DEFINICIÓN DE VARIABLE

"Una variable es una propiedad, característica o atributo que puede darse en ciertos sujetos o pueden darse en grados o modalidades diferentes. . . son conceptos clasificatorios que permiten ubicar a los individuos en categorías o clases y son susceptibles de identificación y medición". Briones (1987)

1

CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES

Variable Independiente: es aquella característica o propiedad que se supone ser la causa del fenómeno estudiado. En investigación experimental se llama así, a la variable que el investigador manipula.

Variable Dependiente: es la propiedad o característica que se trata de cambiar mediante la manipulación de la variable independiente.

La variable dependiente es el factor que es observado y medido para determinar el efecto de la variable independiente.

2

CLASIFICACIÓN DE LAS VARIABLES

Variables Cualitativas: Son aquellas que se refieren a atributos o cualidades de un fenómeno. Sabino (1989: 80) señala que sobre este tipo de variable no puede construirse una serie numérica definida.

Variable Cuantitativa: Son aquellas variables en las que características o propiedades pueden presentarse en diversos grados de intensidad, es decir, admiten una escala numérica de medición.

3

TIPOLOGÍA DE VARIABLES DE PROCESOS

PRESIÓN

La presión se define como una fuerza aplicada por unidad de área, es decir, una fuerza dividida por el área sobre la que se distribuye la fuerza.

Presión = Fuerza / Área

La presión de un gas se observa mediante la medición de la presión externa que debe ser aplicada a fin de mantener un gas sin expansión ni contracción.

5

TEMPERATURA

Del latín temperatura, la temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. Dicha magnitud está vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).

La temperatura está relacionada con la energía interior de los sistemas termodinámicos, de acuerdo al movimiento de sus partículas, y cuantifica la actividad de las moléculas de la materia: a mayor energía sensible, más temperatura.

El estado, la solubilidad de la materia y el volumen, entre otras cuestiones, dependen de la temperatura.

6

DENSIDAD

Densidad, del latín densĭtas, es la característica propia de denso. Este adjetivo, a su vez, refiere a algo que dispone de una gran cantidad de masa en comparación a su volumen; que es tupido o macizo; que tiene un importante nivel de contenido o es muy profundo en una dimensión reducida; o que resulta indefinido y poco claro.

En el ámbito de la química y de la física, la densidad es la magnitud que refleja el vínculo que existe entre la masa de un cuerpo y su volumen. En el Sistema Internacional, la unidad de densidad es el kilogramo por metro cúbico (conocido por el símbolo kg/m3).

7

VISCOSIDAD

Viscosidad, propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad.

La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo.

La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad.

8

PUNTO DE INFLAMACIÓN

Punto (o temperatura) de inflamación es la traducción del término flash point en inglés. Es la temperatura más baja a la cual un líquido volátil desprende vapores que forman en aire una mezcla inflamable. La determinación del punto de inflamación requiere de una fuente de ignición. Si esta fuente desaparece, la mezcla vapor aire no se quema. No confundir con la temperatura de auto ignición que no requiere de una fuente de ignición. En la tabla se indican algunos ejemplos de combustibles inflamables y sus respetivas temperaturas de inflamación y auto ignición.

Combustible Flash point Temperatura de autoignición

Etanol (70%) 16.6 °C 363 °C

Nafta -43 °C 246 °C

Diesel >62 °C 210 °C

Kerosene >38°–72 °C 220 °C

Biodiesel >130 °C

9

POTENCIAL DE HIDRÓGENO

10

LA ESCALA DE pH

Se define el pH de una solución como el negativo del logaritmo de la concentración de iones hidrógeno.

En términos matemáticos, el pH se define como sigue:

pH = -log [H+]

Con respecto a cualquier solución cuya concentración de iones hidrógeno se exprese como 1 x 10-n, el pH es igual al valor numérico de n. Considere las siguientes concentraciones de iones hidrógeno en moles por litro, M, y los valores de pH correspondiente.

11

LA ESCALA DE pH

Siempre que [H+] = 1.0 x 10-n , el pH = n

Una solución ácida tiene un pH menor que 7. Una solución básica (alcalina) tiene un pH mayor que 7. Cuanto más bajo es el pH, más ácida es la solución ; cuanto más alto es el pH, más básica es la solución.

[H+] pH

1 x 10-1 1

1 x 10-2 2

1 x 10-6 6

1 x 10-9 9

12

LA ESCALA DE pH

Un cambio de acidez de una unidad completa de pH corresponde a un cambio de 10 veces en la concentración de iones hidrógeno.

Po ejemplo, una solución con un pH de 3, es 10 veces más ácida que una solución con un pH de 4; 100 veces más ácida que una solución con un pH de 5, y así sucesivamente.

13

LA ESCALA DE pH

Tabla 16.4 pH aproximado de algunas soluciones

Solución pH

HCl 0.10 M 1.0

Jugo gástrico 1.6 – 1.8

Jugo de limón 2.3

Vinagre 2.4 – 3.4

Bebidas gaseosas 2.0 – 4.0

Cerveza 4.0 – 4.5

Leche 6.3 – 6.6

Orina 5.5 – 7.5

Sangre 7.35 – 7.45

NaOH (lejía) 0.10 M 13

14

LA ESCALA DE pH

Ejemplo:

¿Cuál es el pH de la muestra de bilis, cuya [H+] es 1.0 x 10-8 M ¿Es ácida o básica la solución?.

Solución: Sustituya la concentración del hidrógeno, [H+], en la expresión o fórmula matemática del pH.

pH = - log [H+] = - log (1.0 x 10-8)

Como el coeficiente que multiplica o acompaña a la expresión 10-n es exactamente 1, no se necesita una calculadora. Por tanto, el pH es igual al

número n del exponente .

pH = 8.0

El pH de la muestra de bilis es 8.0; por tanto, la solución es básica

15

LA ESCALA DE pH

Ejemplo de [H+] y pH:

¿Cuál es el pH de una solución cuya concentración de hidrógeno, [H+], es 4.5 x 10-3 M ?

Solución:

Sustituya la concentración del hidrógeno, [H+], en la expresión o fórmula matemática del pH.

pH = - log [H+] = - log (4.5 x 10-3)

Para encontrar el logaritmo de 4.5 x 10-3, use una calculadora apropiada.

El pH de la solución es, pH = 2.35 ; por tanto, la solución es ácida

16

Tabla 16.5 Relaciones entre [H+] , pH ; [OH-] y pOH

[H+] pH [OH-] pOH

1x 100 0 1 x 10-14 14

1 x 10-1 1 1 x 10-13 13

1 x 10-2 2 1 x 10-12 12 Soluciones ácidas

1 x 10-3 3 1 x 10-11 11

1 x 10-4 4 1 x 10-10 10

1 x 10-5 5 1 x 10-9 9

1 x 10-6 6 1 x 10-8 8

1 x 10-7 7 1 x 10-7 7 Solución neutra

1 x 10-8 8 1 x 10-6 6

1 x 10-9 9 1 x 10-5 5

1 x 10-10 10 1 x 10-4 4 Soluciones básicas

1 x 10-11 11 1 x 10-3 3

1 x 10-12 12 1 x 10-2 2 17