Informe 1 practica 2 densidad PDF

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Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ciencias Área de Química General Laboratorio de Química General 1

Practica # 2 “Densidad”

Nombre: María Monserrath Carrera Klimowitz

Registro académico:202000514

Instructor: María Laparra

Sección de laboratorio: K4

Fecha de realización: 27/08/2020

Fecha de entrega: 04/09/ 2020

Resumen

Se realizó la práctica No.2 “Densidad”. Se determinó la densidad de 3 sustancias (Agua, Aceite, miel). Se utilizó una jeringa de 10ml la cual se llenó hasta la marca de máximo volumen se repitió 3 veces este procedimiento con cada sustancia llenando la 1/2 taza medidora. Para la medición del volumen de cada sustancia se utilizó la jeringa de 10ml, a este intrumento se le lleno de solución (10ml de respectivamente), esta fue extraída del bowl de 250ml en el que estaba depositada la solución. Al resultado de las veces que se llenó la jeringa se multiplico por la capacidad de la jeringa para obtener el volumen. Para obtener la masa de las sustancias se pesó la solución mediante una balanza. Cada medición se realizó 3 veces con cada solución, dando resultados diferentes e iguales en cada repetición. Se calculó la densidad para cada medición realizada, tomando en cuenta las incertezas y los errores relativos.se determino la densidad media.

1

Resultados Determinar el valor medio y la precisión de las sustancias empleadas. Tabla No. I valor medio del agua, aceite, miel. Sustancia

Densidad media (g/ml)

Agua

1.04g/ml

Aceite

0.91g/ml

Miel

2.05 g/ml

Fuente: Elaboración propia

Determinar el valor de la desviación estándar de las sustancias empleadas. Tabla No. II desviación estándar del agua, aceite, miel. AGUA

ACIEITE

MIEL

Desviación estándar (g/ml) (precisión)

Desviación estándar (g/ml) (precisión)

Desviación estándar (g/ml) (precisión)

0 g/ml

0 g/ml

2.55 𝑋10−3 g/ml

Fuente: Elaboración propia

Determinar la exactitud de las sustancias empleadas, calculando el porcentaje de error relativo de la densidad experimental. Tabla No.III Error relativo del agua

Sustancia

Porcentaje de error relativo

Agua

5%

Aceite

8%

Miel

45%

Fuente: Elaboración propia

2

Interpretación de resultados Se trabajó con masa, densidad y volumen, para determinar la densidad de utilizó la Ec.2 y los datos de la masa obtenidos de la Ec. 1, que se pueden observar en las tablas NO. 1, 2 y 3. El resultado de la densidad de cada una de las corridas se puede observar en las tablas NO. 1, 2 y 3. Densidad se define como la cantidad de materia presente en un volumen dado de sustancia.es decir la densidad es la masa por la unidad de volumen. [ CITATION Zum07 \l 4106] Se pudo observar que debido a la variación en la manipulación de los instrumentos ya sea correcta o incorrectamente, los resultados variaron, unos por cantidad considerable y otros por cantidades mínimas. Gracias a la repetición de las mediciones, los resultados fueron más exactos. A pesar de haber repetido el procedimiento 3 veces con cada sustancia, se pudo observar que se hicieron presentes los errores sistemáticos y los errores aleatorios. Según [ CITATION Tau99 \l 4106] se habla de error sistemático cuando cada valor de una serie de observaciones tiene una desviación en una dirección, ya sea en términos de una frecuencia, o que todos los valores estén aumentados o distribuidos respeto de su valor verdadero o bien respecto del valor que se le asigne por otra observación o medición. Los errores aleatorios de deben a múltiples factores, generalmente no identificados y que producen variación en más o menos respecto del valor verdadero. Se pesquisan sobre todo en datos en escala de intervalos en que, para sucesivas lecturas o mediciones de un mismo objeto, se observa una dispersión de valores.

3

Para reducir los errores se pueden realizar mediciones cuidadosas ya que no se cuenta con algún medio eficaz para evitarlos. Se utilizaron 6 ecuaciones para que nuestros datos fueran más exactos. Se utilizó la densidad promedio (Tabla No. I Ec.3.) para que este dato nos ayudara a obtener una mejor estimación de la densidad real. Luego se estimó la desviación estándar (Tabla No. II. Ec.4). La desviación estándar se define como la raíz cuadrada positiva de la varianza (la varianza se define como una medida de dispersión definida como esperanza del cuadrado de la desviación de dicha variable respecto a su media) [ CITATION Rod14 \l 4106] Se puede concluir que los resultados obtenidos se acercan a los datos teóricos que indican que la densidad del agua es de 997g/ml, la densidad del aceite es de 0.840 g/ml o 0.960 g/ml y la densidad de la miel es de 1402g/ml o 1413g/ml y obtuvimos datos cercanos a estos valores.

4

Conclusiones 1. La media, la desviación estándar y el erro relativo son muy importantes en el laboratorio ya que se utilizan para obtener análisis de error, y determinar qué tan precisos fueron los datos que se obtuvieron al realizar la práctica. 2. La repetición del procedimiento nos ayudó a obtener datos y resultados más precisos y exactos 3. El error relativo nos indica el porcentaje de error de cada instrumento utilizado 4. La medida nos muestra una estimación de la densidad real 5. La desviación estándar nos muestra la distancia entre nuestras medidas y la media. 6. Las pérdidas de solución al realizar el proceso con la miel se deben a la viscosidad de esta. 7. El volumen se puede medir fácilmente con instrumentos accesibles como una jeringa 8. Algunas mediciones variaron por el uso incorrecto del intrumento por parte del experimentador. Por ejemplo, a veces no se llenaba hasta la marca límite que muestra la jeringa. 9. Las incertezas variaron al momento de calcular la densidad tomando en cuenta los errores. Esto se debe a que la incerteza cambia cuando se relacionan dos incertezas. 10. A pesar de que los errores no se pueden evitar completamente, se pueden disminuir haciendo mediciones cuidadosas.

5

Metodología experimental 1. Se prepararon los materiales e instrumentos requeridos. 2. Se tomó una muestra de aproximadamente 250 mL de agua en un recipiente. 3. Se tomó la jeringa desechable y se llenó de agua hasta la marca de máximo volumen. 4. Se trasladó el agua medida en la jeringa a la taza medidora. 5. Se repitieron los pasos 3 y 4 hasta llenar por completo la taza medidora. 6. Se llenaron con los datos obtenidos la hoja de datos originales. 7. Se repitieron los pasos 3 al 6, 2 veces más. 8. Se tomó una fotografía de los pasos 3, 5 y 7 y se colocaron en la hoja de datos originales. 9. Se determinó el volumen del agua medido en la taza medidora multiplicando la cantidad de veces que se realizaron los pasos 3 y 4 por la capacidad de la jeringa utilizada y se llenó con los datos obtenidos la hoja de datos originales. 10. Se lavaron y secaron los materiales utilizados. 11. Se tomó una muestra de aceite en un recipiente (bowl). 12. Se tomó la jeringa desechable y se llenó de aceite hasta la marca de máximo volumen. 13. Se trasladó el aceite medido en la jeringa a la taza medidora. 14. Se repitieron los pasos 12 y 13 hasta llenar por completo la taza medidora. 15. Se llenó con los datos obtenidos la hoja de datos originales. 16. Se repitieron los pasos 12 al 15, 2 veces más. 17. Se tomó una fotografía de los pasos 12, 14 y 16 y se colocaron en la hoja de datos originales. 18. Se determinó el volumen del aceite medido en la taza medidora multiplicando la cantidad de veces que se realizaron los pasos 12 y 13 por la capacidad de la jeringa utilizada y se llenó con los datos obtenidos la hoja de datos originales. 19. Se lavaron y secaron los materiales utilizados. 20. Se tomó una muestra de miel en un recipiente (bowl). 6

21. Se tomó la jeringa desechable y se llenó de miel hasta la marca de máximo volumen. 22. Se trasladó la miel medida en la jeringa a la taza medidora. 23. Se repitieron los pasos 21 y 22 hasta llenar por completo la taza medidora. 24. Se llenó con los datos obtenidos la hoja de datos originales. 25. Se repitieron los pasos 21 al 24, 2 veces más. 26. Se determinó el volumen de la miel medido en la taza medidora multiplicando la cantidad de veces que se realizaron los pasos 21 y 22 por la capacidad de la jeringa utilizada y llene con los datos obtenidos a la hoja de datos originales. 27. Se lavaron y secaron los materiales utilizados. 28. Se concluyó limpiando el área en la que se trabajó.

7

Hoja de datos originales Universidad de San Carlos de Guatemala Laboratorio de Química General 1 Segundo semestre 2020 Fecha de la práctica 27/08/202 Nombre completo María Monserrath Carrera Klimowitz

Registro académico 202000514

Sección K4

HOJA DE DATOS ORIGINALES PRÁCTICA NO.2 Tabla I. Volumen de agua medido en la taza medidora

1

Capacidad de la jeringa 10mL

Cantidad de veces utilizada la jeringa 12

Volumen de la solución 120ml

2

10mL

12

120ml

12

120ml

Repetición

3 10mL Fuente: elaboración propia 2020.

Tabla II. Volumen de aceite medido en la taza medidora

1

Capacidad de la jeringa 10mL

Cantidad de veces utilizada la jeringa 11

Volumen de la solución 110ml

2

10mL

11

110ml

11

110ml

Repetición

3 10mL Fuente: elaboración propia 2020.

Tabla III. Volumen de miel medido en la taza medidora

1

Capacidad de la jeringa 10mL

Cantidad de veces utilizada la jeringa 8.7

Volumen de la solución 87ml

2

10mL

9

90ml

3

10mL

8.4

84ml

Repetición

Fuente: elaboración propia 2020

8

FOTOGRAFÍAS DEL PROCESO AGUA

ACEITE

MIEL

9

Muestra de cálculo (Ec.1) Determinación de la masa solución: Se utilizó la Pagina de conversiones (cocinando vengo)

(Ec.2) Determinación de la densidad: 𝑫𝒆𝒏𝒔𝒊𝒅𝒂𝒅 =

𝒎𝒂𝒔𝒂 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎𝒆𝒏

Densidad se representa con ρ Masa se representa con m Volumen se representa con v Con la primera corrida obtenida de la medición con la jeringa se tiene que: m=125 g v=120ml Sustituyendo en (Ec. 2) ρ=

125 g

120ml

ρ=1.04 g/ml (Se utilizó la Ec.2 para las corridas de las sustancias restantes)

(Ec.3.)Determinación del volumen: V=x*y Volumen se representa con v Veces que se llenó el instrumento(jeringa) se representa con x Capacidad del instrumento (jeringa) se representa con y Sustituyendo (Ec.3) x=12 y=10ml v=12*10 V=120ml 10

Análisis de error (Ec.4) Determinar la densidad promedio: (Media Aritmética) P = (ρ1 + ρ2 + ρ3) N Donde: P es la densidad promedio

ρ1 es la densidad de la primera corrida.

ρ2 es la densidad de la segunda corrida. ρ3 es la densidad de la tercera corrida N es el número de veces la corrida.

Tomando los datos obtenidos con la medición del agua se tiene que: ρ1 = 1.04 ρ2 = 1.04

ρ3 = 1.04 N =3

Sustituyendo en Ec.4 P = [(1.04g/ml) +( 1.04g/ml) +( 1.04g/ml)] 3 P = 1.04g/ml (Se utilizó la Ec.4 para las corridas de las sustancias restantes)

(Ec.4.2)

Determinación

de

la

desviación

estándar:

(Precisión) Se puede utilizar de una forma alternativa la fórmula de la media aritmética: 𝑥 =

∑𝑥𝑖 𝑛

(Ec 4.2)

𝑥 : Media aritmética

∑𝑥𝑖: Es la suma de los datos calculados 𝑛: Número de datos calculados

Sustituyendo en (Ec.4.2)

11

𝒔=√

∑(𝑥𝑖 − 1𝑥 )2 𝑁−

Dónde: s desviación estándar xi Es el valor de cada densidad

𝑥 Es el promedio de la densidad (Media)

N es el número de densidades.

Con los datos obtenidos se tiene que: x = 1.04g/ml

Xi1 = 1.04g/ml Xi2 = 1.04g/ml Xi3 = 1.04g/ml

𝒔=

1.04𝑔 1.04𝑔

1.04𝑔

1.04𝑔

1.04𝑔

1.04𝑔

− √∑( 𝑚𝑙 𝑚𝑙 )+( 𝑚𝑙 − 𝑚𝑙 )+( 𝑚𝑙 − 𝑚𝑙 ) 3−1

𝒔=√

∑(0)+(0)+(0) 2

S=0g/ml

12

(Ec.5)

Determinación de exactitud del instrumento: (error

relativo) 𝐄𝐫 = ( |𝐃𝐭 − 𝐃𝐞| ) ∗ 𝟏𝟎𝟎 Er = error relativo Dt = dato teórico De = dato experimental Para los datos obtenidos y sustituyendo en Ec.5: Dt=1.04g/ml De=0.796g/ml

𝐄𝐫 = ( |𝟏. 𝟎𝟒 − 𝟎. 𝟗𝟗| ) ∗ 𝟏𝟎𝟎

𝐄𝐫 = 𝟓

(Ec.6) Determinación de exactitud del instrumento: (error absoluto) 𝐄𝐫 = (

|𝐃𝐭 − 𝐃𝐞| 𝐃𝐞

) ∗ 𝟏𝟎𝟎

Er = error relativo Dt = dato teórico De = dato experimental Para los datos obtenidos y sustituyendo en Ec.6: Dt=1.04g/ml De=0.796g/ml

𝐄𝐫 = (

|𝟏.𝟎𝟒−𝟎.𝟗𝟗| 𝟎.𝟗𝟗

) ∗ 𝟏𝟎𝟎

𝐄𝐫 = 𝟓. 𝟎𝟓%

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Datos calculados Tabla No. IV masa, densidad y volumen de las sustancias empleadas. Agua corrida

Densidad (g/ml)

Volumen

Masa

1

1.04g/ml

120ml

125g

2

1.04g/ml

120ml

125g

3

1.04g/ml

120ml

125g

Aceite corrida

Densidad (g/ml)

Volumen

Masa

1

0.91g/ml

110ml

101.025g

2

0.91g/ml

110ml

101.025g

3

0.91g/ml

110ml

101.025g

Miel corrida

Densidad (g/ml)

Volumen

Masa

1

2.06g/ml

87ml

180g

2

2 g/ml

90ml

180g

3

2.1g/ml

84ml

180g

Fuente: elaboración propia

14

Tabla No. V: Densidad de las sustancias empleadas en SI.

Agua corrida

Densidad (g/ml)

1

1040 kg/𝑚3 1040 kg/𝑚3

2

1040 kg/𝑚3

3 Aceite

Densidad (g/ml)

corrida

910 kg/𝑚3

1

910 kg/𝑚3

2

910 kg/𝑚3

3 Miel corrida 1 2 3

Densidad (g/ml) 2060 kg/𝑚3 2000 kg/𝑚3 2100 kg/𝑚3

Fuente: elaboración propia

15

Tabla No.VI: Desviación estándar del agua, aceite, miel. Agua

Aceite

Miel

Desviación estándar (g/ml) (precisión)

Desviación estándar (g/ml) (precisión)

Desviación estándar (g/ml) (precisión)

0 kg/𝑚3

0 kg/𝑚3

5 𝑋10−3 g/ml

Fuente: tabla No.2

Tabla No.VII: Error relativo de las sustancias empleadas

Sustancia

Error absoluto

Agua

5%

Aceite

8%

Miel

45%

Fuente: elaboración propia

Tabla No. VIII: Error relativo de las sustancias

Sustancia

Error relativo

Agua

5 g/ml

Aceite

7g/ml

Miel

287.41g/ml

Fuente: elaboración propia

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Bibliografía 1. Gutiérrez, C. (2005). Introducción a la Metodología Experimental (1a ed.). México: Editorial Limusa. 2. Monterroso, R. (2014). Estadística descriptiva con aplicaciones inferenciales (2a ed.). Guatemala: Editorial SL. 3. Taucher, É. (1999). Bioestadística (2a ed.). Chile: Editorial Universitaria. 4. Zumdahl, S. S. (2007). Fundamentos de la Química (5a ed.). México: McGrawHill/Interamericana.

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E-grafía 

https://cocinandovengo.com/conversor-unidades/#listado



https://www.google.com/search?sxsrf=ALeKk02y53Fhqk8w9cuPF WzsrDob2uytbg%3A159



https://www.pequeocio.com/densidad/#:~:text=En%20estos%20ca sos%20se%20habla,%C2%ABinfinitesimal%C2%BB%20de%20la %20sustancia.

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