Pesaje Analitico y Uso de La Balanza Anlitica

PRÁCTICA Nº 1 PESAJE ANALÍTICO Y USO DE LA BALANZA ANALÍTICA 1. TEORIA 1.1FUNDAMENTO BALANZA Instrumento que sirve para medir masa de un cuerpo. Las balanzas analíticas modernas, que pueden ofrecer valores de precisión de lectura de 0,1 µg a 0,1 mg, están bastante desarrolladas de manera que no es necesaria la utilización de cuartos especiales para la medid medida a del peso. peso. un así, así, el simple simple empleo empleo de circui circuitos tos electr electróni ónicos cos no elimin elimina a las intera interacci ccione ones s del sistem sistema a con el ambien ambiente. te. !e estos, estos, los efecto efectos s físico físicos s son los más importantes porque no pueden ser suprimidos. fuerza za con con la que que los los cuer cuerpo pos s son son atra atraíd ídos os "aci "acia a cuer cuerpo pos s más más gran grande des s PESO.- fuer generalmente, el centro de la #ierra, por acción de la gravedad, por lo no que puede variar. cual permanece constante. MASA.- $antidad o materia que contiene un cuerpo, la cual

CLASIFICACIÓN DE BALANZAS Según ! e"!#$%$&' , las balanzas de gran capacidad pueden ser de dos clases, en función del intervalo de escala de veri%cación & del n'mero de intervalos de escala de veri%cación. •

E"!#$%$&' e()e#%! *I+.-  división mínima 0,001 g o inferior. (or otra parte, las balanzas de precisión especial, denominadas gen)ricamente balanzas analíticas, se clasi%can seg'n su división mínima en las siguientes categorías* o o o

o

o

•

+emi analítica* división mínima 0,001 g 1 mg-. $apacidad máima 1/ g. nalítica* división mínima 0,0001 g 0,1 mg-. $apacidad máima 100/00g. +emi micro/analítica* división mínima 0,00001 g 0,01 mg-. $apacidad máima 10/0 g. 2icro/ 2icro/ana analít lítica ica** divisi división ón mínima mínima 0,0000 0,000001 01 g 0,001 0,001 mg- 1 µg-. µg-. $apaci $apacidad dad máima /10 g. 3ltra 3ltra micro/ micro/ana analít lítica ica** divisi división ón mínima mínima 0,0000 0,0000001 001 g 0,000 0,0001 1 mg- 0,1 0,1 µg-. µg-. $apacidad máima 1/ g.

E"!#$%$&' !$! *II+.-  división mínima entre 0,1 & 0,01 g. +e subdividen en granataria & de precisión. o o

4ranataria* división mínima 0,1 g 100 mg-. $apacidad máima 10/0 g. !e precisión* división mínima 0,01 g 10 mg-. $apacidad máima /10 g.

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E"!#$%$&' ,e'%! *III+. - división mínima entre 1 & 5 g.

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E"!#$%$&' '%n!%! *IIII+. - división mínima 5 g o superior.

Según e )%n#%)% 'e /&n#%n!,%en$ , las balanzas de gran capacidad pueden ser de tres clases* •

B!!n0! ,e#n%#!.- aquella en que la medida de la magnitud se obtiene mecánicamente, & la lectura se realiza por medio de un instrumento indicador analógico.

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B!!n0! ee#$,e#n%#!.- aquella en que la plataforma se estructura con palancas de carga, la medida de la magnitud se obtiene por una transformación electromecánica, & la lectura se realiza por medio de un instrumento indicador digital.

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B!!n0! ee#$2n%#!.- aquella que tiene transformación electromagn)tica de cargas a trav)s de celdas de carga & la lectura se realiza por medio de un instrumento indicador digital.

CONDICIONES 3UE DEBE CUMPLIR UNA BALANZA Sen(%4e.- !ebe percibir diferencias mu& peque6as de peso E"!#$!.- 7esultados correctos en pesadas repetidas del mismo ob8eto R)%'!.- (ara efectivizar el tiempo de análisis E($!4e.-  #erminada la pesada debe volver el visor a su posición original BALANZA ELECTRÓNICA Las balanzas electrónicas involucran tres elementos básicos* 9l ob8eto a ser pesado que se coloca sobre el platillo de pesa8e e8erce una presión que está distribuida de forma aleatoria sobre la super%cie del platillo. !e allí mediante un mecanismo de transferencia palancas, apo&os, guías, se concentra la carga del peso en una fuerza simple :;< que puede ser medida.

[ F =∫ P a ]

 La integral de la presión sobre

el área permite calcular la fuerza. 3n transductor de medida, conocido con el nombre de celda de carga, produce una se6al de salida proporcional a la fuerza de carga, en forma de cambios en el volta8e o de frecuencia. 3n circuito electrónico análogo digital que %nalmente presenta el resultado del pesa8e en forma digital

LOCALIZACIÓN DE LA BALANZA La precisión & la con%anza de las medidas del peso están directamente relacionadas a la localización de la balanza analítica. Los principales puntos que deben de ser considerados para su correcta posición son*

C!!#$e5($%#!( 'e ! (!! 'e ,e'%'!   

 #ener apenas una entrada.  #ener el mínimo n'mero de ventanas posible, para evitar la luz directa del sol & corrientes de aire. +er poco susceptible a c"oques & vibraciones

L!( #n'%#%ne( 'e ! ,e(! )!! ! 4!!n0!    

=uedar %rmemente apo&ada en el suelo o %8a en la pared, de manera a transmitir un mínimo de vibraciones posible. +er rígida, no pudiendo ceder o inclinarse durante las operaciones de medida. +e puede utilizar una de laboratorio bien estable o una de piedra. Localizarse en los sitios más rígidos de la construcción, generalmente en los rincones de la sala. +er antimagn)tica no contener metales o acero- & protegida de cargas electrostáticas no contener plásticos o vidrios-.

L!( #n'%#%ne( !,4%en$!e(      

2antener la temperatura de la sala constante. 2antener la "umedad entre >5? & @0? debe de ser monitoreada siempre que sea posible-. Ao permitir la incidencia de luz solar directa. Ao "acer las medidas cerca de irradiadores de calor. Instalar las luminarias le8os de la bancada, para evitar disturbios por radiación t)rmica. 9l uso de lámparas Buorescentes es menos problemático. 9vitar la medida cerca de aparatos que utilicen ventiladores e8* aire acondicionado, ordenadores, etc.- o cerca de la puerta.

CUIDADOS OPERACIONALES C&%'!'( 4(%#( Ceri%car siempre la nivelación de la balanza. !e8ar siempre la balanza conectada a la toma & prendida para mantener el equilibrio t)rmico de los circuitos electrónicos. !e8ar siempre la balanza en el modo Dstandb&D, evitando la necesidad de nuevo tiempo de calentamiento DEarm upD-.

E /!(# 'e ,e'%'! 3sar siempre el menor frasco de medida posible. Ao usar frascos plásticos cuando la "umedad est) aba8o del 0/>0?.

La temperatura del frasco de medida & su contenido deben de estar a la misma temperatura del ambiente de la cámara de medida. Aunca tocar los frascos directamente con los dedos al ponerlos o sacarlos de la cámara de medida.

E )!$ 'e ,e'%'! (oner el frasco siempre en el centro del plato de medida. 7emover el frasco del plato de medida luego que termine la operación de medida del peso.

L! e#$&! Ceri%car si el mostrador indica eactamente cero al empezar la operación. #are la balanza, si es necesario. Leer el resultado de la operación luego que el detector automático de estabilidad desaparezca del mostrador.

C!%4!#%2n $alibrar la balanza regularmente, más todavía cuando está siendo operada por vez primera, si fue cambiada de sitio, despu)s de cualquier nivelación & despu)s de grandes variaciones de temperatura o de presión atmosf)rica.

M!n$en%,%en$ 2antener siempre la cámara de medida & el plato limpios. 3sar apenas frascos de medida limpios & secos.

INFLUENCIAS FÍSICAS SOBRE LAS MASADAS $uando el mostrador de la balanza quede inestable, sea por variación continua de la lectura para más o menos o simplemente si la lectura está errada.

SIEMPRE (e 'e4e e($! 4(e6!n' %n7&en#%!( /5(%#!( %n'e(e!4e( (4e ! )e!#%2n. L!( ,( #,&ne( (n* Te,)e!$&! E/e#$ 4(e6!'8 el mostrador varía constantemente en una dirección. M$%68 La eistencia de una diferencia de temperatura entre la muestra & el ambiente de la cámara de medida causa corrientes de aire. 9sas corrientes de aire generan fuerzas sobre el plato de medida "aciendo con que la muestra parezca más leve conocida por Buctuación dinámica-. 9ste efecto solo desaparece cuando el equilibrio t)rmico es establecido. demás, el %lme de "umedad que cubre cualquier muestra, que varía con la temperatura, es encubierto por la Buctuación dinámica. 9sto "ace con que un ob8eto más frío parezca más pesado, o un ob8eto más caliente parezca más leve.

A##%ne( #e#$%6!(8 Aunca pesar muestras retiradas directamente de estufas, muBas o refrigeradores.

!e8ar siempre que la muestra alcance la misma temperatura del laboratorio o de la cámara de medida.  #ratar siempre de manipular los frascos de medida o las muestras con pinzas. Ao siendo posible, utilizar una banda de papel. Ao tocar con las manos la cámara de medida. 3sar frascos de medida con la menor área posible.

9!%!#%2n 'e ,!(! E/e#$ 4(e6!'8 el mostrador indica lecturas que aumentan o disminu&en, continua & lentamente. M$%68  aumento de masa debido a una muestra "igroscópica aumento de "umedad atmosf)rica- o p)rdida de masa por evaporación de agua o de substancias volátiles.

A##%ne( #e#$%6!(8 3sar frascos limpios & secos & mantener el plato de medida siempre libre de polvo, contaminantes o gotas de líquidos. 3sar frascos de medida con cuello estrec"o. 3sar tapas o corc"os en los frascos de medida.

Ee#$($$%#! E/e#$ 4(e6!'8 9l mostrador de la balanza queda instable e indica masas distintas a cada medida de la misma muestra. La reproducibilidad de los resultados queda comprometida. M$%68 9l frasco de medida está cargado electrostáticamente. 9stas cargas son formadas por fricción o durante el transporte de los materiales, especialmente si son en gránulos o en polvo. +i el aire está seco "umedad relativa menor que >0?- estas cargas electrostáticas quedan retenidas o son dispersas lentamente. Los errores de medida ocurren por fuerzas de atracción electrostática que act'an entre la muestra & el ambiente. +i la muestra & el ambiente están ba8o el mismo efecto de cargas el)ctricas de misma se6al :F o /< "a& repulsión, mientras que ba8o el efecto de cargas opuestas :F & /< se observan atracciones.

A##%ne( #e#$%6!(8 umentar la "umedad atmosf)rica utilizando un "umidi%cador o por a8ustes apropiados en el sistema de aire acondicionado "umedad relativa ideal* >5/@0?-. !escargar las fuerzas electrostáticas, poniendo el frasco de medida en un recipiente de metal, antes de la medida del peso. $onectar la balanza a un Dcable tierraD e%ciente.

M!gne$%(, E/e#$ 4(e6!'8  ba8a reproducibilidad. 9l resultado de la medida del peso de una muestra metálica depende de su posición sobre el plato de la balanza. M$%68 +i el material es magn)tico e8.* "ierro, acero, níquel, etc.- puede estar ocurriendo atracción mutua con el plato de la balanza, & pueden estar siendo creadas fuerzas que originen una medida falsa.

A##%ne( #e#$%6!(8 +i posible, desmagnetizar las muestras "ierro magn)ticas. $omo las fuerzas magn)ticas disminu&en con la distancia, separar la muestra del plato usando un soporte no/magn)tico e8* un G)cquer bocaba8o o un soporte de aluminio-.

3sar el ganc"o superior del plato de la balanza, cuando lo "a&a.

:!6%$!#%2n E/e#$ 4(e6!'8 el valor del peso varía de acuerdo con la latitud. $uanto más cerca del ecuador, ma&or la fuerza centrífuga debida a la rotación de la tierra, que se contrapone a la fuerza gravitacional. sí, la fuerza actuando sobre una masa es ma&or en los polos que en el ecuador. Las medidas dependen además de la altitud en relación al nivel del mar más eactamente, en relación al centro de la tierra-. $uanto más alto, menor la atracción gravitacional, que disminu&e con el cuadrado de la distancia.

A##%ne( #e#$%6!(8 2edidas diferenciales o comparativas o de precisión, "ec"as en distintas latitudes e8.* en el piso ba8o o en otros pisos de un mismo edi%cio- deben de ser corregidas.

E,)&;e E/e#$ 4(e6!'8 el resultado de una medida del peso "ec"a a presión atmosf)rica no es el mismo que al vacío. M$%68 este fenómeno es eplicado por el principio de rquímedes, seg'n el cual Dun cuerpo sufre una p)rdida de peso igual al peso de la masa del medio que es deslocado por )lD. $uando se mide el peso de materiales mu& densos e8* Hg- o poco densos e8* agua-, deben de ser "ec"as correcciones, en favor de la precisión.

A##%ne( #e#$%6!(8 2edidas diferenciales o comparativas o de muc"a precisión, efectuadas en días distintos, deben siempre ser corregidas con relación al empu8e, teni)ndose en cuenta la temperatura, la presión & la "umedad atmosf)rica. Los traba8os corrientes de laboratorio normalmente dispensan estas acciones.

TIPOS DE PESADA !irecta permite conocer la masa directamente- e Indirecta se obtiene por diferencia de masa-

1.< CONSULTA 1.