Balanza Analitica y Densidad

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Facultad de Ingeniería Ingeniería Pesquera Pesquera y Alimentos.

El

picnómetro es un instrumento sencillo utilizado para determinar con precisión

la densid densidad ad de líquid líquidos. os. Su caract caracterí erísti stica ca princi principal pal es la de manten mantener er un volumen fijo al colocar diferentes líquidos en su interior. Esto nos sirve para compar comparar ar las densid densidade adess de dos líquid líquidos os pesand pesando o elpicn elpicnóme ómetro tro con cada cada líquido por separado y comparando comparando sus masas. Es usual comparar comparar la densidad de un líqu líquid ido o resp respec ecto to a la dens densid idad ad del del agua agua pura pura a una una temp temper erat atur ura a determinad determinada, a, por lo que al dividir la masa de un líquido líquido dentro del picnómetro picnómetro respec respecto to de la masa masa corres correspon pondie diente nte de agua, agua, obtend obtendrem remos os la densid densidad ad relativa del líquido respecto a la del agua a la temperatura demedición. El picnómetro es muy sensible a los cambios de concentración de sales en el agua, agua, por lo que se usa para determinar determinar la salinidad salinidad del agua, la densidad densidad de líquidos biológicos en laboratorios de análisis clínicos, entre otras aplicaciones. Por otro lado necesitamos una balanza, en este caso balanza analítica para realizar de la mejor manera este proceso. La balanza analítica es uno de los instrumentos de medida más usados en labo labora rato torio rio y de la cual cual depe depend nden en bási básica came ment nte e todo todoss los los resu resulta ltado doss analíticos. Las balanzas analíticas modernas, que pueden ofrecer valores de precisión de lectura de 0,1 µg a 0,1 mg, están bastante desarrolladas de manera que no es necesaria la utilización de cuartos especiales para la medida del peso. Aun así, el simple empleo de circuitos electrónicos no elimina las interacciones del sistema con el ambiente. De estos, los efectos físicos son los más importantes porque no pueden ser suprimidos.

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1) Reconoce Reconocerr una balanza balanza analítica, analítica, conocer conocer sus propied propiedades ades y saber saber los requisitos para obtener una buena masa (comúnmente llamada pesada).

2) Determinar Determinar la densid densidad ad de muestras muestras liquidas liquidas por por el método método oficial oficial , según INDECOPI, “Método del Picnómetro”, para luego compararlas.

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BALANZA ANALITICA Y DENSIDAD METODO DEL PICNOMETRO La BALANZA ANALÍTICA es un instrumento de medición que se utiliza para saber cuánta masa Tiene

un objeto determinado. La

analítica es un instrumento mucho más preciso y por lo tanto más delicado, una balanza analítica nos proporciona un margen de error. Actualmente

existen

analíticas que cantidades

del

balanzas

pueden manejar orden

de

los

microgramos. Una de las desventajas de

este tipo de

balanzas es su

mantenimiento, debido a que para lograr una mayor precisión, el equipo se vuelve más sensible al medio ambiente y por lo tanto su mantenimiento debe ser riguroso. El buen uso de la balanza analítica depende del cuidado que nosotros le dediquemos, ya que este instrumento es sumamente sensible al medio, de manera que las medidas que debemos tomar respecto a su cuidado son las siguientes: 1. Las balanzas analíticas deberán encontrarse en un lugar cerrado, cuando entremos en él no se deberá dejar nunca la puerta abierta, ya que el aire puede mover la balanza y por su alta sensibilidad puede alterarse la lectura correspondiente. 2. Antes de empezar a trabajar con la balanza se debe limpiar cuidadosamente el área de trabajo, es decir, el platillo, el área alrededor del platillo y la mesa


en donde se encuentra, pues de otro modo el polvo o basuritas pueden introducirse en la balanza y afectar el peso. 3. Nunca hay que recargarse ni escribir en la mesa de trabajo pues se puede des calibrar la balanza, produciéndose los consecuentes errores. Descripción de sus partes:

1. Indicador de estabilidad: contiene los 4 menús de configuración que permiten activar o desactivar las respectivas funciones de los mismos. 2. Platillo 3. Cabina de pesaje 4. Patas niveladoras

Cuidados operacionales •

Cuidados básicos:

•

Verificar siempre la nivelación de la balanza.


•

•

•

Dejar siempre la balanza conectada a la toma y prendida para mantener el equilibrio térmico de los circuitos electrónicos. Dejar siempre la balanza en el modo "stand by", evitando la necesidad de nuevo tiempo de calentamiento ("warm up").

Frasco de medida:

•

Usar siempre el menor frasco de medida posible.

•

No usar frascos plásticos cuando la humedad esté abajo del 30-40%.

•

•

La temperatura del frasco de medida y su contenido deben de estar a la misma temperatura del ambiente de la cámara de medida. Nunca tocar los frascos directamente con los dedos al ponerlos o sacarlos de la cámara de medida.

•

Plato de medida:

•

Poner el frasco siempre en el centro del plato de medida.

•

•

Remover el frasco del plato de medida luego que termine la operación de medida del peso.

Lectura:

•

•

•

Verificar si el mostrador indica exactamente cero al empezar la operación. Tare la balanza, si es necesario. Leer el resultado de la operación luego que el detector automático de estabilidad desaparezca del mostrador.

Calibración:

•

Mantener siempre la cámara de medida y el plato limpios.

•

Usar apenas frascos de medida limpios y secos.


DENSIDAD: MÉTODO DEL PICNÓMETRO La densidad de una sustancia homogénea es una propiedad física que la caracteriza y está definida como el cociente entre la masa y el volumen de la sustancia que se trate. Esta propiedad depende de la temperatura, por lo que al

medir la

densidad de una sustancia se debe considerar la temperatura a la cual se realiza la medición. En el caso de sustancias no homogéneas lo que obtenemos al dividir la masa y el volumen es la densidad promedio. El picnómetro es un instrumento sencillo utilizado para determinar con precisión la densidad de líquidos. Su característica principal es la de mantener un volumen fijo al colocar diferentes líquidos en su interior. Esto nos sirve para comparar las densidades de dos líquidos pesando el picnómetro con cada líquido por separado y comparando sus masas. Es usual comparar la densidad de un líquido respecto a la densidad del agua pura a una temperatura determinada, por lo que al dividir la masa de un líquido dentro del picnómetro respecto de la masa correspondiente de agua, obtendremos la densidad relativa del líquido respecto a la del agua a la temperatura de medición. El picnómetro es muy sensible a los cambios de concentración de sales en el agua, por lo que se usa para determinar la salinidad del agua, la densidad de líquidos biológicos en análisis clínicos, entre otras aplicaciones.

laboratorios de


COCINILLA ELECTRICA

TERMOMETRO


BALANZA ANALITICA

PICNÓMETRO

VASO BEAKER

FRUGOS

LECHE

ACEITE




Se debe calcular la densidad del agua, aceite, frugos y leche; utilizando la siguiente fórmula:

Donde: mo= masa del picnómetro vacío m1 = masa del picnómetro con agua m2= masa del picnómetro con el líquido a investigar ρ(w)= densidad del agua a la temperatura experimental 

Para calcular dichas densidades, debemos realizar 2 procedimientos para cada muestra: A temperatura ambiente y a 10°C más.



Para calcular la densidad a temperatura ambiente; debemos conocer la temperatura en la que se encuentra la muestra, la masa del picnómetro seco, masa del picnómetro con muestra y la densidad de agua a la temperatura ambiente igual al de la muestra.



La temperatura de la muestra se calcula vaciando un poco de dicha muestra en un vaso de precipitado pequeño e introduciendo un termómetro.




Al calcular la masa del picnómetro con la muestra, se debe tener en cuenta que el picnómetro debe estar completamente lleno.



La densidad de la muestra a 10°C más; se calcula de manera similar, solo que ahora la masa del picnómetro de la muestra no será a temperatura ambiente, sino a 10°C más, para esto en un vaso de precipitado Y CALENTAMOS la muestra luego se pone de nuevo en el picnómetro lleno de la muestra a experimentar y lo pesamos en la balanza, de igual manera debemos conocer la densidad del agua a dicha temperatura.

Teniendo en cuenta el procedimiento mencionado se procede calcular la densidad del agua experimentalmente.





Densidad del agua a 20,5°c 

Masa del agua…………………………= 38,22g



Volumen del agua…………………….= 39ml

Densidades del agua a 30,5°c 

Masa del agua ………………..= 38.16g



Volumen del agua…………….= 39ml.


1) Densidad para frugos a temperatura de 20,5°c



Masa del picnómetro seco y limpio…………….= 28.57g (m1)



Masa del picnómetro con agua………………...= 66,79g (m2)



Masa del picnómetro con muestra…………….= 68,76g (m3)

g/ml.=1.03g/ml

FORMULA DE BAUER


Donde: ρ= densidad corregida ρ₁ = densidad de la muestra ρ₂ = densidad del agua

2) Densidad para frugos a temperatura de 30,5°c 








g/ml.=1.02g/ml

3) Densidad para la leche condensada a 20,5°c











g/ml.=1.04g/ml =1,039g/ml

4) Densidad Para la leche condensada a 30,5°c 








g/ml.=0,95g/ml

5) Densidad Para la aceite a 20,5°c











g/ml.=0,90g/ml

6) Densidad Para la aceite a 30,5°c 








g/ml.=0,88g/ml


INDICAR 10 UNIDADES DE DEN SIDAD

 •

kilogramo entre metro cúbico (kg/m³).

•

gramo entre centímetro cúbico (g/cm³).

•

Kilogramo entre litro (kg/L) o kilogramo entre decímetro cúbico. El agua tiene una densidad próxima a 1 kg/L (1000 g/dm³ = 1 g/cm³= 1 g/ mL).

•

gramo entre mililitro (g/mL), que equivale a (g/cm³).

•

onza entre pulgada cúbica (oz/in 3)

•

libra entre pulgada cúbica (lb/in 3)

•

libra entre pie cúbico (lb/ft 3)

•

libra entre yarda cúbica (lb/yd 3)

•

libra entre galón (lb/gal)



DETALLAR LOS REQUISITOS DE UNA BUENA BALANZA ANALÍTICA

Balanzas analíticas con software y posibilidad de lectura de hasta 0,01 mg (si desea más precisión puede solicitarlo). Tienen como características su exactitud, estabilidad, sensibilidad, periodo de oscilación corto. Algunas balanzas analíticas cuentan con posibilidad de verificación y poseen una goma cortaviento y un peso de control adicional. La interfaz de datos sirve para transmitir los datos de pesado obtenidos con la balanza analítica. El resto de los análisis de los valores se pueden realizar con un software adicional. Las balanzas analíticas disponen de múltiples funciones: - Ajuste interno automático; pesado y contado de piezas; protocolo GLP ISO, determinación del porcentaje; función de recetas; interfaz RS-232 - Alimentación por medio de la red a 240 V, software opcional. Las balanzas analíticas tienen numerosos componentes adicionales (pesos) y certificados ISO / calibración. Llámenos en caso de consultas sobre las balanzas analíticas, sobre el resto de nuestras balanzas y sobre el sector completo de los instrumentos de medida de nuestro comercio técnico online. Nuestro número de teléfono 902 044 604 en España o al +56 2 562 0400 para Latinoamérica.




ESTABLECER DIFERENCIAS ENTRE DENSIDAD, PESO ESPECÍFICO Y GRAVEDAD ESPECIFICA. a) Peso específico: Es el Cociente entre el peso de un cuerpo y su Volumen. Se calcula dividiendo el peso de un cuerpo o porción de materia entre el volumen que éste ocupa. Relación entre la densidad de una sustancia y la de otra, tomada como patrón, generalmente para sólidos y líquidos se emplea el agua destilada y para gases, el aire o el hidrógeno. También llamada gravedad específica.

Donde: = peso específico = es el peso de la sustancia = es el volumen que la sustancia ocupa = es la densidad de la sustancia = es la aceleración de la gravedad Unidades:  En el Sistema Internacional de Unidades, se expresa en newton por metro cúbico (N/m³).  En el Sistema Técnico, se mide en kilogramos fuerzas por metro cúbico (kgf/m³). b) Gravedad Específica: Es la proporción de la densidad del fluido de que se trate, y la densidad del agua, estando el agua a 4 ºC. Algunos autores han encontrado que la densidad del agua a esta temperatura es 1 000 kg/m3, por lo que la gravedad específica se puede calcular mediante las ecuaciones siguientes:

La gravedad específica es adimensional y debería tener el mismo valor en todas las unidades del sistema. c) Densidad: La densidad, ρ, de un cuerpo se define como la masa por unidad de volumen.


La densidad es una típica magnitud intensiva, es decir, una magnitud que no depende de la cantidad de materia que compone al cuerpo, sino sólo de su composición. Cada sustancia pura tiene una densidad ρ que es característica de la misma. Por ejemplo, todos los objetos de oro puro tienen la misma densidad (ρ Au=19.3 g/cm3), lo mismo ocurre con el aluminio (ρ Al=2.7 g/cm3), el hierro (ρFe=7.8 g/cm3), el agua a una dada temperatura (ρ H2O=1.0 g/cm3, a 20º C). Esto significa que la densidad es una propiedad muy útil para saber en forma fácil y rápida de que está hecho un objeto.


CUALES SON LAS BALANZAS UTILIZADAS EN LAS INDUSTRIAS ALIMENTARIAS? 

Balanza nutricional Nuestros compañeros de Xataca, nos informan sobre una novedosa balanza, se trata de una balanza nutricional con la cual puedes conocer el valor nutricional de los alimentos que vas a ingerir. Para personas que sean muy metódicas con su alimentación, esta será sin duda una balanza ideal, ya que te indica las calorías del alimento, su contenido en fibra o el azúcar que contiene. Posee una memoria en la que están introducidos los datos nutricionales de 1430 alimentos, además de memorizar la ingesta de alimentos para poder seguir un adecuado control alimentario. Puedes comprar esta balanza on-line a través de Amazón por un precio aproximado de 81 euros.

Balanza embolzadora Sistema de simple operatividad y óptimo rendimiento para el embolsado de granos, pellets, azúcar, cereales, yerba, fertilizantes, áridos, semillas, productos químicos y todo producto granulado que se deslice por gravedad. El material se pesa en una tolva controlando su carga con un sistema de compuertas de doble corte con accionamiento neumático para máxima precisión. La tolva pesadora posee un fondo de doble apertura para rápida descarga hacia la bolsa. Mínimo tiempo de embolsado; mientras el operador retira la bolsa llena y coloca la vacía, el sistema prepara la nueva carga. Este sistema está equipado en forma estandar con sostenedor de bolsas neumático. El pesaje mediante celdas de carga ofrece un mínimo desgaste y bajo mantenimiento.


Balanza para medición de humedad en granulados PCE-MB Aparato para mercancías a granel como granulados, polvos, arenas existen dos versiones con interfaz RS-232 y software opcional. La balanza para medición de humedad en granulados PCE-MB determina la humedad y el contenido en seco con precisión de mercancías a granel con granulados diversos (granulados de plástico, sales, arenas). Esta balanza para medición de humedad en granulado proporciona el resultado exacto de la medición en sólo 2 a 3 minutos dependiendo del modo de recuperación de secado. Este aparato ha sido especialmente diseñado para ser usado en el control de entrada de mercancías del sector industrial, en el sector de la alimentación, en tareas de importación y exportación, así como en el sector farmacéutico. Además de determinar la humedad y el contenido en seco, esta balanza para medición de humedad sirve para pesar granulados con precisión.

Balanza analitica La balanza analítica es un instrumento utilizado en el laboratorio, que sirve para medir la masa. Su característica más importante es que poseen muy poca incertidumbre, lo que las hace ideales para utilizarse en mediciones muy precisas. Las balanzas analíticas generalmente son digitales, y algunas pueden desplegar la información en distintos sistemas de unidades. Por ejemplo, se puede mostrar la masa de una sustancia en gramos, con una incertidumbre de 0,00001g. (0,01 mg).


 METODO

OPERATIVO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD EN LIQUIDOS

A.- Picnómetro de vidrio. 1. Un picnómetro de vidrio es un pequeño frasco de vidrio de volumen exacto y conocido (Vp). Se pesa el picnómetro vacío, limpio y seco (m1). 2. Con la muestra a la temperatura previamente establecida, llene el picnómetro hasta el borde inferior del cuello, sosteniéndolo en alto y evitando el derrame de la muestra. 3. Coloque la tapa respectiva (el brazo lateral de algunos picnómetros permite la salida del excedente de muestra) seguidamente, limpie y seque el cuerpo del picnómetro cuidando de emplear papel absorbente libre de pelusas. 4. Pese el picnómetro lleno (m2) y anote la temperatura de trabajo. 5. A través de la diferencia entre m1 y m2 se obtiene la masa del líquido y según la capacidad del picnómetro se conoce el volumen a la temperatura de trabajo (t). 6. Una vez concluida la actividad, vaciar el contenido del picnómetro y lavar, si es necesario. B.- Picnómetro metálico. Los picnómetros de vidrio se usan para medir la densidad de los líquidos no viscosos. En el caso de líquidos viscosos, con sedimento o productos especiales como las pinturas, se utilizan picnómetros metálicos. El procedimiento para su uso, así como el cálculo de la densidad, es el mismo detallado en la sección anterior.

C.- Hidrómetro Un hidrómetro, o densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la gravedad específica de los líquidos. Típicamente está hecho de vidrio y consiste de un cilindro y un bulbo pesado el cual hace que flote derecho. 1. Vierta una cantidad de líquido a analizar (aprox. 500ml) en una jarra alta 0 cilindro graduado. 2. Tome el hidrómetro por el extremo superior del vástago con las manos limpias de tal forma que quede vertical. Introducir, cuidadosamente, en el cilindro y dejar que flote en la muestra permitiéndole oscilar hasta el reposo. 3. La lectura se realiza donde la superficie del líquido intercepte la graduación del vástago, es decir, en el borde superior del menisco. 4. Mida la temperatura de la muestra, idealmente debe ser igual a la temperatura estándar de calibración, que generalmente es de 15(C (60(F).




MÉTODO OPERATORIO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD EN GASES

A.- “Determinación De La Densidad De Gases El Método De Víctor Meyer a) Instalamos el equipo b) Coloque en la chaqueta de calentamiento agua de caño, hasta 2/3 de su volumen (A) manteniendo cerrado la llave de la bureta F y abierto el tapón E, lleve el agua a ebullición durante 10min. Mientras este calentando el agua pese una ampolla de vidrio hasta las 10milesimas de gramo, caliente el ampolla retire e introduzca el capilar en un vaso que contenga una pequeña porción de la muestra, enfrié y repita la operación hasta introducir de 0.1 a 0.2 gramos de muestra, pese y si ha logrado el peso adecuado al pesar selle el capilar, déjelo enfriar y péselo nuevamente con exactitud. c) Abra la llave de la bureta, nivele el agua hasta la marca inicial con l pera C. Coloque el tapón E, observe el descenso de volumen y si esto no fluctúa en más de 0.2ml, iguale los niveles y lea la bureta. Retire el tapón E y haga que el nivel llegue nuevamente l punto inicial. d) Tapa el extremo del ampolla introduzca rápidamente en el tubo de vaporización B coloque inmediatamente el tapo E. A medida que baja el nivel del agua en la bureta iguale el de la pera, hasta que el nivel del agua deje de bajar. e) Cierre rápidamente la llave F y espere 10min, tome la temperatura del agua en la pera, lea el nivel del agua en la bureta, tomando referencia la lectura realizada en D




PRUEBAS DE DENSIDAD EN CEREALES

Se puede hallar mediante mediante el método de Densidad Grosera, este método se ayuda de un vaso precipitado. Por ejemplo si tenemos granos de maíz, primero pesamos la muestra, llenamos en una vaso precipitado arroz (V2), al ras del vaso. Luego en otro vaso precipitado colocamos los granos de maíz, hechamos el arroz hasta enrasar (V1) el último vaso que contiene la muestra. La cantidad que queda en el primer vaso es el volumen de la muestra, la cual sale de la diferencia de V2 y V1.

Densidad = m / V 2 – V1




¿QUE FACTORES AFECTAN LA DENSIDAD DE GASES LÍQUIDOS Y SÓLIDOS?

Los factores que afectan la densidad de un material incluyen la masa de sus moléculas individuales, la energía de las mismas y las interacciones entre ellas. Los materiales están hechos de átomos que forman las moléculas, la masa de un volumen unitario depende del número de moléculas en él y de la masa de las moléculas. Cuanta más molécula por volumen unitario y cuanta más pesada es más denso el material. Las moléculas en los sólidos tienden a agruparse en estructuras mejor organizadas, que ayudan a dar a los sólidos su fuerza y su rigidez. En los líquidos, las moléculas acostumbran a agruparse mas o menos en el mismo espacio, pero la uniones entre ellas son mucho más débiles, dando a los líquidos su naturaleza aguada. Para muchos materiales, el estado sólido es más denso que el estado liquido. Una noble excepción es el agua, la cual es más pesada que el hielo. En los gases, las moléculas tienen enlaces mucho más débiles y se pueden mover ocupando más espacio, volviendo el gas mucho menos denso. Normalmente, existen cerca de 1.000 veces mas moléculas de un volumen de sólido ó liquido, comparado con el mismo volumen de gas, así que, generalmente, las densidades de los gases son cerca de 1.000 veces menores. Las sustancias que contienen elementos con un alto número atómico (muchos protones y neutrones) tienden a ser mas densas. Este es estrictamente valido para los gases, en un mol (numero estándar de partículas) de un gas siempre emplea el mismo volumen (22,4 litros) en condiciones normales. Las substancias orgánicas como un gran número de átomos de oxigeno (por ejemplo: los azucares) tienden a ser ligeramente mas densas que de aquellas que contiene principalmente carbono e hidrogeno (como las grasas y los aceites). Muchos líquidos orgánicos, como los hidrocarburos, son menos denso que el agua, a pesar de tener moléculas mas pesadas. Algunos ejemplos

Agua Densidad: 1 g/cm 3. Masa molecular (H 20): 18 unidades. Número de moléculas en 1 cm 3 = 3.3e+22 Mercurio Densidad: 13.5 g/cm 3. Masa molecular (Hg): 200 unidades. Número de moléculas en 1 cm 3 = 4.1e+22


Acido sulfúrico Densidad 1,83 g/cm 3. Masa molecular (H 2SO4): 98 unidades. Número de moléculas en 1 cm 3: 1.1e+22 Querosén Densidad 0,8 g/cm 3. Masa molecular (C4-C8): aproximadamente 50 - 100 unidades (5 veces mas pesado que el H 20). Número de moléculas en 1 cm 3 (C5): 8e+21.


1.

Aprendimos

los

cuidados

a

tener

en

cuenta

para

manejar

adecuadamente una balanza y aprendimos sus características como la exactitud, estabilidad, sensibilidad y su periodo de oscilación. 2.

Determinamos las ρ del agua, néctar, leche evaporada y aceite a

temperatura ambiente y luego a una temperatura elevada en 10°C, comparamos ambos resultados y analizamos como afecta la temperatura en los resultados.


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Química General e Inorgánica – Guía de Trabajos Prácticos. Bioingeniería. Facultad de Ingeniería – UNER J. Fernández y E. Galloni, Trabajos prácticos de física (Centro de Estudiantes de Ingeniería, UBA, Buenos Aires, 1963). B. L. Worsnop y H. T. Flint, Curso superior de física práctica (Eudeba, Buenos Aires,1964) Estas notas están basadas principalmente en el libro “Physics” de R. A. Serway. Fourth Edition, Saunders College Publishing. http://www.quiminet.com/archivos_empresa/d733f6d74b90d53adeff34a05f7 9fb23.pdf BADUI, S. QUIMICA DE LOS ALIMENTOS. EDITORIAL ALHAMBRA MEXICANA, S.A. MEXICO. 1981. Herrera, C. Manual de laboratorio: evaluación de la calidad de pescado, mariscos y productos pesqueros, UNA: Heredia. 1989; pp. 64-67. http://www.balanzas-basculas-pce.com/manuales/paper-consult-balanzapce-mb.pdf

Balanza Analitica y Densidad

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