Experiencia N° 2RELACIONES ENTRE MASA Y VOLUMEN.

Para calcular matemáticamente la densidad de un objeto es necesario conocer la masa y el volumen que ocupa en un determinado espacio, el siguiente trabajo fue llevado a cabo, con la finalidad de conocer el uso y manejo de la balanza, además, trabajar con los instrumentos utilizados para hallar volumen; como son: probeta de 100mL, vasos de precipitado de 100 y 50ml.

En lo concerniente a la balanza, la forma de equilibrarla, usarla y la manera en que se debe proceder al momento de utilizar las pesas.

Del trabajo realizado con la probeta podemos decir que nos sirve para medir volúmenes de cuerpos tales como: rocas, esferas, y objetos sin una forma determinada, estas también pueden ser de distinta capacidad, como 50, 100 y 150ml.

Los vasos de precipitado, tienen una función similar a la probeta, con la diferencia que en el se pueden introducir sólidos de un mayor tamaño, pero su principal función es calentar para preparar sustancias, se les encuentra de varias capacidades, desde 1 ml hasta de varios litros.

Objetivos:

Objetivo General: Conocer e identificar el manejo de la balanza, y familiarizarse con trabajos para hallar densidad obteniendo el volumen y la masa de un objeto.

Objetivos específicos:

Aprender a equilibrar la balanza y ubicar sus pesas de manera correcta.

Aprender a hallar masa y volumen de muestras.

Utilizar de manera correcta la probeta y el baso de precipitado.

Justificación:

Al intervenir, en el uso de la balanza y la probeta, para hallar la masa y el

volumen de las muestras, se amplia el conocimiento concerniente al desarrollo

del procedimiento a seguir, siempre que se requieran estas propiedades, en

cualquier investigación, o proceso de experimentación.

Para mejorar nuestro desempeño, en el área de experimentación en el

laboratorio, y conocer el adecuado uso de los materiales que allí podemos

encontrar, y en que momento nos pueden servir en dicha investigación.

Al centrarnos en el aspecto investigativo practico, sabemos de que manera

podemos utilizar, cada uno de los materiales, a la hora de resolver y obtener

información respecto a ciertos interrogantes que fueron los que conllevaron a la

experimentación la cual, como es de esperar no solo resolverá estos, si no que

nos ayudara a obtener destrezas a la hora de manejar ciertos instrumentos.

Método:

El uso adecuado de la balanza nos garantizara el mejor resultado posible en la

experimentación, a la hora de hallar masa, con respecto a la probeta todo

depende de la capacidad que se tenga para utilizar de manera correcta.

Balanza

Se verifica que la balanza este equilibrada. Y si no esta equilibrada

encargarse de que quede lo mas equilibrada posible.

Se colocan las muestras sobre ella y luego se utilizan las pesas para

hallar la masa.

Repetir este procedimiento tres veces para obtener el promedio de la

masa.

Probeta

Se toma una probeta de 100mL, se le agregan 50mL de agua destilada

(V1)

Se verifica que la medida de agua sea exacta, y si no lo es se elimina o

se le agrega la cantidad necesaria.

Se introduce la muestra y se apunta el volumen que marque la probeta

(V2)

Luego se saca el residuo del volumen, restándole al volumen de la

probeta con la muestra el volumen inicial, así obtenemos el volumen de

la muestra (V3) este procedimiento se hace tres veces para hallar el

volumen promedio.

Baso de Precipitado:

Después de haber equilibrado la balanza se halla la masa del baso (M1)

Luego se le agrega la muestra al vaso y se halla la masa a este también

(M2)

Se obtiene la diferencia de masas, y se obtiene la masa de la muestra

(M3) este procedimiento se hace también tres veces para hallar el

promedio de la masa.

Habiendo obtenido ya estos datos que se han apuntado posterior mente en una

tabla de datos, y se aplica la formula para hallar Densidad:

D= m/v. y se divide la masa promedio en el volumen promedio y se obtiene la

densidad de la muestra.

Papel milimetrado:

En el papel milimetrado se realizo un grafico con el promedio de de la

masa en gramos sobre la ordenada y el promedio del volumen sobre la

abscisa.

Se Calcula la pendiente de la curva, esta es una proporcionalidad

constante o la densidad de la sustancia. Con la formula m= y2-y1/x2-x1

sugerir la identidad de la muestra dada.

Procedimiento:

Primero antes de empezar a tomar nota de la masa de las monedas

equilibramos la balanza de tal modo que lo que marcara fuese lo mas preciso

posible, luego de esto en un baso de precipitado sobre la balanza tomamos un

valor inicial o M1 después se introdujo la canica dentro del baso y se apunto un

segundo valor, M2 se realizo la diferencia de masas y se obtuvo la masa final

M3, se realizo de esta manera ya que al ser esférica la cacica no resultaba fácil

de pesar sin el baso, este procedimiento se repitió otras dos veces para

obtener una masa promedio.

Para obtener el volumen, primero se tomo una probeta, de 100mL y se le

agregaron 60ml de agua destilada la cual es el primer valor a considerar V1 a

continuación se introdujo la cantinidad de monedas de la muestra dada dentro

de ella y se tomo el siguiente valor como: V2 se realizo la diferencia de volumen

y se obtuvo el volumen de la canica V3, esto se realizo igualmente tres veces

para obtener un volumen promedio.

Todos los datos obtenidos se apuntaron en una tabla de datos para luego

determinar mediante esta información la densidad de la muestra

Con la siguiente formula: D= m/v

DATOS DE MASAS:

MUESTRADETERMINACIÓN Masa (g)

1 2 3 Promedio

MEDIDA DE VOLUMENES:

MUESTRA 1.DETERMINACIÓN Volumen (ml)

1 2 3 Promedio

Agua + muestra

Agua l

Muestra

Resultados:

Grupo 1:

Densidad muestra 1

Densidad muestra 2

Densidad muestra 3

Conclusiones:

La balanza es un instrumento que nos ayuda a obtener el valor de la

masa de una muestra.

La probeta nos permite calcular el volumen de un solido sin forma

determinada

El vaso de precipitada nos ayuda a la hora de pesar objetos esféricos.

La utilización correcta de cada uno de los instrumentos o herramientas que nos

facilita el laboratorio, nos permite determinar, ciertos valores, o cualidades

físicas de la materia, como son la masa y el volumen, y con estas podemos

determinar otras características de la misma como la densidad. No se puede

determinar estas características de todas las muestras de la misma forma, ya

que en la mayoría de los casos tienen diferente forma, tamaño, incluso

composición y estado, bien sea liquido solido o gaseoso, por esta razón no es

igual determinar la densidad del agua, que la densidad de una roca.

Recomendaciones:

Calibrar bien la balanza para obtener las cantidades de manera mas

precisa

Verificar el volumen señalado por el líquido dentro de la probeta.

No golpear la balanza ya que se desequilibra.

Tener cuidado al introducir los sólidos dentro de la probeta para evitar

romperla

Tener el mayor cuidado posible al momento de utilizar la probeta y los

vasos de precipitado, debido del cual están elaborados.

Preguntas:

Dos muestras metálicas una de las cuales fue conocido para ser plomo

denibelizado. La primera muestra tiene una masa de 7.60 g y desplazó

0.90 ml de agua. La segunda muestra tiene una masa de 8.40 g y

desplaza un volumen de 0.74 ml de agua. Cuál de las muestras tiene

plomo?

Una muestra de forma esférica de masilla insoluble en agua pesó 10.51

g y cuando se colocó en agua desplazó 8.50 ml. ¿Cuál es la densidad

de la masilla?

La masilla fue alargada por balanceo a una forma diferente a la esfera

original. ¿Cuántos ml de agua serán desplazados colocando la masilla

alargada en el agua?

¿Cuál sería la masa de un cubo de plomo de 1.0 cm de arista?

La densidad del oro es 19.3 g/ml ¿Cuál sería la masa de un cubo de oro

de 1.0 cm de arista? ¿Qué volumen de agua desplazaría?

¿Por qué no se deben pesar sustancias directamente sobre el platillo de

la balanza?

Cuando se pesan objetos calientes sobre el platillo de la balanza se

obtiene una masa algo inferior a la que posee el objeto frío. Lo anterior

ocurre debido a las corrientes de convección. ¿Qué se entiende por

corrientes de convección?

¿En qué consiste el error de paralaje?

Los líquidos contenidos en recipientes de estrecha capilaridad muestran

en su parte inferior un menisco ¿Cuál es la razón por la que el menisco

del mercurio sea contrario al resto de otros líquidos? Explique.

Elabore una lista de material de vidrio: a) volumétrico: graduado y

aforado. b) no volumétrico: refractario y no refractario.

Elabore una lista de material de porcelana: refractaria y no refractaria.

Elabore una lista de materiales metálicos.

Solución:

1. ¿Cuál de las muestras tiene plomo?

d=m/v

d1= 7.6g/0.9 mL =8.44 g/mL

d2= 8.4g/0.74mL = 11.35 g/mL

la segunda muestra tiene mayor densidad luego es posible que ese contiene

Pb

2. ¿Cuál es la densidad de la masilla?

m= 10.51g

v= 8.50mL

d=?

D=m/v

D=10.51g/8.50mL= 1.23g/mL

D= 1.23g/mL

3. ¿Cuántos ml de agua serán desplazados colocando la masilla

alargada en el agua?

El volumen marcado por la masilla dentro del agua será el mimo 8.50mL, pues

lo único que cambio fue su forma, no su masa, ni su peso

4. ¿Cuál sería la masa de un cubo de plomo de 1.0 cm de arista?

1cm D=1 1,35g/cm3

V=1cm . 1cm . 1cm = 1cm3

M=? D=M/V M=V . D =1cm3 . 11,35g/cm3

M=11,35g

5. ¿Cuál sería la masa de un cubo de oro de 1.0 cm de arista? ¿Qué

volumen de agua desplazaría?

D= 19.3 g/ml

A= 1,0 cm 1cm

V= (a)3

V= 1cm3 = 1 ml

M= D x V= 19.3g/ml x 1ml = 19.3g

6. ¿Por qué no se deben pesar sustancias directamente sobre el

platillo de la balanza?

Para que el resultado no sea alterado por una cantidad residual de lo

que has pesado antes y además para que tus residuos no puedan

reaccionar con otros elementos a pesar o incluso contaminarlos.

Al pesar sustancias dispersas como sal, azúcar, arena, etc. Habrá una

diferencia en el resultado, lo que se debe hacer es concentrar la muestra

en un punto y así se tendrá un resultado más exacto.

7. ¿Qué se entiende por corrientes de convección?

Las corrientes de convección son una forma de transferencia de calor, está en

particular, se caracteriza porque se produce por intercambio de un fluido que

transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas.

La convección se produce únicamente por medio de fluidos, estos, al

calentarse, aumentan su volumen (para los gases) y su densidad disminuye y

asciende desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que

esta a menor temperatura.

La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se

caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que

transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se

produce únicamente por medio de materiales fluidos. Estos, al calentarse,

aumentan de volumen y, por lo tanto, su densidad disminuye y ascienden

desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que está a menor

temperatura. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por

medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.

La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la

mezcla de elementos

macroscópicos de porciones

calientes y frías de un gas o

un líquido. Se incluye también

el intercambio

de energía entre una

superficie sólida y un fluido o

por medio de una bomba,

un ventilador u otro dispositivo

mecánico (convección

mecánica, forzada o asistida).

En la transferencia de calor libre o natural un fluido es más caliente o más frío y

en contacto con una superficie sólida, causa una circulación debido a las

diferencias de densidades que resultan del gradiente de temperaturas en el

fluido.

La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del

Enfriamiento de Newton:

Donde h es el coeficiente de convección (ó coeficiente de película), As es

el área del cuerpo en contacto con el fluido, Ts es la temperatura en la

superficie del cuerpo y Tinf es la temperatura del fluido lejos del cuerpo.

8. ¿En qué consiste el error de paralaje?

Desplazamiento aparente de un objeto debido a un cambio de punto de vista.

El error de paralaje se nota sólo en las tomas cercanas, y el resultado de la

discrepancia que hay entre la imagen del objetivo y la imagen del visor en las

cámaras que lo tienen separado del objetivo.

Se denomina paralaje a la desviación angular de la posición aparente de un

objeto, dependiendo del punto de vista elegido. Como se muestra en el

esquema, la posición del objeto observado, en O, varía con la posición del

punto de vista, en A o en B, al proyectar O contra un fondo suficientemente

distante. Desde A el objeto observado parece estar a la derecha de la estrella

lejana, mientras que desde B se ve a la izquierda de aquélla. El ángulo AOB es

el ángulo de paralaje: ángulo que abarca el segmento AB desde O.

Este error es muy común en las cámaras compactas, las cuales poseen un

visor que observa de manera directa la escena para ser tomada. El error parte

desde que usando este tipo de cámaras "uno no ve lo que toma" a diferencia

de la cámara reflex de 35 mm. 

Este error es mayor a menores distancias, es decir que si observando por el

visor de la cámara uno se acerca al sujeto el error es magnificado, produciendo

un corte en la imagen.

Esto error se da por ejemplo en las cámaras compactas de formato 110, en las

cámaras de dos objetivos de 6 x 6 y nuestras fieles compactas.

9. ¿Cuál es la razón por la que el menisco del mercurio sea contrario

al resto de otros líquidos?

El menisco es la curvatura que se observa en la parte superior de los líquidos

como respuesta a la superficie del

recipiente que los contiene. En la

mayoría de los líquidos polares como

el agua, el menisco que forman es

cóncavo (hacia abajo) pues son

atraídos por la superficie del

recipiente (como por ejemplo una

bureta). En el caso del mercurio, el menisco que forma es convexo (hacia

arriba) y esto se debe a que sus moléculas son repelidas por la mayoría de las

superficies. Si deseamos realizar la lectura del volumen de ambos líquidos, se

considera la parte inferior del menisco en el caso del agua, y la parte superior

del mismo en el caso del mercurio.

Volumétricos graduados: los materiales volumétricos graduados son

los que tienen plasmada una escala para a medición del volumen,

estas son:

- Pipetas graduadas.

- Buretas.

- Probetas.

Volumétricos aforados: posee uno o más aforos, los cuales son

marcas graduadas con precisión sobre el vidrio para indicar que ese

es el volumen indicado, estos son:

- Balón o matraz aforado.

- Pipeta aforada.

- Pignómetro.

Material de vidrio no volumétrico: el material de vidrio no volumétrico, no

tiene ninguna marca, o escalan que permitan medir el volumen, estas se

clasifican en material refractario y no refractario.

Material refractivo: el material de vidrio refractivo es aquel que se

puede calentar a altas temperaturas, estos son:

- Tubo de ensayo.

- Balón de destilación.

- Erlenmeyers.

- Beakers.

- Condensadores.

- Rotavapores.

- Thiel.

- Tubos capilares.

- Kitasato.

Material no refractivo: es aquel que no se puede calentar porque se

rompe al aumentar bruscamente su temperatura, estos son:

- Cubetas.

- Desecador

- Probeta de decantación.

- Capsula de petri.

- Vidrio de reloj.

- Cristalizador.

- Frasco gotero.

- Porta objetos.

1. Material de porcelana:

Refractivo:

- Capsulas.

- Crisol

No refractivo:

- Morteros.

- Embudo buchner.

- Espátula.

2. Materiales metálicos: la mayoría de estos materiales se utilizan para

la sujeción de otros materiales, estos son:

- Agarradera.

- Aro.

- Doble nuez.

- Espátula.

- Gradilla.

- Cuchara de combustión.

- Balanza de platillos.

- Mechero bunsen.

- Mechero mecker

- Pinzas.

- Pie universal.

- Pinza de mohr.

- Pinza metálica.

- Saca bocados.

- Tela metálica.

- Rejilla de tamiz.

- Trípode.

- Rejilla.