MEDIDAS DE PESO Y VOLUMEN

Las medidas de peso y volumen son fundamentales en una ciencia experimental como la química. Por lo tanto es importante aprender a usar con propiedad estas medidas haciendo énfasis en la precisión y en las cifras significativas.

La balanza.

La balanza es uno de los instrumentos más importantes en un laboratorio de química. Existen diferentes tipos de balanzas, algunas son de altas precisión del orden 9 del 0.00001 g), llamadas balanzas de precisión o analíticas, empleadas en química analítica, en tanto que otras son de baja precisión y pueden registrar la masa de un objeto con una o dos cifras decimales.

Antes de usar la balanza consulte el manual de operación o pida instrucciones al profesor. A demás tenga presente que, algunas sustancias químicas pueden ser corrosivas y al colorarlas directamente sobre los platillos pueden deteriorarlos. Utilice un papel de filtro, un vidrio de reloj, o cualquier otro recipiente para pesar.

Tratamiento de datos.

Toda operación de medida está sujeta a errores o incertidumbres. La confiabilidad de los resultados de penden de la exactitud del instrumento y del cuidado con que se haga la medición.

Sin embargo siempre se cometerán errores de tipo instrumental y humano. Suponga que se pesa un vaso de precipitados en una misma balanza durante cuatro sesiones diferentes y que se obtuvieron los siguientes resultados, 20.52, 20.45, 20.40 y 20.43 g. Estas diferencias podrían relacionarse con errores instrumentales, o con errores personales. Con una serie de datos como éstos podría preguntarse ¿cuál es el mejor resultado y cuál es la incertidumbre de éste¬. Preguntas como éstas sólo podrán responderse haciendo el tratamiento estadístico de los datos. En este curso, el resultado, R de una serie de medias se reportará como el valor promedio de la serie más o menos el valor de la desviación media dm;

R=(x) ̅+ dm

2.3. La media. La media, media aritmética y promedio son términos sinónimos. Se obtiene dividiendo la suma de los resultados de una serie de medidas por el número de determinaciones; la media de una serie de mediadas como las del ejemplo anterior 20.52, 20.45, 20.40, 20.43, se calcula así:

Media= X ̅= 20.52 + 20.45 +20.40 +20.43

4

2.4. Desviación respecto a la medida d: Consiste en tomar la diferencia; sin tener en cuenta el signo, entre un valor experimental [x) y la media de la serie X:

Desviación respecto a la media = di=Xi –X ̅

Consideremos los siguientes datos:

X1=20,52 X2=20,45 X3=20.40 X4=20.43

La media y las desviaciones respecto a la media serán:

Media= X ̅= 20.52 + 20.45 +20.40 +20.43 = 20.45

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Desviaciones respecto a la media:

d1= 20.52 = X1-X ̅= 20.52-20.45 =-0.07

d2= 20.45 =X2-X ̅= 20.45-20.45 =0.00

d3= 20.40 =X3-X ̅= 20.40-20.45 =-0.005

d4= 20.43 =X4-X ̅= 20.43-20.45 = -0.02

2.5. Desviación media: La desviación promedio o desviación media corresponde a la media aritmética del valor absoluto de las desviaciones individuales:

Desviación media: dm= (d1+d2+d3+……+dn)

N

La desviación media del ejemplo inmediatamente anterior es: dm= (0.07+0.00+0.05+03.02) =0.04

4

Resultado: El resultado de la serie de medidas del ejemplo que hemos venido trabajando es: R=20.45±0.04. Donde 20.45 corresponde al valor promedio de la serie y 0.04 la desviación media.

2.6. Precisión y exactitud: estos dos términos a menudo se confunden y por eso es importante referenciarlos. Una medida puede ser muy precisa y al mismo tiempo, inexacta. Como ejemplo, considérese una serie de tiros al blanco; la exactitud se refiere a lo cerca del centro del blanco donde cae cada litro y la precisión que tan cerca entre si los diversos tiros.

La precisión se refiere a la reproductibilidad o concordancia de los resultados de una serie de medidas que se han realizado de idéntica forma. Existen varios métodos para evaluar la precisión de los resultados de una serie de medidas, como la desviación madia; o la desviación estándar y la varianza.

2.7. Cifras significativas: Siempre que se reporte el resultado de una medición se debe hacer solo con un determinado número de dígitos que indiquen la precisión con la que se hizo la medida.

Considérese por ejemplo, que los números 21,3 y 21,341 corresponden al peso de un objeto medido en dos balanzas deferentes. Según los números,

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