Licenciado En Químico

Calibración material volumétrico

Muestra de cálculos para determinar el volumen experimental del material.

Corrección de la temperatura del agua: Se tiene en cuenta la temperatura del agua para relacionarla con la densidad, por ende es de suma importancia corregir este valor, a continuación se muestra la forma como se opera para la corrección de este valor.

Para una temperatura medida experimentalmente de 20°C la temperatura corregida será:

x=(20+2,387)/0,934

x=24 °C

La Tabla 7 muestra la densidad teórica del agua con respecto a la temperatura corregida

Tabla 7. Densidades teóricas del agua con respecto a la temperatura corregida

TEMPERATURA TEÓRICA (°C) TEMPERATURA CORREGIDA (°C) DENSIDAD (g/mL)

0 (hielo) 2,6 0,91700

1 3,6 0,99987

16 19,7 0,99897

17 20,8 0,99880

18 21,8 0,99862

19 22,9 0,99843

20 24,0 0,99823

21 25,0 0,99802

22 26,1 0,99780

23 27,2 0,99753

Masa correspondiente al volumen de agua contenido en el material volumétrico (mAgua), teniendo en cuenta el empuje del aire.

La ecuación que se aplica es:

m_agua=(m_L-m_v )*(1-(ρ aire)/(ρ agua ))^(-1)

Siendo:

mv= peso del matraz vacio

mL=peso del matraz + agua

ρ aire=7.85X10-4

ρ Agua= Se tiene en cuenta la temperatura corregida del agua y su correspondiente densidad mostrados en la Tabla 7.

Determinación de la masa: como ya se ha determinado la masa correspondiente al volumen medido y se tiene la densidad, se procede a convertir un valor de masa (m) en uno de volumen (V) usando la ecuación: v= m/ρ

Determinación del volumen: Se emplea la siguiente ecuación

v_agua= ((m_L-m_v )* [1-ρ_aire/ρ_agua ]^(-1))/ρ_agua

Corrección del volumen teniendo en cuenta la relación de la temperatura con el volumen a 20°C : Se tiene en cuenta la siguiente ecuación:

v_c=v*((1-γ)*(T-20))

Donde es γ=coeficiente lineal de dilatación del vidrio (1x〖10〗^(-5))

Muestra de cálculo:

Se presenta la muestra de cálculo para la primera réplica efectuada en la calibración del balón B1.

Balón aforado de 100 mL (B1),

m_vacio=60,994

m_(Balón+Agua)=160,698

ρ Aire= 7,85X10-4

ρ Agua corregida = 0,99762 g/mL para una temperatura de 27 °C

La masa del agua corregida es: m_agua=(160,698-60,994)*(1-(7,85X10^(-4))/(0,99762 ))^(-1)

m_agua=99,783 g

El volumen del agua: v= (99.783 g)/(0,99762 g/mL) v= 100,021 mL

El volumen de agua calibrado es: v_c=100,021* ((1-1x〖10〗^(-5))*(27-20))

v_c=100,013 mL

Se realizaron un total de diez ensayos para determinar el volumen real de cada material volumétrico, por lo tanto es necesario aplicar la prueba Q para descartar datos usando un 90% de confianza, siendo esta igual a:

Q_(para el dato mayor=|(Dato mayor-Dato Vecino)/(Dato mayor-Dato menor)| ) 〖 Q〗_(para el dato menor=|(Dato menor-Dato Vecino)/(Dato mayor-Dato menor)| )

Para descartar datos se debe cumplir la condición : Q_calculado< Q_(tabulado )

Teniendo en cuenta las 10 réplicas en el proceso de calibración, se calcula:

Promedio x=(ΣVolumenes corregidos )/(Numero de datos)

Desviación estándar s=√((Σ(x_2-x_1 )^2)/(n-1))

Coeficiente de variación % CV=s/x*100%

Error Relativo E_(relativo )=(V_(experimwental )-〖V 〗_teórico)/〖V 〗_teórico ×100%

Tolerancia del material volumétrico: la incertidumbre utilizada es en base a la prueba t para un límite de confianza del 95% y 10 grados de libertad δ=±(s×t)/√n

Teniendo en cuenta lo anterior los resultados experimentados

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