Sistema Internacional de Unidades en el área de Química Analítica

1. INTRODUCCION

En el presente informe brindaremos él conocimiento acerca del sistema internacional de unidades (SI) en el área de Química Analítica, donde trataremos los distintos tipos de unidades básicas y por quien fue establecido todo este sistema y que nos permita entender de una mejor manera desde sus inicios.

Al querer describir la historia del Sistema Internacional de unidades (SI), es importante no solo referirse a la mera crónica de los descubrimientos científicos, si no, también a las causas y bases que originaron su desarrollo y a los diferentes obstáculos que detuvieron su marcha. Es indudable que los primeros hombres tuvieron que dedicar la mayor parte de su tiempo a la lucha por la supervivencia. Sin embargo, no paso mucho tiempo para que las sociedades primitivas necesitaran medidas rudimentarias para muchas actividades comunes como: construir viviendas de un tamaño y forma apropiados, ropa, el trueque de alimentos o materias primas. Los pesos y las medidas estaban entre las herramientas más tempranas inventadas por el hombre. (Campos, 2019)

En 1960, la 11ª CGPM definió y estableció formalmente el SI y, posteriormente, lo ha revisado cada cierto tiempo, en respuesta a los requisitos de los usuarios y a los avances en ciencia y tecnología. La revisión más reciente y quizás la más significativa del SI desde su establecimiento ha sido la realizada por la 26ª CGPM (2018), la cual se documenta en esta 9ª edición del folleto sobre el SI. La Convención del Metro y sus órganos, la CGPM, el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM).

El SI es un sistema consistente de unidades para su utilización en todas las facetas de la vida, incluyendo el comercio internacional, la fabricación, la seguridad, la salud y la seguridad, la protección del medio ambiente y la ciencia básica que sustenta todo ello. El sistema de magnitudes subyacentes bajo el SI y las ecuaciones que las relacionan se basan en la descripción actual de la naturaleza y resultan familiares para todos los científicos, tecnólogos e ingenieros.

1. OBJETIVOS

• Objetivo General

• Expandir nuestros conocimientos sobre el SI y previamente ponerlos en práctica en los diferentes laboratorios a desarrollar.

• Objetivos Específicos

• Identificar cada una de las magnitudes con sus respectivas unidades de medida y su importancia en los diferentes procesos de medición.
• Indagar acerca de la conversión de unidades, expresar valores en notación científica y conocer los errores que podemos tener al calcular una magnitud.

1. MARCO TEÓRICO

El Sistema Internacional de Unidades, del francés Le Système International d’Unités, abreviado universalmente como SI, también denominado sistema internacional de medidas, es la norma que se utiliza en casi todo el mundo a excepción de Birmania, Liberia y Estados Unidos. (D’Gregorio, 2019)

1. Motivación para el uso de constantes en la definición del SI

Históricamente, las unidades SI se han presentado como un conjunto de unidades básicas, últimamente siete. Todas las demás unidades, denominadas unidades derivadas, se construyen como productos de potencias de las unidades básicas.

Para ser de utilidad práctica, estas unidades no solo tienen que definirse, sino que también tienen que realizarse físicamente para su diseminación. En el caso de un patrón material, la definición y la realización son equivalentes – un camino que siguieron las civilizaciones antiguas avanzadas. Aunque esto es simple y claro, los patrones materiales implican el riesgo de pérdida, daño o alteración. El resto de definiciones de unidades son incrementalmente abstractas o ideales. Ahora, las realizaciones se separan conceptualmente de las definiciones para que las unidades puedan, en principio, realizarse de manera independiente en cualquier lugar y tiempo. Además, pueden introducirse nuevas y mejores realizaciones a medida que progresen la ciencia y la tecnología, sin necesidad de redefinir la unidad. Estas ventajas – la más evidente vista en la historia de la definición del metro, desde el primer patrón material, pasando por una transición atómica de referencia, hasta el valor numérico fijo de la velocidad de la luz – llevaron a la decisión de definir todas las unidades utilizando constantes. (Metrología, 2019)

1. El Sistema Internacional de Unidades

1. Definición de una Unidad de una Magnitud

El valor de una magnitud se expresa generalmente mediante el producto de un número y una unidad. La unidad es simplemente un ejemplo particular del valor de la magnitud en cuestión, utilizado como referencia, y el número es la relación entre el valor de la magnitud y la unidad. (Metrología, 2019)

Para una magnitud en concreto pueden utilizarse diferentes unidades. Por ejemplo, el valor de la velocidad v de una partícula puede expresarse como v = 25 m/s o como v = 90 km/h, donde metro por segundo y kilómetro por hora son unidades alternativas para el mismo valor de la magnitud velocidad. Antes de indicar el resultado de una medición, es esencial que la magnitud medida sea adecuadamente descrita. Esto puede resultar simple, como en el caso de la longitud de una barra concreta de acero, pero puede volverse más complejo cuando se requiere una mayor exactitud, donde deben especificarse parámetros adicionales, como la temperatura. (Metrología, 2019)

1. Definición de las Unidades SI

Anteriormente a las definiciones adoptadas en 2018, el SI se definía mediante siete unidades básicas a partir de las cuales se construían las unidades derivadas, como productos de potencias de las unidades básicas. Definir el SI fijando los valores numéricos de siete constantes definitorias tiene el efecto de que esta distinción, en principio, ya no es necesaria, pues todas las unidades, tanto las básicas como las derivadas, pueden construirse directamente a partir de las constantes definitorias. Sin embargo, el concepto de unidades básicas y derivadas se mantiene, dado que es útil e históricamente se halla bien establecido, resaltando también que la serie de normas ISO/IEC 80000 especifica las magnitudes básicas y derivadas que necesariamente se corresponden con las unidades básicas y derivadas del SI aquí definidas. (Metrología, 2019)

1. Unidades Básicas de Medidas

La tabla siguiente mostrará las 7 unidades básicas del Sistema Internacional de Unidades (SI).

A partir de la definición del SI en función de los valores numéricos fijos de las constantes definitorias, se deducen las definiciones de cada una de las siete unidades básicas, utilizando, según corresponda, una o más de dichas constantes definitorias, lo que conduce al siguiente conjunto de definiciones:

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