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CIENCIAS AMBIENTALES

KAREN SOFIA ROJAS BRAVO DIANA CAROLINA RAMIREZ CARRILLO ANA MARIA TORRES VELEZ

UNIDADES DE MEDIDA MASA Y VOLUMEN KAREN SOFIA ROJAS BRAVO DIANA CAROLINA RAMIREZ CARRILLO ANA MARIA TORRES VELEZ1 Martes, 19 de marzo de 2019

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Estudiantes curso CIENCIAS AMBIENTALES

RESUMEN

En el siguiente informe se darán detalles de cómo se realizó el laboratorio unidades de medida masa y volumen, con elementos como la probeta, pipeta, beaker, balón aforado y una moneda de doscientos pesos con los que se pudo concluir cuál de los materiales son más exactos para la medición, se aprendió paso por paso como se saca el porcentaje de error de unos instrumentos y de una densidad en la medición. Palabras Clave: procedimientos, análisis, masa, volumen y densidad.

ABSTRACT The following report shall give details of how the laboratory was carried out units of mass and volume with elements such as the test piece, pipette, breaker, volumetric balloon and a coin of two hundred pesos with which it was possible to conclude which of the materials are more accurate for the measurement, we learned step by step how to extract the error percentage of instruments and a density in the measurement. Key Words: procedures, analysis, mass, volume and density.

1. INTRODUCCIÓN EL presente trabajo tiene la finalidad de dar a conocer las unidades de medida MASA Y VOLUMEN; para lo cual hablaremos de la importancia de la medición en la materia, como bien se sabe la materia se presenta en su estado físico como gas, líquido o sólido, y su composición puede ser compuesta o mezcla. (Theodore L. Brown Bruce E. Bursten H. Eugene LeMay, ((2009)) NOVENA EDICION) Para su medición es indispensable tener en cuenta su estado a fin de saber emplear el objeto y la forma de medición; por ejemplo, cuando una sustancia es líquida se mide el volumen en un recipiente donde se pueda introducir como son los Beaker, probetas, etc. Cuando se mide la Facultad de Ciencias Plantilla para presentación de trabajos escritos

masa es en un sólido, como por ejemplo la moneda. Para conocer más a fondo a cerca de las formas empleadas, veamos cómo se mide la densidad, para lo cual debemos medir el volumen y la masa; en relación con el volumen; (espacio que ocupa un cuerpo) y masa (Es la cantidad de materia contenida en un cuerpo); también veremos su unidad de medida como son en el volumen (litros, mililitros) y en la masa (kilogramos, gramos y miligramos). En el presente laboratorio veremos cómo se mide el volumen de un líquido en diferentes recipientes como son: beaker, probeta, pipeta y balón. En donde se observó la maleabilidad de la materia al introducirse en los diferentes Página 1 de 6

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recipientes y en donde se percibió que el volumen cambia de acuerdo al recipiente que se empleó.

El volumen por regla general se mide en litros. También desarrollaremos la medición de la masa en una moneda, la cual se realizó en una balanza, en diferentes posiciones dentro del plato de pesaje; la cual se pudo constatar que su medición varía de acuerdo a su sitio de medición.

La masa se mide en KILOGRAMOS, MILIGRAMOS Y GRAMOS. En ambos ejemplos realizados en el laboratorio se empleó 3 maneras diferentes de medición a fin de evaluar su margen de error que presenta dicho planteamiento. Miraremos cuál de las dos mediciones es más susceptible de error que la otra. SECCIÓN EXPERIMENTAL Las ciencias experimentales como la química se basan en la obtención de información por medio de la observación de los fenómenos que ocurren en la Facultad de Ciencias Plantilla para presentación de trabajos escritos

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naturaleza. Muchas de las propiedades de estos fenómenos son cuantitativas; es decir, están asociadas a números. Cuando un numero representa una cantidad medida, siempre debemos especificar las unidades de esa cantidad (Brown, 2004, pág. 13) teniendo en cuenta el sistema métrico actualizado, denominado sistema internacional (SI) (Burns, 2011, pág. 36); para este laboratorio utilizamos las unidades básicas de masa que se definen como kilogramo (Kg), gramo (g), miligramo (mg) y las de volumen que se definen como litro (L), mililitro (mL), centímetro cubico (cm^3) y metro^3. En el análisis también se debe tener en cuenta cuales instrumentos de laboratorio son aforados o volumétricos, si estos nos permiten obtener resultados más exactos o precisos y la incertidumbre en la medición que puede ser el resultado de errores del equipo implementado, o errores humanos. Procedió a medir 10mL y 50mL de agua en diferentes instrumentos volumétricos como la probeta 100mL, el beaker 50mL, el balón aforado 100mL, la pipeta graduada 10mL y la pipeta aforada 10mL para identificar que objetos nos dan una mejor medición y con este resultado hacer la respectiva conversión para pasarlos de mililitros (mL) a litros (L). Luego se determinó la masa de una moneda y un beaker 50mL mediante tres mediciones en la balanza analítica para así poder promediar los valores con ( 1+ 2+ 3= ÷ ú ) y realizar la conversión de gramos (g) a kilogramos (Kg) y miligramos (mg) a través del factor de conversión. Por último se determinó la masa de una probeta 100mL vacía y luego con 50mL de agua y un picnómetro de 10mL vacíos, y lleno de agua, para poder hallar la masa del agua por diferencia de masas y con estos datos calcular la densidad sabiendo que densidad es igual a masa sobre volumen ( = ) (Brown, 2004, pág. 17) y sacar el porcentaje de error de la densidad calculada con (valor exacto – valor aproximado, dividido

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en valor exacto * 100%); adicional a esto se tomó un sólido (moneda) se masó solo, enseguida se colocó en el interior de una probeta 100mL con 50 mL de agua y con esto se halló el volumen con diferencia de volúmenes, se encontró su densidad y el porcentaje de error de la densidad.

2. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Con base a la actividad realizada en el laboratorio, hicimos uso de diferentes elementos de medición y presentamos a continuación cada ejercicio desarrollado con su respectivo análisis de acuerdo a la información obtenida a partir de estos. 1. MEDIDAS DE VOLUMEN a) Medimos 50 mL de agua en un beaker y pasamos el contenido a una probeta de 100 mL. Tabla 1

Volumen de agua en la probeta en mL 49 mL

Conversión de mL a L 49 mL

1L 1000 mL

Volumen de agua en la probeta en L 0.049 L

Al pasar los 50 mL de agua del beaker a la probeta de 100 mL podemos observar que la medida está por debajo de los 50 mL. Las probetas nos muestran medidas aproximadas de volúmenes, por esta razón nos da una medida diferente a la que inicialmente teníamos en el beaker. Para mayor exactitud se recomienda usar instrumentos como por ejemplo la pipeta. En la Tabla 1 realizamos el procedimiento de conversión del volumen del agua en mL a L multiplicando la cantidad de agua que obtuvimos en la probeta por 1 Litro de agua y este resultado lo dividimos entre 1000 mL que es a lo que equivale 1 L, de esta forma obtenemos la respuesta en Litros. Facultad de Ciencias Plantilla para presentación de trabajos escritos

b) Medimos 10 mL de agua en una probeta y succionamos el contenido (con una pera pipeteadora) en una pipeta de 10 mL. Tabla 2

Volumen de agua en Conversión la pipeta mL a L en mL 10 mL

10 mL

de

1L 1000 mL

Volumen de agua en la pipeta en L 0,01 L

En la Tabla 2, igual que el procedimiento anterior (verTabla 1) realizamos la conversión de mL a L. Este ejercicio lo hicimos con dos pipetas. Al pasar 10 mL de agua de una probeta a una pipeta graduada nos da la media exacta de 10 mL. Al pasar 10 mL de agua de una probeta a una pipeta aforada observamos que la medida está por debajo de 10 mL. Lo anterior nos permite afirmar que la pipeta graduada es uno de los elementos volumétricos más exactos. c) Medimos 100 mL de agua en una probeta y pasamos el contenido a un balón de 100 mL. Al pasar los 100 mL de agua de la probeta al balón, pudimos observar que este sobrepasaba el aforo de 100 mL. Para este caso, el matraz o balón aforado que utilizamos nos arroja un resultado estimado y no preciso.

2. MEDIDAS DE MASA a) Medimos la masa de una moneda en una balanza 3 veces, promediamos los valores y convertimos el resultado a Kg y mg.

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3. MEDIDAS DE DENSIDAD

Tabla 3

Masa Masa Pesos promedi promedio de la o de la de la moneda moneda moneda en g en g en Kg 7,22g 1Kg 1000g 7,22g 7,22g 7,23g

7,22g

=7,22x 10−3 Kg

Masa promedio de la moneda en mg

a) Determinamos la masa de una probeta de 100mL, tomamos su resultado, luego la llenamos con agua hasta los 50mL y volvimos a pesar la probeta llena, encontramos la masa del agua por diferencias de masas y calculamos la densidad.

7,22g 1000 mg 1g

Tabla 5

= 7220mg

La masa promedio de la moneda será el peso que más se repita en el número de muestras tomadas. La calculamos sumando las cantidades obtenidas y dividiendo el resultado entre el número de muestras tomadas, en este caso 3 veces como se muestra en la Tabla 3. El resultado en cualquiera de las tres unidades de medida será el mismo resultado, únicamente cambia la notación científica. b) Determinamos la masa de un beaker en una balanza 3 veces, promediamos los valores y convertimos el resultado en Kg y mg. Tabla 4

Pesos del beaker en g

31,38g 31,39g 31,38g

Masa prome Masa Masa promedio dio del promedio del del beaker en mg beaker beaker en Kg en g 31,38g 1Kg 31,38g 1000mg 1000g 1g 31,38g

=0,03138Kg

=31380mg

Masa de Masa de la la probeta con Masa del agua probeta agua vacía 147,51g

198,27g

Volumen Densidad del agua d=m v d= 50,76g 50 mL 50 mL =1,0152g/mL

198,27g - 147,51g

= 50,76g % de error de la densidad calculada 50,76g – 50mL X100% 50,76g =1,49%

Al calcular la masa del agua vemos que es mayor al resultado de su volumen. El experimento nos muestra que la densidad del agua es casi 1 g/mL esto se da por la relación de masa – volumen. Como se muestra en la Tabla 5, el porcentaje de error para este caso es despreciable. Lo calculamos tomando el valor exacto menos el valor aproximado, dividimos por el valor exacto y el resultado lo multiplicamos por 100. b) Determinamos la masa de un picnómetro vacío, luego lo llenamos con 10 mL de agua y lo volvimos a pesar, encontramos la masa del agua por diferencias de masas y calculamos la densidad.

En este ejercicio calculamos la masa promedio de un beaker realizando el mismo procedimiento del ejercicio anterior (verTabla 3). En ambos casos, la balanza alcanza una gran precisión en sus medidas.

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Tabla 6

Para este ejercicio observamos que incrementa solo 1mL de agua al agregar la moneda a la probeta. Esto se debe al peso de la moneda y a que su densidad es alto. El porcentaje de error no es significativo.

Masa del Masa del picnómetro picnómetro Masa del agua vacío con agua 13,65g Volumen del agua

10mL

23,55g Densidad 9,9g 10mL = 0,99g/mL

9,9g % de error de la densidad calculada

3. CONCLUSIONES

|9,9–10 mL| X 100% |9,9|

Identificamos los principales elementos de laboratorio que se utilizan para medir unidades de masa y volumen.

=1,01% Este ejercicio es muy similar al ejercicio anterior (ver Tabla 5). Para este caso la masa del agua es, por muy poco, menor a su volumen. El porcentaje de error es despreciable y en este caso usamos valor absoluto, en donde el resultado pasa de ser -1,01% a 1,01% (los negativos se vuelven positivos).

Durante los ejercicios realizados cualquier residuo sólido o líquido en la toma de la muestra influye en los resultados. Sin embargo, las medidas siempre serán inexactas en menor o en mayor significado. Cuando un numero representa una cantidad medida, debemos especificar las unidades de esa cantidad por medio del sistema internacional (SI)

c) Determinamos la masa de un sólido, en este caso de una moneda, evaluamos su volumen con la probeta llena hasta los 50mL, encontramos el volumen de la moneda por diferencias de volúmenes y calculamos su densidad.

La masa promedio la calculamos sumando las cantidades obtenidas y dividiendo el resultado entre el número de muestras tomadas.

Tabla 6

Masa del sólido (moneda)

Volumen inicial de la probeta

7,22g

50mL

Volumen del sólido (moneda)

Densidad 7,22g 1mL

1mL = 7,22 g/mL

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El porcentaje de error no es muy significativo con los elementos trabajados en esta actividad.

Volumen final de la probeta con el sólido (moneda)

El valor exacto lo tomamos del valor que nos arroja el resultado y el valor aproximado es el valor que deseamos obtener.

51mL

El elemento volumétrico más preciso utilizado en esta práctica fue la pipeta graduada y la balanza para los casos de medición de masa.

% de error de la densidad calculada

1,96% .

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4. BIBLIOGRAFÍA

Atkins, P. (1997). Química General. Omega SA. Brown, T. (2004). Química la ciencia central. Mexico: Pearson. Burns, R. (2011). Fundamentos de química. Mexico: Pearson educación. Chang, R. (2013). Química. México: McGraw Hill. Hewitt, P. G. (2004). Física conceptual (9 Ed ed.). México: Pearson. Montgomery, D. (2002). diseño y análisis de experimentos (segunda ed.). México: Limusa Wiley. Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2005). Física para ciencias e ingeniería (Vol. 6). Thomson. Steel, R., & Torrie, J. (1985). Bioestadística: Principios y procedimientos (Primera ed.). Bogotá: McGraw-Hill. Theodore L. Brown Bruce E. Bursten H. Eugene LeMay, J. J. ((2009)). Quimica la ciencia central novena edicion. Mexico: pearson Atkins, P. (1997). Química General. Omega SA.

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