Evaluación de la exactitud y precisión en los instrumentos químicos

Autores: 28 de septiembre de 2016

María Lorena García

Cristian

Informe I:

Evaluación de la exactitud y precisión en los instrumentos químicos

Introducción

Toda persona que quiera comenzar hacer un trabajo práctico sea este construcción, reparación, etc… debe poseer y conocer muy bien las herramientas de trabajo, cual utilizara, la utilidad de esta, la forma de utilizarla, el medio en que se trabaja, cuales serian las dificultades que se podrían presentar y evitarlas, etc...

De la misma manera un investigador para hacer un trabajo experimental en el laboratorio debe saber cuáles serán los instrumentos que utilizara y en este caso conocer cuál será el más exacto y cuál será el más preciso en la medición de agua (H2O).

Tomando en cuenta que exactitud “es la capacidad que posee el instrumento de que el valor obtenido es más cercano al real” 8.2 (ecuación 2) y la precisión es la cercanía que dan los valores en una serie de determinaciones, es decir, repitiendo el experimento obteniendo resultados consistentes (ecuación 1).

Es necesario decir que todo trabajo experimental está sujeto a “una desviación del valor medido de una magnitud física respecto al valor real de dicha magnitud” 8.3... que es lo denominado error, este puede ocurrir debido a las condiciones del entorno, la poca pericia del investigador, el estado de los instrumentos, la mala utilización de estos o por azar. Los errores son calificados como sistemáticos si es producido por condiciones que se pueden evitar o corregir e indeterminado cuando se produce aleatoriamente.

Ya está demostrado que la pipeta volumétrica es la más precisa y exacta, seguida por la bureta, luego el cilindro graduado, y por último el vaso precitado, es decir,

comprobaremos esa información.

Sección experimental

Para la elaboración de la práctica se siguió una serie de pasos que consisten en métodos para reducir los errores sistemáticos o determinados. Antes de comenzar se busca, se revisa y se lavan con agua y jabón los siguientes instrumentos: la balanza, tres vasos de precipitado ( uno de 400 mL y dos de 100 mL, los cuales poseen diferentes pesos), un termómetro, un cilindro de 100 mL, una pipeta volumétrica de 25 mL, y una bureta de 50 mL. Se comienza el experimento, una vez secos los instrumentos, colocando 200 mL de agua corriente en el Beaker de 400 mL, se procede a tomarle la temperatura, en este caso fue una temperatura, al inicio de la experiencia, de 24°C. Se volverá a registrar la temperatura al finalizar el experimento. Se continúa pesando el Beaker de 100 mL, limpio y seco, en la balanza a lo largo de toda la práctica un total de cinco veces.

En el siguiente método se determina la comparación entre exactitud y precisión del cilindro, la pipeta y la bureta, midiendo 25 mL de agua en el cilindro graduado de 100 ml, vertiendo el agua en el beaker de 100 mL (limpio y seco), se pesa el conjunto en la balanza y se anota la medida. Se repite un total de cinco veces. Estos valores determinarán el valor medio de la masa y del volumen. Se repite el mismo experimento con la pipeta de 25 mL. En el caso de la bureta de 50 mL, se realiza el mismo experimento pero con un vaso de precipitado de 100mL de peso más pequeño. Se calculó el volumen promedio para el cilindro, la pipeta y la bureta, y se determinó la desviación estándar.

Para estimar la precisión de la bureta se calcula con diferentes medidas en volúmenes pequeños y volúmenes grandes, vertiendo 10 mL de agua medidos con la bureta en un beaker de 100 mL, limpio y seco, El vaso de precipitado con el contenido se pesara cinco veces. Ahora para evaluar el volumen grande se utiliza 45 mL de agua medidos en la bureta y se repite el proceso anterior. Con el valor registrado se calcula el volumen promedio y se determina la desviación estándar.

Para finalizar, se mide 10 mL de agua en un cilindro de 100 mL, se vierte en una bureta de 50 mL, y se registra el nuevo valor del volumen, Se repite el procedimiento anterior pero para las medidas de 20,30 y 40. Así se comprobará la exactitud del cilindro graduado. Una vez tomado el volumen medido en la bureta como el volumen real, se calcula el error absoluto y el error relativo.

Dibujo I. Pipeta de 25 mL Dibujo 2. Bureta de 50mL Dibujo 3. Cilindro de 100 mL

Tabla de Datos

Tabla I. Precisión de algunos instrumentos de medida.

Instrumento

Precisión

Ejemplo de registro

Balanza

0,01g

11,24 土0,01 g

Bureta 50 ml

0,1 ml

29,6 土0,1 mL

Cilindro 10 ml

0,1 ml

6,3 土 0,1 mL

Pipeta 10 ml

0,02 ml

10,00 土 0,02 mL

Cilindro 100 ml

1 ml

18 土1 mL

Termómetro

1°c

74 土 1 ºC

Resultados

Tabla I. Temperatura y densidad del agua.

T ( 土 .... °C)

( g / ml)

Inicial

(24 土0.5°C)

996,56x10-3

Final

(23 土0.5°C)

996,56x10-3

Promedio

(23,5 土1°C)

996,56x10-3

Evidentemente como se observa en la Tabla I, la diferencia de temperatura es de 1 °C, es decir, no genera cambio alguna en la densidad del agua, por consecuente no genera error en ninguna de las mediciones hechas.

Tabla II. Masa de Beaker de 100 ml

Medida

1

2

3

4

5

Promedio土 s

m(土...g)

59,7 土 0,002

59,8土0,002

59,8土0,01

59,8土0,002

59,8土0,002

59,8土0,005

Se puede observar que la medición de este primer Beaker es igual en 4 de las 5 mediciones, estas mediciones fueron muy precisas y el promedio es igual al valor real asi que es también una medición exacta.

Tabla III. Medida de 25 ml de agua con el cilindro graduado

N°

m(beaker+agua)(土...g)

magua(土...g)

Vx(agua)(土....mL)

Desviación

1

84,1土0,002

24,3土0,002

24,2土0,5

0,5

2

84,1土0,002

24,3土0,002

24,2土0,5

0,5

3

84,1土0,002

24,3土0,002

24,2土0,5

0,5

4

84,1土0,002

24,3土0,002

24,2土0,5

0,5

5

84,1土0,002

24,3土0,002

24,2土0,5

0,5

V promedio土s

...