Informe Calibración de La Balanza de Analitica y de Tres Brazos

 

CALIBRACIÓN DE LA BALANZA ANALÍTICA Y COMPARACIÓN CON LA BALANZA DE TRES BRAZOS.  ANGARITA ACOSTA, Ivanna Sofía (1007366566); FLOREZ F LOREZ NOVOA, Dilsa Yuliet (1007742261); PATIÑO JIMENEZ, Sandra Carolina (1053538589); VASQUEZ CARMONA, Estefanía (1122144921); VILLANUEVA JARA, María Paula (1094281643) Química Analítica, Grupo A, Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Univer sidad de Pamplona. 

RESUMEN: En la práctica que se llevó a cabo se observaron, de forma directa e indirecta, los valores de distintas monedas de una misma denominación, midiendo su peso en dos tipos de instrumentos del laboratorio, una balanza analítica (aventure) y una balanza de tres  brazos (premier) teniendo en cuenta la definición de precisión qué es lo cerca que están los valores unos de otros y la exactitud lo cerca que están los valores a un valor estándar, donde se obtuvo que la balanza de tres brazos expreso mayor precisión, llegando a un resultado que la moneda de $200 de la familia antigua, expreso su valor experimental igual al valor teórico seg según ún el banco de la república.

Palabras claves: Precisión, incertidumbre, exactitud, masa, moneda. ABTRACT: In the practice that was carried out, the values of different currencies of the same denomination were observed, directly and indirectly, measuring their weight in two types of laboratory instruments, an analytical balance (aventure) and a three-armed scale. (premier) taking into account the definition of precision, how close are the values of each other and the accuracy how close are the values to a standard value, where it was obtained that the balance of three arms expressed greater precision, reaching a result that the $ 200 coin of the old family, expressed its experimental value equal to the theoretical value according to the bank of the republic.

Keywords: Accuracy, uncertainty, accuracy, mass, currency.

1.  Introducción La balanza es un instrumento utilizado en los laboratorios que sirve para medir la masa de un cuerpo o una sustancia química utilizando como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo [1] las balanzas son indispensables en operaciones químicas, analíticas y de formulación en industrias por su precisión y exactitud pero también se debe tener en cuenta que  para trabajar conforme a un sistema de calidad las  balanzas debe ser calibradas.[2] Algunos tipos de  balanzas más utilizadas en los laboratorios son,  balanza de tres brazos, balanza analítica (ver imagen 1), balanza de sustitución y balanza de plato superior.

I magen agen 1. Balanza analítica. 

Cuando hablamos de la precisión de una balanza estamos haciendo referencia a la precisión de división mínima o intervalo, que es la escala más pequeña que tiene la máquina, es decir, la cantidad de decimales que muestra, y cuando hablamos de exactitud de un aparato de medición, (margen de error o veracidad), 1

 

%%== 2 −  ∗100

hacemos referencia a la proximidad con el valor de referencia aceptado, al que frecuentemente se llama valor verdadero o valor real. [3]

 

 Ecuación 3. Variación porcentual. 

La precisión y toma de datos depende de varias características entre las cuales están: el lugar donde esté ubicada la balanza, es recomendable tener una sola entrada, el mínimo número de ventanas posibles  para evitar la luz directa y las corrientes de aire, estar localizada por lo general en los rincones del laboratorio y donde sea menos susceptible a choques o vibraciones.

La incertidumbre absoluta tiene las mismas unidades que la variable a la que está asociada y no depende de la magnitud de esta sino solamente de la resolución del instrumento utilizado, por es ejemplo, la incertidumbre de la balanza analítica de 0,0001[8]. La incertidumbre relativa (ver ecuación 4) mide la relación entre la medida y la incertidumbre absoluta del instrumento utilizado, la incertidumbre relativa  porcentual es igual, pero multiplicada por cien. [9]

Para el uso de la balanza se deben tener algunos cuidados operacionales entre los cuales están: verificar que la balanza este perfectamente nivelada, no tocar los instrumentos de pesado directamente con los dedos ya que las huellas dactilares afectan la medida, poner los objetos en que vaya a pesar siempre en el centro del plato de medida. La lectura se debe tomar cuando el detector automático se estabilice y así minimizar el porcentaje de error (ver ecuación 1).[4]

El promedio (ver ecuación 5) también cumple un  papel importante a la hora de hacer los análisis

%=    %= −  −   

estadísticos, ya queuna consiste en con el resultado que de se obtiene al generar división la sumatoria diversas cantidades por el dígito que las represente en total [10].

     =     Ecuación 4. Incertidumbre relativa 

 

 

 Ecuación 1. Porcentaje de error 

  = ∑  ∗ 

Los resultados de análisis químico cuantitativo son muy importantes, ya que se pueden utilizar para calcular rendimientos, comparar materiales, o estimar un valor monetario al producto. [5] Para estos resultados se debe de tener en cuenta el análisis estadístico de errores al azar. La desviación de la raíz de la media al cuadrado o desviación estándar es una ayuda valiosa (ecuación 2) [6]. También el concepto de la variación porcentual (ver ecuación3), que se utiliza para describir la relación entre un valor pasado y uno presente. [7]

2 ∑ (−)  = √  

 

 

E cuación cuación 5. Pr P r ome omedi o. [11]  

2.  Materiales Y Reactivos Se utilizaron diferentes materiales de laboratorio; una  balanza tres (3) analítica brazos (PREMIER Cap. Max. 2610 g); una balanza (ADVENTURE Cap. Max. 210 g); seis (6) monedas de igual denominación (todas ellas de $100 y $200 nueva y antigua familia). 

3.  Metodología

 

Para la pesada directa se tomaron 6 monedas de la misma denominación (100 pesos colombianos de antigua denominación) y se pesaron una por una en la  balanza analítica y de tres brazos, cada dato se registró en la tabla 1.

Ecuación 2. Desviación estándar.  

2

 

mínima, y la desviación estándar fue muy parecido, es por ello que la incertidumbre relativa nos indica que tan lejos estuvo un valor del otro y en los datos registrados todos están cerca y la diferencia es muy mínima entre ellas.

Después se realizó la pesada indirecta pesando las 6 monedas (100 pesos colombianos de antigua denominación) al mismo tiempo y se procedió a retirar una moneda registrando el nuevo peso, se repitió el mismo procedimiento retirando una moneda cada vez y por diferencia se calculó el peso de cada una de las monedas, este procedimiento se realizó tanto en la balanza analítica como en la de tres brazos y los datos se anotaron en la tabla 2 y en la tabla 3, respectivamente. La diferencia se calculó tomando el

La balanza analítica al trabajar con miligramos la hizo más precisa y exacta, ya que los datos estuvieron cerca uno de otros (ver tabla 1 y 2 en anexos) y cerca del valor teórico de la moneda de $200 registrado

valor total de las monedas y restándole el valor siguiente después de haber retirado una moneda. A este nuevo peso se le resta el peso obtenido después de retirar la segunda moneda y así sucesivamente hasta quedar con una única moneda en la balanza.

según el (directa banco dee laindirecta) república mientras en los dos  pesadas quetipos en de la  balanza de tres brazos al trabajar en decigramos la hace precisa, pero omite decimales que ayudan a su mayor precisión.

A continuación, se tomaron dos monedas de 100  pesos colombianos (nueva y antigua familia de monedas) y dos de 200 pesos (nueva y antigua denominación), se pesaron diez veces cada una de las monedas en la balanza analítica y en los tres brazos, los valores se registraron en la tabla 4 y tabla 5 respectivamente.

En la tabla 2 y 5 se registró los pesos experimentales de un total de seis monedas en cada balanza, donde se halló por diferencia el peso de cada moneda, en el cual se obtuvo una mínima discrepancia entre el peso teórico ($200 N= 4,61g, $200 A= 7,08g, $ 100 N= 3,43g, $ 100 A=5,31g)[13] y el experimental (ver tabla 2 y 5 en anexos), donde el porcentaje de error  para la balanza analítica estuvo entre ( 0,05% y 1,17%) y la balanza de tres brazos expreso entre (0% y 2,33%) las márgenes de error fueron mínimos para la balanza analítica ya que se registraron en miligramos y para la balanza de tres brazos en decigramos , mostrando mayor precisión la balanza analítica en los datos registrados, la balanza de tres  brazos fue precisa pero se debe tener en cuenta que se  pudieron haber presentados errores en la lectura y en el momento de calibración. 

4.  Resultados y Análisis Para definir el concepto de exactitud y precisión se utilizó una balanza analítica y una balanza de tres  brazos, en la primera parte de la práctica se halló el  peso de las 6 monedas con el método de pesada directa e indirecta registrado (ver tabla 1 en anexos.), (ver tabla 2 en anexos ), (ver tabla 4 en anexos.), (ver tabla 5 en anexos.), la media o promedio (ver ecuación 5), desviación estándar (ver ecuación 2), la variación porcentual (ver ecuación 3), incertidumbre relativa (ver ecuación 4) y porcentaje de error (ver ecuación 1). Al hallar la media se obtuvo que es la misma para las dos balanzas, estando el valor de la moneda de $200 de la antigua familia, en la pesada indirecta con la balanza de tres brazos igual al valor teórico según el banco de la república (7,08g) (ver tabla 5 en anexos.). En la desviación estándar se obtuvo que la balanza analítica en las dos pesadas directa en indirecta (ver tabla 1 y 2 en anexos) tuvo igual precisión, a lo contrario de la balanza de tres  brazos donde los resultados estuvieron lejanos unos de otros (ver tabla 4 en anexos) , pero su margen de error fue menor; la variación porcentual no fue el mismo en los dos debido a que la balanza analítica

En la segunda parte de la práctica, en la medida de exactitud y precisión con cada una de las monedas de la antigua y nueva familia (ver tabla 3 y 6 en anexos), tomando diferentes medidas de una sola moneda, se obtuvo que la moneda de $100 antigua y $100 Nueva tuvieron el valor experimental más cercano al valor teórico (5,31g) y (3,34g) según el banco de la república, el porcentaje de error en la balanza analítica estuvo entre (0,42% y 3,50%) mientras que en la balanza de tres estuvo en (0,38% y 3,79%) ( ver tabla 3 y 6) , esto indica que la balanza analítica fue más precisa que la de tres brazos, mirando la discrepancia entre las dos, y su incertidumbre relativa nos indica que tan cerca estuvieron unos datos de otros.

trabajo trabajo en miligramos mientras la balanza de tres  brazos decigramos, se lesque pudo atribuir errores sistemáticos ya que la diferencia entre estas fue muy 3

 

4. Conclusiones 6.  Anexos ¿Qué es y para qué sirve la balanza analítica?

El uso de la balanza analítica, en comparación a la  balanza de tres brazos tuvo mayor precisión y exactitud, ya que los valores experimentales estuvieron más cercanos al valor teórico, pudiendo así obtener los resultados más convenientes a la práctica, aunque todos esperábamos que la balanza analítica nos arrojara resultados más exactos, fue la que más se distancio, deducimos que fue por una mala obtención o utilización de la balanza, ya que debido a su incertidumbre absoluta obtenida por el fabricante es mucho más precisa que la de tres brazos.

La balanza analítica es el instrumento más utilizado  por el químico, sirve para medir pequeñ pequeñas as masas con un alto porcentaje de exactitud, la misma es uno de los instrumentos de medida más utilizados en el laboratorio y de la cual dependen todos los resultados analíticos. [5]

¿Cuáles son los errores más comunes al pesar? La balanza analítica es un instrumento que mide la masa de un cuerpo a comparación con la fuerza de gravedad que actúa sobre el mismo algunos de los errores más comunes a la hora de pesar son: la humedad en los sólidos ya que muchos de estos cambian su masa debido a la humedad, utilizar material mojado a la hora de realizar la pesada, no colocar el material en que se va a pesar en el centro del plato, pesar sustancias directamente sobre el plato

5. Referencias Bibliográficas

[1]http://www.instrumentosdelaboratorio.net/2012/05 /balanza-de-laboratorio.html [2]https://www.femto.es/balanza-de-laboratorio [3]presión

y

exactitud

de

las

balanzas

;26/12/2012;16/05/19;8:30am; http://www.guiaspracticas.com/balanzas-y basculas/precision-y-exactitud-de-las-balanzas

de la balanza, etc. no[6]ajustar y calibrar la balanza  periódicamente

¿Qué requisitos se deben tener al entrar a trabajar en el cubículo de las balanzas analíticas?

[4] Guía de laboratorio química analítica Universidad de pamplona, facultad de ciencias básicas, departamento de química, Amanda Lucia Chaparro García Qca., M.Sc.; Ph.D. Yaneth Cardona Rodríguez Qca.

La sala de pesaje debe tener apenas una entrada y el mínimo de ventanas posibles para evitar la luz directa del sol y corrientes de aire. Verificar siempre la calibración de la balanza, dejarla enchufada y  prendida para mantener el equilibrio térmico de los circuitos electrónicos, pero siempre dejarla en el modo stand by, evitando la necesidad de un nuevo tiempo de calentamiento. se debe tener cuidado constante con el frasco y plato de pesaje, la lectura, calibración y mantención de la balanza para garantizar un pesaje con precisión y cuidado para manosear una balanza analítica, pues cualquier alteración, puede inducir a un gran error de lectura. [7]

[5 [5]]http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Calcul

o_Incertidumbres_Mediciones_Analiticas_25390.pdf [6]https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0122[6]https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-012204/desviacio.html [7] [7]https://es.wikihow.com/calcular-la-variaci%C3%B3nporcentual [8 [8]https://es.scribd.com/document/366046966/Incertidu ]https://es.scribd.com/document/366046966/Incertidu mbre-absoluta [9 [9]http://amgnfisicamedidas.blogspot.com/2012/02/ince ]http://amgnfisicamedidas.blogspot.com/2012/02/ince rtidumbre-relativa.html [10] https://definicion.de/promedio/ [10]  https://definicion.de/promedio/ [11]https://ayudaexcel.com/las-funciones-promedio/ [11 ]https://ayudaexcel.com/las-funciones-promedio/ [12]  http://www.banrep.gov.co/es/billetes-y-monedas [12]

(Consultado el 15 de mayo de 2019) 4

 

Tabla 1. Pesa  Pesada da D i r ecta ( B ala alanza nza ana analílítitica ca))

Tabla 2. Pesada Indirecta (Balanza Analítica)

5

 

Tabla 3. M  Med edii da de exac exactititud tud y p prr eci cisi sión ón ( B ala alanza nza A nalí nalítitica) ca)  

Tabla 4. Pe  P esad sada aD Dii r ecta ( B ala alanza nza de tr tre es br braz azos) os)

6

 

Tabla 5. 

Pesada Indirect Indirecta a (Balanza de tres brazos) brazos)

Tabla 6. Me  M edida d de ee exxacti actitud tud y p prr eci cisi sión ón ((B B ala alanza nza d de e tr tr es br braz azos) os)

7