede obtenerse adicionando el valor real de la presión atmosférica a la lectura del manómetro.


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Presión De Vacío: Es la presión menor que la Presión atmosférica. Su valor está comprendido entre el Cero absoluto y el valor de la Presión atmosférica. La presión de vacío se mide con el Vacuómetro.

8.

MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE O EQUIPOS:

Termómetro Probeta de 100mL Probeta de 50mL Balón aforado de 100mL Balón aforado 50mL Balón aforado 25mL Bureta de 25mL Pipeta graduada de 10mL Pipeta graduada de 5mL Pipeta aforada de 10mL Pipeta aforada de 5mL Balanza analítica y de plato

9.

PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZAR :

Los materiales para medir volúmenes de líquidos son de vidrio no se deben calentar ni enfriar, ya que se pierde la calibración entregada por el fabricante.

10.

CAMPO DE APLICACIÓN: Químic a

11.

PROCEDIMIENTO, MÉTODO O ACTIVIDADES:

Registr o de medidas de volumen 1. Observe la capacidad máxima y tolerancia de diferentes materiales volumétricos: balón aforado, probeta, bureta y, pipetas aforada y graduada. 2. Registre correctamente (cifras significativas) en una tabla de acuerdo a lo anterior y para cada material, el volumen máximo que se puede tomar.

Medidas de vo lumen (sensibil idad) 1. Observe la escala de probetas de diferente capacidad (100mL y 50mL) y la tolerancia que se indica en cada material, sino está indicada identifique la incertidumbre en la medida. En este El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales instrumento el cero se toma en la parte inferior de la escala que mide el volumen contenido en el envase. 2. Observe la escala de la bureta, el cero aparece en la parte superior, ya que mide el volumen que se descarga en otro envase, dicha escala debe leerse de arriba hacia abajo. Nota: las mediciones únicamente se deben tomar hasta donde aparece la demarcación de escala. 3. Llene la bureta con agua, abra la llave hasta que se desplace todo el aire que se encuentre en la parte inferior del instrumento, incluso después de la llave. 4. Observe el menisco que se forma en la superficie del agua, ajuste la base del mismo al cero de la escala, coloque la bureta de tal forma que la parte baja del menisco esté al mismo nivel de sus ojos evitando el error de paralaje. Lea el volumen y anote el registro. 5. Coloque la probeta debajo de la llave de la bureta, abra la llave de la bureta y descargue el agua hasta que el nivel inferior de la escala de la bureta (25,00mL). Observe la medida de manera que el nivel inferior del menisco esté a la altura de sus ojos. 6. Lea el volumen de agua en la probeta y regístrelo correctamente (cifras significativas). 7. Llene nuevamente la bureta y repita (paso 5 -6) con la probeta de 50mL y con balón aforado de 25,00mL. 8. Compare las mediciones realizadas, con cada instrumento.

Medidas de Masa (precisión y exactitud) 1. Determine la masa de un vaso de precipitados o de un Erlenmeyer (100mL) limpio y seco, en cada una de las balanzas disponibles en el laboratorio, analítica y de plato externo. 2. Llene la bureta con agua y ajuste el nivel a cero como se explicó anteriormente. 3. Coloque el vaso debajo de la llave de la bureta, abra la llave de la bureta y descargue 5,00mL de agua. Observe la medida de manera que el nivel inferior del menisco esté a la altura de sus ojos. 4. Determine la masa del agua en cada balanza y registre la medida correctamente (cifras significativas). 5. Sin descartar el agua coloque nuevamente el vaso debaj o de la llave de la bureta, abra la llave de la bureta y descargue otros 10,00mL de agua. 6. Determine la masa (paso 4); para no ajustar nuevamente la bureta a cero, el volumen de líquido a descargar se obtiene por diferencia entre la lectura final de la bureta después de descargar (Vf) y la lectura inicial antes de descargar (Vi). Esta diferencia se conoce como ΔV, de forma que ΔV = (Vf – Vi) 6. Repita el paso anterior (paso 5) tres veces más.

Medidas de Masa (precisión y exactitud) El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales 1. Determine la masa de un vaso de precipitados o de un Erlenmeyer (100mL) limpio y seco, en cada una de las balanzas disponibles en el laboratorio, analítica y de plato externo. 2. Con pipeta aforada tome 10,00mL de agua, observe la medida de manera q ue el nivel inferior del menisco esté a la altura de sus ojos y descárguelo en el vaso. 3. Determine la masa del agua en cada balanza y registre la medida correctamente (cifras significativas). 4. Sin descartar el agua coloque nuevamente el vaso otros 10,00mL de agua. Determine la masa (paso 4). 5. Repita el paso anterior (paso 5) tres veces más.

Medidas de Masa (precisión y exactitud) 1. Determine la masa de un vaso de precipitados o de un Erlenmeyer (100mL) limpio y seco, en cada una de las balanzas disponibles en el laboratorio, analítica y de plato. 2. Con pipeta graduada tome 5,00mL o 10,00mL de agua, observe la medida de manera que el nivel inferior del menisco esté a la altura de sus ojos y descárguelo en el vaso. 3. Determine la masa del agua en cada balanza y registre la medida correctamente (cifras significativas). 4. Sin descartar el agua coloque nuevamente el vaso otros 5,00mL o 10,00mL de agua. Determine la masa (paso 4). 5. Repita el paso anterior (paso 5) tres veces más.

12.

RESULTADOS ESPERADOS:

El Docente mostrará a los estudiantes el laboratorio de Química; los diferentes materiales y equipos que hay e indicará la forma adecuada de emplearlos y las precauciones que hay que tener al usarlos, explicará las operaciones y té cnicas básicas en el desarrollo de las prácticas de laboratorio. Los estudiantes tomarán atenta nota de las explicaciones y relacionarán los materiales de laboratorio con las técnicas más empleadas.

13.

CRITERIO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA :

Esta práctica se evaluará con la entrega del informe en el formato adjunto. Asimismo, el docente evaluará el preinforme correspondiente, realizado en e l cuaderno de laboratorio, que debe incluir el procedimiento, un mapa conceptual del marco teórico, unas fichas de seguridad cortas, así como también los datos obtenidos de la práctica. El docente estará en libertad de realizar un quiz o evaluación corta antes de empezar la práctica, acerca del contenido de esta guía de laboratorio.

14.

BIBLIOGRAFÍA:


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales ● ● ● ● ●

Acosta Niño, G. E., 2010. Manual de Laboratorio de Química General 2ª Edición, Universidad Militar Nueva Granada, Bogotá, 283 p Delgado Ortiz, S.E., Solís Trinta, L.N., Muñoz Solá, Y., 2012. Laboratorio de Química General,1ª Edición, McGraw-Hill, México, 380p. Chang, R, Goldsby, K.A., 2013. Química 11ª Edición. McGraw-Hill, México, 1085p. Whitten, K.W. Davis, R.E., Peck, M.L., Stanley, G.G. 2011. Química. 8ª Edición, Cengage Learning, México, 1176p Brown, T.L., LeMay H.E., Bursten, B.E., Murphy C.J., Woodward P., 2009 Química la Ciencia Central 11ª Edición, Pearson Education, México, 1240p


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales INFORME No 2 Nombres y (Códigos) ____________________________________________________ ____________________________________________ Grupo de laboratorio N o: _____

1. Título _____________________________________________________________________ _____________________________________________________ _______________________

2. OBJETIVOS 2.1 Objetivo General _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ ___________________________________________________ _________________________

2.2 Objetivos Específicos _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ ___________________________________________________ _________________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________

3. RESULTADOS Y ANÁLISIS 3.1. En la siguiente tabla registre de medidas de volumen de acuerdo al instrumento.

Instrumento

Incertidumbre

Medida (máxima)

Probeta de 100 mL Probeta de 50 mL Balón aforado de 100 mL Balón aforado 50 mL Balón aforado 25 mL El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales Probeta de 10 mL con divisiones de 1 mL Bureta de 50 mL Pipeta graduada de 10 mL Pipeta graduada de 5 mL Pipeta aforada de 10 mL Pipeta aforada de 5 mL Balanza analítica Análisis de resultados (incertidumbre y cifras significativas): ___________________________ ___________________________________________________ _________________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ __________________________________________________ __________________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ 3.2. Medidas de volumen (sensibilidad) Registre los volúmenes u observaciones Probeta 1 Probeta 2 Balón aforado

Análisis de resultados (sensibilidad): ______________________________________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ 3.3. Medidas de Masa (precisión y exactitud)


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales A partir de los datos experimentales calcule la masa de un mililitro de agua por cada determinación realizada; utilizando la densidad del agua calcule la masa de agua esperada para un mililitro.

Volumen de agua (bureta)

Masa de agua Balanza analítica

Masa de agua Balanza de plato externo

Masa de agua calculada para 1mL

Masa de agua esperada para 1mL (densidad, T°)

Porcentaje de error

Promedio Desviación estándar Análisis de resultados, utilice los promedio y desviación estándar como criterios para discutir exactitud y precisión: _________________________________________________________ _ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________

Volumen de agua (pipeta aforada)





Porcentaje de error


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Práctica No . 2 Medidas en el laborator io y tratamiento de datos experim entales

Promedio Desviación estándar

Análisis de resultados, utilice los promedio y desviación estándar como criterios para discutir exactitud y precisión: _________________________________________________________ _ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ ___________________________________________________ _________________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________

Volumen de agua (pipeta grad.)





Porcentaje de error

Promedio Desviación estándar Análisis de resultados, utilice los promedio y desviación estándar como criterios para discutir exactitud y precisión: _______________________________________________________ ___ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ _____________________________________________________ _______________________ El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor GL-PS-F-1

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Práctica No. 2 Medidas en El Laboratorio y Tratamiento de Datos Experimentales

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