CIENCIA BÁSICA APLICADA A LA RESTAURACIÓN
PRÁCTICA #2: MANEJO DE MATERIAL DE LABORATORIO Y DETERMINACIÓN DE
MASA, VOLUMEN Y DENSIDAD.
OBJETIVOS: El estudiante desarrolle las habilidades motrices necesarias para manejar en forma adecuada el equipo y material de laboratorio. Que el estudiante entienda el concepto de precisión, exactitud y sensibilidad. Uso de los diversos tipos de balanza mediante la medición de cantidades pequeñas de masa. Medición de un volumen de un líquido. Determinación de la densidad de un sólido irregular y un líquido.
INTRODUCCIÓN: Es necesario que el estudiante conozca el material de laboratorio para la medición y contención de las sustancias que se usan comúnmente en el laboratorio, así como el material del cual están hechos, uso adecuado al momento de su utilización, esto con la finalidad de disminuir los errores del experimento y evitar accidentes. Ya que en los procesos de restauración del patrimonio cultural, se tiene la necesidad de realizar algún tipo de medición, si se involucra en experimento, con el propósito de fundamentar una conclusión para la determinación de los materiales constitutivos, o para la propuesta de intervención de limpieza y restauración de la pieza a analizar. Y para convencer a otros de la utilidad de nuestros resultados experimentales, estos deberán de ir acompañados de la información necesaria para determinar su grado de confiabilidad. El restaurador no sólo debe de limitarse a reunir datos experimentales, sino que debe analizarlos y realizar inferencias a partir de ellos. A INVESTIGAR Clasificación de material de Laboratorio Medir Precisión
Exactitud Sensibilidad Confiabilidad Errores de una medida
Densidad Volumen Masa Peso
MATERIAL Y REACTIVOS Cantidad 1 1 2 1 1 1 1
Material de laboratorio
Equipo de Laboratorio
Vidrio de reloj Probeta de 50 mL (vidrio) Vasos de precipitados de 25 mL (plástico) Pipeta graduada 10 mL (vidrio) Pipeta volumétrica 10mL Propipeta Termómetro
Balanza analítica Balanza Granataria Equipo de seguridad individual Bata de algodón Guantes
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Para los dos procedimientos tener en cuantas las siguientes indicaciones. - Cada procedimiento se repetirá 3 veces, teniendo la precaución de secar muy bien el objeto y el material a utilizar. - Verificar que el material a utilizar este limpio. Procedimiento I. Determinar la densidad de un objeto irregular. Determinación de la masa de un objeto irregular 1. Pesar un objeto pequeño en la balanza analítica y después en la balanza granataria. 2. Anotar los resultados en la tabla 1. 1
CIENCIA BÁSICA APLICADA A LA RESTAURACIÓN 3. Determinar la masa del objeto por la diferencia de masas utilizando la ecuación 1. Tabla 1. Determinación de la masa de un objeto irregular. Medición N° Masa del vidrio de reloj inicial Masa del vidrio de reloj final (g) (g) 1 2 3
1. 2. 3. 4.
Masa del objeto (g)
Determinación del volumen. Tomar una probeta de 50 mL y medir 25 mL de agua. Una vez que se halla pesado el objeto en ambas balanzas, agregarla con cuidado a la probeta. Registrar los datos en la tabla 2. Determinar el volumen del objeto por la diferencia de los volúmenes utilizando la ecuación 2. Tabla 2. Determinación del volumen de un objeto irregular. Volumen inicial de agua en la Volumen final de agua en la Medición N° probeta (mL) probeta (mL) 1 2 3
Volumen del objeto (mL)
Determinación de la densidad 1. Con los datos de masa y volumen que se obtuvieron determinar la densidad utilizando la ecuación 3. 2. Registrar los datos en la tabla 3. Tabla 3. Determinación de la densidad de un sólido irregular. Temperatura del agua Masa del objeto Medición N° (°C) (g) 1 2 3 Promedio Error absoluto %Error relativo
Volumen del objeto (mL)
Densidad del objeto (g/mL)
Procedimiento II. Determinar la densidad de un líquido. 1. Determinar la masa de un vaso de precipitados de plástico de 25 mL limpio y seco, en la balanza analítica. Registra los datos en la tabla 4. 2. Medir la temperatura del líquido. 3. Medir 10 mL del líquido con una pipeta graduada de 10 mL. 4. Vaciar el líquido en el vaso y pesarlo con sumo cuidado en la balanza analítica. Registra los datos. 5. Repita el procedimiento, sustituyendo la pipeta graduada por una pipeta volumétrica de 10 mL. Registra los datos en la tabla 4. 6. Determina la masa del líquido en cada procedimiento utilizando la ecuación 4. Tabla 4. Determinación de la masa de un liquido Vaso A (pipeta graduada) Medición N° Masa inicial del Masa final del vaso vaso A (g) A (g) 1 2 3
•
Masa del líquido (g)
Vaso B (pipeta volumétrica) Masa inicial del vaso Masa final del vaso Masa del líquido B (g) B (g) (g)
Determinación de la densidad 1. Con los datos de masa y volumen que se obtuvieron determinar la densidad utilizando la ecuación 5. 2
CIENCIA BÁSICA APLICADA A LA RESTAURACIÓN 2. Registrar los datos en la tabla 5 y 6. Tabla 5. Determinación de la densidad de un líquido utilizando el vaso A y la pipeta graduada Temperatura del líquido Masa del líquido Medición N° Volumen del líquido (mL) (°C) (g) 1 10 2 10 3 10 Promedio Error absoluto %Error relativo Tabla 6. Determinación de la densidad de un líquido utilizando el vaso B y la pipeta volumétrica Temperatura del líquido Masa del líquido Medición N° Volumen del líquido (mL) (°C) (g) 1 10 2 10 3 10 Promedio Error absoluto %Error relativo
Densidad del líquido (g/mL)
Densidad del líquido (g/mL)
1. 2. 3.
CUESTIONARIO Anota todos los cálculos que realizaste. ¿La densidad es una propiedad intensiva o extensiva? ¿Por qué? Si la densidad es el cociente de masa/volumen, ¿qué es lo que está modificando en disolución cuando disminuye la temperatura?, ¿aumenta o disminuye? 4. ¿Qué criterios se deben de considerar para medir con mayor precisión y exactitud el volumen de un líquido o disolución a temperatura ambiente? 5. En el procedimiento 2 ¿Con cuál material medirías con mayor precisión y exactitud 10 mL de un líquido temperatura ambiente? 6. ¿Cuáles son las diferencias entre masa y peso? 7. ¿Cómo puedes aplicar el manejo de datos experimentales dentro del trabajo de conservación de Bienes Culturales? 8. ¿A qué se le denomina menisco? 9. ¿Qué está prohibido hacer con la pipeta? 10. En la siguiente tabla marque si se usa para contener, calentar, medir u otro, anota de que material está hecho y dibuje o coloque la imagen de cada material enlistado.
#
Material
1
Vaso de precipitados
2
Vidrio de reloj
3
Balanza analítica
4
Pipeta graduada
5
Pipeta volumétrica
6
Propipeta
7
Termómetro
Imagen
Tabla 7. Clasificación de materiales de Laboratorio composición Contener Calentar
Medir
Otro
3
CIENCIA BÁSICA APLICADA A LA RESTAURACIÓN ANEXO -
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Masa del objeto 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝑚𝑓 − 𝑚𝑖 Volumen del objeto 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝑉𝑓 − 𝑉𝑖 Densidad del objeto 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 (𝑔) 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 (𝑚𝐿) 𝑚𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 𝜌𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 = 𝑉𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 Masa del líquido 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 − 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 𝑚𝑓 − 𝑚𝑖 Densidad del líquido 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 (𝑔) 𝑑𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 (𝑚𝐿) 𝑚𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝜌𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 𝑉𝑙í𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 Promedio o media ∑𝒏𝒊=𝟏 𝒙𝒊 𝑿= 𝒏 (𝒙𝟏 + 𝒙𝟐 + 𝒙𝟑 … . . +𝒙𝒏) 𝑿= 𝒏 Exactitud Error absoluto = Valor real - valor medido 𝐄𝐫𝐫𝐨𝐫 𝐫𝐞𝐥𝐚𝐭𝐢𝐯𝐨 = Precisión
𝐕𝐚𝐥𝐨𝐫 𝐫𝐞𝐚𝐥 − 𝐯𝐚𝐥𝐨𝐫 𝐦𝐞𝐝𝐢𝐝𝐨 𝑽𝒂𝒍𝒐𝒓 𝒓𝒆𝒂𝒍
----------------------------- Ecuación 1.
----------------------------- Ecuación 2.
----------------------------- Ecuación 3.
----------------------------- Ecuación 4.
----------------------------- Ecuación 5.
----------------------------- Ecuación 6.
----------------------------- Ecuación 7.
𝒙 𝟏𝟎𝟎 %
∑𝒏𝒊=𝟏(𝒙𝒊 − 𝒙)𝟐 𝒔=√ 𝒏−𝟏
----------------------------- Ecuación 8.
4