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Ejercicios practicas para apoyo, Ejercicios de Programación C

Apoyo como material de estudio

Tipo: Ejercicios

2022/2023

Subido el 15/02/2023

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06 DE FEBRERO DE 2023 – (MEC – LAB 7)
PRÁCTICA N° 2: MEDIDAS EN EL LABORATORIO Y TRATAMIENTO DE DATOS
EXPERIMENTALES
Nicolas Fernando García Martín1, Lina Alejandra Castiblanco Carrillo2, Sergio
Alejandro Martínez Moncada3
1,2Departamento de Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Militar Nueva Granada.
RESUMEN: En este informe se quiere dar a conocer cada uno de los mariales y equipos que se utilizan
en un laboratorio, para poder medir y realizando datos experimentales. Para dicha práctica se realizó el
cálculo de la masa de un mililitro de agua tanto en la balanza analítica como en la balanza de plato
externo, determinando la precisión de medidas en los diferentes instrumentos. Para esta práctica se
aprendió a manejar la bureta, pipeta aforada y la pipeta graduada, teniendo en cuenta su capacidad de
volumen y donde se encontraba el menisco, en cada uno de los materiales mencionados anteriormente.
Interpretando y conociendo cada una de las escalas en los instrumentos para determinar magnitudes de
masa y volumen, y a su vez la importancia de las cifras significativas, de acuerdo con las medidas que
se iban realizando durante la práctica. En base a esto se tuvieran en cuenta cada una de las
indicaciones para poder obtener los datos experimentales de forma correcta, verificando que cada uno
de los procesos se estuvieran realizando en la forma que se estaba solicitando.
ABSTRACT: In this report we want to make known each of the materials and equipment used in a
laboratory, to measure and carry out experimental data. For this practice, the calculation of the mass of
a milliliter of water was carried out both in the analytical balance and in the external plate balance,
determining the precision of measurements in the different instruments. For this practice, they learned
to handle the buret, volumetric pipette and graduated pipette, considering their volume capacity and
where the meniscus was located, in each of the materials mentioned above. Interpreting and knowing
each of the scales in the instruments to determine magnitudes of mass and volume, and in turn the
importance of significant figures, according to the measurements that were being made during practice.
Based on this, each of the indications was considered to obtain the experimental data correctly, verifying
that each of the processes were being carried out in the way that was being requested.
Objetivos
Objetivo General
Aprender a determinar las magnitudes masa y
volumen, estableciendo la exactitud y precisión
asociadas de las medidas realizadas en el
laboratorio.
Objetivos Específicos
- Interpretar y leer escalas de instrumentos
de laboratorio para determinar las
magnitudes de masa y volumen.
- Reconocer y aprender el correcto uso del
material de laboratorio de vidrio,
identificando el material no volumétrico y
volumétrico, tanto aforado como
graduado.
- 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 significativas, de acuerdo con las
medidas tomadas en el laboratorio y
redondeo adecuado a las operaciones a
partir de toma de datos de laboratorio.
Marco teórico
Mediciones en Química
Siempre que se va a realizar alguna
medida, se deben tener claros algunos 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. A una
magnitud específica de un objeto que se quiera
medir se le llama mesurando. El objetivo de una
medición es comparar y determinar el valor del
mesurando. Este proceso requiere de la elección
de instrumentos de medición y así mismo es
necesario especificar las unidades de medición a
emplear. (Acosta & Cerón, 2018)
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06 DE FEBRERO DE 2023 – (MEC – LAB 7)

PRÁCTICA N° 2: MEDIDAS EN EL LABORATORIO Y TRATAMIENTO DE DATOS

EXPERIMENTALES

Nicolas Fernando García Martín^1 , Lina Alejandra Castiblanco Carrillo^2 , Sergio

Alejandro Martínez Moncada^3

1,2Departamento de Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Militar Nueva Granada. RESUMEN: En este informe se quiere dar a conocer cada uno de los mariales y equipos que se utilizan en un laboratorio, para poder medir y realizando datos experimentales. Para dicha práctica se realizó el cálculo de la masa de un mililitro de agua tanto en la balanza analítica como en la balanza de plato externo, determinando la precisión de medidas en los diferentes instrumentos. Para esta práctica se aprendió a manejar la bureta, pipeta aforada y la pipeta graduada, teniendo en cuenta su capacidad de volumen y donde se encontraba el menisco, en cada uno de los materiales mencionados anteriormente. Interpretando y conociendo cada una de las escalas en los instrumentos para determinar magnitudes de masa y volumen, y a su vez la importancia de las cifras significativas, de acuerdo con las medidas que se iban realizando durante la práctica. En base a esto se tuvieran en cuenta cada una de las indicaciones para poder obtener los datos experimentales de forma correcta, verificando que cada uno de los procesos se estuvieran realizando en la forma que se estaba solicitando. ABSTRACT: In this report we want to make known each of the materials and equipment used in a laboratory, to measure and carry out experimental data. For this practice, the calculation of the mass of a milliliter of water was carried out both in the analytical balance and in the external plate balance, determining the precision of measurements in the different instruments. For this practice, they learned to handle the buret, volumetric pipette and graduated pipette, considering their volume capacity and where the meniscus was located, in each of the materials mentioned above. Interpreting and knowing each of the scales in the instruments to determine magnitudes of mass and volume, and in turn the importance of significant figures, according to the measurements that were being made during practice. Based on this, each of the indications was considered to obtain the experimental data correctly, verifying that each of the processes were being carried out in the way that was being requested. Objetivos Objetivo General Aprender a determinar las magnitudes masa y volumen, estableciendo la exactitud y precisión asociadas de las medidas realizadas en el laboratorio. Objetivos Específicos

  • Interpretar y leer escalas de instrumentos de laboratorio para determinar las magnitudes de masa y volumen.
  • Reconocer y aprender el correcto uso del material de laboratorio de vidrio, identificando el material no volumétrico y volumétrico, tanto aforado como graduado.
  • 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 significativas, de acuerdo con las medidas tomadas en el laboratorio y redondeo adecuado a las operaciones a partir de toma de datos de laboratorio. Marco teórico Mediciones en Química Siempre que se va a realizar alguna medida, se deben tener claros algunos 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. A una magnitud específica de un objeto que se quiera medir se le llama mesurando. El objetivo de una medición es comparar y determinar el valor del mesurando. Este proceso requiere de la elección de instrumentos de medición y así mismo es necesario especificar las unidades de medición a emplear. (Acosta & Cerón, 2018)

Incertidumbre La incertidumbre de la medición según establece el vocabulario internacional de metodología, es un parámetro no negativo que caracteriza a la dispersión de los valores atribuidos a un mesurando, a partir de la información que se utiliza. La incertidumbre es un valor que se determina en métodos cuantitativos, como una medida de dispersión que generalmente corresponde a la desviación típica o la raíz cuadrada de la varianza del mesurando como la magnitud que se intenta medir. (Betancourt, 2013) Errores Experimentales Los errores se pueden clasificar en 2 grandes grupos: errores sistemáticos y errores accidentales. Se denomina error sistemático a aquel que es constante a lo largo de todo el proceso de medida y, por tanto, afecta a todas las medidas de un modo definido y es el mismo para todas ellas. Estos errores tienen siempre un signo determinado y las causas probables pueden ser:  Errores instrumentales.  Error personal.  Errores de método de medida. Se denominan errores accidentales a aquellos que se deben a las pequeñas variaciones que aparecen entre observaciones sucesivas realizadas por el mismo observador y bajo las mismas condiciones. Las variaciones no son reproducibles de una medición a otra y se supone que sus valores están sometidos tan solo a las leyes del azar y que sus causas son completamente incontrolables para un observador. (I-errores, s/f) Cálculo de Errores Siempre que se realiza una medición o la estimación de la magnitud , se comete un error se distinguen 2 tipos de errores:  El error absoluto, Ɛ, se define como la diferencia positiva entre el valor real, x̄, De una determinada magnitud y el valor

estimado, xi.

Ɛ =|¯ x − xi |

 El error relativo , Ɛr , se define como el

cociente del error absoluto y el valor real, x̄, la magnitud se puede expresar en % o en tanto por 1.

|¯ x − xi |

¯ x

Cálculo de Errores 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, ocurre en soluciones acuosas. (BRAND, s/f) Resultados y discusión de resultados Registro de medidas de volumen En esta primera practica se pudo observar las capacidad máxima y tolerancia de los diferentes materiales volumétricos, también se tomaron datos de las balanzas utilizadas en el experimento, las observaciones son:

  • Bureta (25 ml): Grado de incertidumbre

± 0.05ml.

  • Balón aforado(100ml): Grado de

incertidumbre ± 0.100ml.

  • Balón aforado(50ml): Grado de

incertidumbre ± 0.06ml.

  • Balón aforado(25ml): Grado de

incertidumbre ± 0.04ml.

  • Probeta(100ml): Grado de incertidumbre

± 1ml.

  • Probeta(50ml): Grado de incertidumbre

± 0.5ml.

  • Pipeta graduada(10ml): Grado de

incertidumbre ± 0 .1ml.

  • Pipeta graduada(5ml): Grado de

incertidumbre ± 0 .030ml.

  • Pipeta aforada(10ml): Grado de

incertidumbre ± 0 .02ml.

  • Pipeta aforada(5ml): Grado de

incertidumbre ± 0 .015ml.

  • Balanza de plato externo: Grado de

incertidumbre ± 0 .01g.

  • Balanza analítica: Grado de incertidumbre

± 0.0001g.

determinamos la masa del vaso, en las dos balanzas para obtener estos resultados: balanza

plato externo (57.80± 0.01)g y en la balanza

analítica (57.8034± 0.0001)g, sin descartar el

contenido del vaso agregamos 10ml más, repetimos este proceso 8 veces, también calculamos la diferencia entre las lecturas con las siguientes formulas:

  • Balanza de plato externo:

Δv= (67.81 - 57.80)g = (10.01 ± 0.01)g

Δv= (77.80 - 67.81)g = (9.99 ± 0.01)g

Δv= (86.09 - 77.80)g = (8.29 ± 0.01)g

Δv= (96.09 - 86.09)g = (10.00 ± 0.01)g

Δv= (105.97 - 96.09)g = (9.88 ± 0.01)g

Δv= (115.78 - 105.97)g = (9.

± 0.01)g

Δv= (125.79 - 115.78)g = (10.

± 0.01)g

Δv= (135.22 - 125.79)g = (9.

± 0.01)g

  • Balanza analítica: Δv= (67.7909 - 57.8034)g = (9.

± 0.0001)g

Δv= (77.8035 - 67.8109)g = (9.

± 0.0001)g

Δv= (86.0800 - 77.8035)g = (8.

± 0.0001)g

Δv= (96.0100 - 86.0800)g = (9.

± 0.0001)g

Δv= (105.9552 - 96.0100)g = (9.

± 0.0001)g

Δv= (115.8054-105.9552)g = (9.

± 0.0001)g

Δv= (125.7861-115.8054)g = (9.

± 0.0001)g

Δv= (135.2409-125.7861)g = (9.

± 0.0001)g

Determinamos la exactitud y precisión en base a estos datos, los resultados fueron En la balanza de plato externo encontramos los siguientes datos:

  • Media aritmética: 9.68g.
  • Desviación estándar: 0.59g.
  • Error relativo: 3.20% En la balanza analítica encontramos lo siguiente:
  • Media aritmética: 9.6773g.
  • Desviación estándar: 0.5934g.
  • Error relativo: 3.23% Con base a esto podemos decir que la pipeta aforada posee una exactitud de 3.2%, sin embargo, la incertidumbre proporcionada por el instrumento(0.02ml) es diferente a los datos encontrados en el estudio (9.68g) en este caso la diferencia entre el valor real y el aritmético es bastante grande. En este experimento la balanza de plato externo fue la más exacta y la analítica la más precisa. Figure 3: Pipeta aforada de 10ml. Medidas de Masa (precisión y exactitud para Pipeta Graduada) En la última práctica también se utilizó el mismo vaso de Erlenmeyer después de limpiarlo, vaciarlo y secarlo, Después de hacer esto, en una pipeta graduada tomamos 10ml de agua y la agregamos al vaso. Otra vez determinamos la masa del vaso, en las dos balanzas para obtener estos resultados: balanza plato externo

(58.15± 0.01)g y en la balanza analítica

(58.1413± 0.0001)g, sin descartar el contenido

del vaso agregamos 10ml más, repetimos este proceso 8 veces, también calculamos la diferencia entre las lecturas con las siguientes formulas:

  • Balanza de plato externo:

Δv= (63.08 - 58.15)g = (4.93 ± 0.01)g

Δv= (68.12 - 63.08)g = (5.04 ± 0.01)g

Δv= (73.07 - 68.12)g = (4.95 ± 0.01)g

Δv= (77.91 - 73.07)g = (4.84 ± 0.01)g

Δv= (82.87 – 77.91)g = (4.96 ± 0.01)g

Δv= (87.89 – 82.87)g = (5.02 ± 0.01)g

Δv= (92.91 – 87.89)g = (5.02 ± 0.01)g

Δv= (97.82 – 92.91)g = (4.91 ± 0.01)g

  • Balanza analítica: Δv= (63.0763 - 58.1413)g = (4.

± 0.0001)g

Δv= (68.1164 - 63.0763)g = (5.

± 0.0001)g

Δv= (73.0782 - 68.1164)g = (4.

± 0.0001)g

Δv= (77.9078 – 73.0782)g = (4.

± 0.0001)g

Δv= (82.8752 - 77.9078)g = (4.

± 0.0001)g

Δv= (87.8837– 82.8752)g = (5.

± 0.0001)g

Δv= (92.9163 – 87.8837)g = (5.

± 0.0001)g

Δv= (97.8113 – 92.9163)g = (4.

± 0.0001)g

Realizamos la toma de daros para calcular la exactitud y precisión nuestros resultados son: En la balanza de plato externo encontramos los siguientes datos:

  • Media aritmética: 4.96g.
  • Desviación estándar: 0.07g.
  • Error relativo: 0.80% En la balanza analítica encontramos lo siguiente:
  • Media aritmética: 4.9588g.
  • Desviación estándar: 0.0716g.
  • Error relativo: 0.82% Con base a esto podemos decir que la pipeta graduada posee una exactitud de 0.8%, la incertidumbre proporcionada por el instrumento(0.1ml) concuerda con los datos encontrados en el estudio (9.68g) en este caso la diferencia entre el valor real y el aritmético está dentro de los parámetros dados por el instrumento. En este experimento la balanza analítica fue la más precisa y la de plato externo la más exacta. Figure 4: Pipeta graduada 10ml. Conclusiones  Con base en la práctica realizada aprendimos a determinar las magnitudes masa y volumen, estableciendo la exactitud y precisión asociadas de las medidas realizadas en el laboratorio, gracias a esto podemos reportar datos de medición de manera más confiable.  Realizamos la toma de datos y gracias a las instrucciones del profesor aprendimos a utilizar los diferentes instrumentos de medición, determinar cuál es la incertidumbre de cada instrumento, reportar y redondear las medidas que estos nos arrojan, también conocimos las diferentes clases de error que se presentaron. Por tanto, todos los objetivos planteados se lograron satisfactoriamente.

Referencias

(1)Acosta & Cerón. (2018,enero 31). Práctica No 2 Medidas en el laboratorio y tratamiento de datos experimentales-Documentos de Google. https://docs.google.com/document/d/1FfqvGUgjA w4I94-zl-Keo3W7Q6k67AMUnigCqSKVvE8/edit (2)Betancourt, A. (2013). La incertidumbre asociada al resultado analítico en los laboratorios de ensayo de la rama agropecuaria. Rev. Salud Anim, 35(2), 73–78. http://scielo.sld.cu/pdf/rsa/v35n2/rsa01213.pdf (3)BRAND. (s/f). Aparatos medidores de volumen| BRAND. Recuperado el 2 de febrero de 2023, a partir de https://www.brand.de/es/aplicaciones/trabajar- con-material-volumetrico-en-vidrio (4)I-errores. (s/f). TÉCNICAS AUXILIARES DE LABORATORIO. https://www.ugr.es/~andyk/Docencia/TEB/Errores. pdf