Tp calibración de material volumétrico - FCEN Inorgánica I

Calibrado de material volumétrico

María Sofía Amarilla e Inés Beckerman

Grupo 123 del turno 6 de laboratorio

Química General e Inorgánica I

Fecha de entrega: 18/08/15

Resumen

En este trabajo práctico se estudió la exactitud y la precisión de cuatro instrumentos de medición volumétrica de uso corriente en el laboratorio –una pipeta aforada de 10 ml, una pipeta graduada de 10 ml, una probeta de 50ml y un vaso de precipitados de 250 ml-. Esto fue posible gracias a la elaboración de la curva gaussiana de cada material, a partir del previo cálculo de la media y de la desviación estándar de una serie de diez volúmenes medidos con cada instrumento –obtenidos a partir del pesaje de estos volúmenes y de la transformación a volumen de cada masa obtenida, teniendo en cuenta la densidad del líquido a la temperatura a la que este se encontraba-.

Introducción

Cada instrumento de medición siempre tiene asociado un cierto error. El error de un instrumento se clasifica en error aleatorio –dado por distintos factores indeterminados, es posible estudiarlo por métodos estadísticos justamente por su naturaleza aleatoria y afectan a la precisión de un resultado- y en error sistemático –con un valor definido y una causa asignable, que puede ser el método de medición, el instrumento y/o el error humano, y afecta a la exactitud del resultado-.

Para conocer la precisión y la exactitud de un determinado elemento de medición es necesario realizar previamente un proceso llamado calibración por el cual el operario se asegura de determinar si la cantidad real medida por el instrumento es la misma indicada en su escala, y cuál es el error asociado al instrumento. Con este objetivo, pueden obtenerse variables como la media de una muestra de medidas (el valor medio), dada por la ecuación

                                                (1)[pic 1]

donde N es el número de datos del que se dispone, y la desviación estándar de la muestra (que indica que, cuanto más pequeña sea, más agrupados están los datos alrededor de la media), dada por la ecuación

                                        (2)[pic 2]

Si se considera que todo error es aleatorio, y por lo tanto se descarta la posibilidad de que haya errores sistemáticos, los datos medidos se distribuyen simétricamente a ambos lados de la media, formando una curva gaussiana (curva que refleja la probabilidad de que un dato aparezca; por ejemplo, en este caso, la probabilidad de que un volumen sea medido con el instrumento de la curva en cuestión). En este trabajo práctico se construirán las curvas gaussianas de los cuatro instrumentos, y se las podrá comparar conociendo que cuanto más cercano al valor ideal de volumen sea el pico de la curva gaussiana de un instrumento, más exacto será el instrumento de medición; y, cuanto más abrupta sea la caída de esta curva, más preciso será el instrumento.

En este trabajo se buscó calibrar cuatro elementos de medición (una pipeta aforada, una pipeta graduada, una probeta y un vaso de precipitados), para lo cual se midieron diez volúmenes sucesivos de agua destilada con cada uno de ellos, se determinó la masa de masa correspondiente a cada una de esos volúmenes, y se utilizó la densidad del líquido para calcular el volumen, sabiendo que

                                                                (3)[pic 3]

Es importante aclarar que la temperatura es un factor influyente en la calibración de los instrumentos de medición debido a que modifica tanto la densidad del líquido medido como el volumen del instrumento (los instrumentos con los que se trabajó son todos de vidrio, material que se dilatan con altas temperaturas y se contraen con temperaturas más bajas). Es por esto que cada calibración debe ser realizada a una temperatura específica y, por lo tanto, el material debe ser vuelto a calibrar antes de ser usados a temperaturas diferentes. En este trabajo se tuvo en cuenta, para la ecuación 1, la densidad del agua a la temperatura a la cual se trabajó (23,2 °C).

Procedimiento experimental

Los instrumentos volumétricos calibrados fueron una pipeta graduada de 10ml, una pipeta aforada de 10ml, una probeta de 50ml y un vaso de precipitados de 50 ml. Para ello se utilizaron también dos vasos de precipitados de 250 ml, agua destilada, un termómetro y una balanza granataria. Sin embargo, a cada grupo se le asignó un solo instrumento de medición para calibrar (en nuestro caso fue la pipeta graduada), por lo que los datos de los otros tres instrumentos se obtuvieron de otros grupos.

En primer lugar se procedió a lavar y secar los instrumentos a utilizar, para luego llenar un vaso de precipitados de 250 ml con agua destilada. Se midió la temperatura con la ayuda de un termómetro. Por otro lado, se colocó otro vaso de precipitados de 250 ml en una balanza granataria y se llevó la tara a cero, con el fin de no contemplar la masa del vaso de precipitados en las mediciones siguientes (y que por lo tanto lo que indicara la balanza fuese solamente el peso del agua contenida dentro del mismo). Se prosiguió a medir 10 ml de agua destilada –el agua contenida en el vaso de precipitados- con la pipeta graduada, y se descargaron estos 10 ml en el vaso de precipitados que se encontraba sobre de la balanza. Se registró la masa obtenida en el cuaderno de laboratorio. Luego, se volvió a tarar la balanza, para repetir  la medición con unos nuevos 10 ml de agua destilada. Este proceso se realizó diez veces, obteniendo de esta manera diez masas, correspondientes a diez volúmenes medidos con la pipeta graduada. Estos datos fueron volcados a una planilla de Excel.

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