Universidad Autónoma de Chiriquí

Facultad de Medicina

Escuela de Emergencias Médicas

Informe de laboratorio

Medición: precisión y exactitud

Realizado por:

Villarreal Saily 4-761-169

Rodríguez Aliethy 4-739-1532

De León Nazareth 2-732-1422

Saldaña Luis 4-770-1117

Castillo Luis 4-746-1718

Profesor: William de Gracia

Fecha de entrega

Viernes 7 de septiembre de 2012

Titulo

Medición: precisión y exactitud

Objetivos

Diferenciar los conceptos de exactitud y precisión

Expresar correctamente una medición

Calcular la incertidumbre en una medición

Resumen

En esta experiencia se buscó medir la precisión y exactitud de los

elementos de laboratorio, mediante el cálculo del error absoluto y la

desviación estándar. Los propósitos de este experimento se plantearon

desde el inicio: practicar el cálculo y la expresión, de las densidades de

sólidos y líquidos como resultados de experimentos. Y establecer la

diferencia de conceptos entre exactitud la cual depende del

instrumento y precisión que depende del observador. Para realizar

dichos cálculos se realizaron pruebas con elementos volumétricos

(pipeta, probeta) y un vaso de precipitados, analizando su precisión y

exactitud, tomando como referencia absoluta una bureta, también se

determinó la masa promedio y la determinación estándar de la

medición por medio del peso de los centavos.

Luego de estas experiencias deberíamos ser capaces de saber,

dependiendo del uso requerido y el nivel de precisión y exactitud que

requiera una experiencia determinada, que elementos de laboratorio vamos a utilizar en nuestros trabajos.

Introducción

La ciencia depende de la información cuantitativa que se obtenga es

decir las mediciones. El resultado de estas mediciones nos lleva a

realizar conclusiones, aunque se sabe que toda medición está sujeta a

errores, por ello la calidad de estas es fundamental. La exactitud y la

precisión son elementos necesarios en toda medición. La exactitud es el

grado de concordancia entre el valor medio y el verdadero y la

precisión no es más que la capacidad de un instrumento de dar el

mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas

condiciones. Es decir que es el grado de repetición de una medida dada

en términos de incertidumbre. No debe confundirse con exactitud.

Materiales y reactivos

Materiales Reactivos

4 centavos de antes de 1981

4 centavos después de 1983

Regla de 30cm

Clips grandes

Balanza granataria.

Probeta de 50mL.

Vaso Químico de 200mL.

Pipeta de 1mL.

NaCl

Agua ( H2O)

Toxicidad de los reactivos

NaCl (Cloruro de Sodio)

Sinónimos: Sal refinada, Halito, Sal de roca, Sal de mar, Sal de cocina.

Apariencia: Sólido blanco cristalino, higroscópico.

Información toxicológica: No es un producto tóxico.

Efectos para la salud

Inhalación: Irritación de la nariz y la garganta.

Ingestión: No presenta ningún efecto.

Piel: Posible irritación.

Ojos: Las soluciones muy concentradas pueden ocasionar irritación.

El polvo ocasiona enrojecimiento y puede ser perjudicial para los

ojos.

Manipulación

Usar siempre protección personal así sea corta la exposición o la

actividad que realice con el producto. Mantener estrictas normas de

higiene, no fumar, ni comer en el sitio de trabajo. Conocer en donde está el equipo para la atención de emergencias.

Primeros auxilios

Inhalación: Trasladar al aire fresco. Si no respira administrar

respiración artificial. Si respira con dificultad suministrar oxígeno.

Mantener la víctima abrigada y en reposo. Buscar atención médica si

es necesario.

Ingestión: Lavar la boca con agua. Si está consciente, suministrar

abundante agua. No inducir el vómito. Buscar atención médica si es

necesario.

Piel: Retirar la ropa y calzado contaminados. Lavar la zona afectada

con abundante agua y jabón, mínimo durante 15 minutos. Si la

irritación persiste repetir el lavado. Buscar atención médica de

inmediato.

Ojos: Lavar con abundante agua, mínimo durante 15 minutos.

Levantar y separar los párpados para asegurar la remoción del

químico. Si la irritación persiste repetir el lavado. Buscar atención

médica.

Procedimiento

A. DETERMINACIÓN DE LA MASA PROMEDIO Y DESVIACION ESTANDAR

B. DETERMINACIÓN DE LA PRECISIÓN

C. CALCULO DE % DE ERROR EN DENSIDAD DE LÍQUIDOS

Pesar individualmente

centavos antes de 1981

Calcular X para masa de

centavos

Repetir proceso con

centavos desp. De 1983

Pesar juntos los centavos antes

de 1983 y repetir proceso con los

centavos después de 1983

Medir 5 ml de H2O

en probeta Pipetear un ml de H2O

y contar gotas

contenidas

Repetir proceso de

extracción y contar

gotas

Determinar precisión

por cálculo de

desviación

Pesar vaso químico;

medir H2O en probeta Transferir líquido al vaso y

volver a pesar: determine

densidad de H2O

Repetir proceso agregando

NaCl al H2O Comparar densidades de

agua sola y de agua con sal

D. FACTOR DE CONVERSIÓN Y % DE ERROR

Medir en cm un clip por cada

integrante de grupo

Repetir lo mismo en

pulgadas;

Calcular valor promedio de

ambas mediciones y factor

de conversión

Determinar porcentaje de

error

Resultados

A. DETERMINACIÓN DE LA MASA PROMEDIO Y DESVIACIÓN

ESTANDAR.

Centavos antes de 1981

Masa Centavos después de 1983

Masa

1977 3.04g 1983 2.36

1980 3.00g 1996 2.65

1979 3.03g 2001 2.65

1968 3.14g 2011 2.65

Masa total 12.21

Masa total 10.31

Todos los centavos antes de 1981

12.21g Todos los centavos antes de 1983

10.3g

Año Mi (g) Ei:(Mi-M) (g) ΙEiΙ (g) ΙEiΙ2 (g)2

1977 3,04 3,04-2,36= 0.68 0,68 0,4624 1980 3,00 3,00-2,65= 0.35 0,35 0,1225 1979 3,03 3,03-2,65= 0.38 0,38 0,1444 1968 3,14 3,14-2,65= 0.49 0,49 0,2401 ∑Xi=12,2 ∑ Ei = 1.90 ∑ΙEiΙ= 0,47 ∑ΙEiΙ

2= 0.9694

Valor promedio ∑Mi=(3,00 + 3,04+ 3,03 +3,14) 4 ∑Mi= 12,2 g 4 ∑Mi = 3,05 g

Dispersión Media ∑ΙEiΙ= (0,68 + 0,35 + 0,38 + 0,49) g 4 ∑ΙEiΙ = 1,9 g 4 ∑ΙEiΙ = ±0,475 g

B. DETERMINACIÓN DE LA PRECISIÓN

Se vertieron 5.0mL de agua y luego en la pipeta (con una medida de incertidumbre

de ±0.006mL) se sacó 1mL. Posteriormente el procedimiento se desarrollo 2 veces

más. En cada una se contó la cantidad de gotas.

Pruebas Número de gotas

Prueba 1 20 gotas

Prueba 2 21 gotas

Prueba 3 22 gotas

Promedio del número de gotas

21 gotas

Para determinar la precisión se calculó la desviación de la siguiente forma:

Calculando:

21-20= (1)2 = 1

21-21= (0)2 = 0

22-21= (1)2 = 1

Ι2Ι = 2

Reemplazando en la fórmula:

S= ±√∑(x-x1)2/n-1 = ±√2/2 = ±1

Por lo que la respuesta del cálculo de desviación es (21±1) gotas.

DE ACUERDO AL MÓDULO

DESVIACIÓN ESTANDAR= VALOR MAS ALTO-VALOR MAS BAJO/ # DE

MEDICIONES

Desviación Estándar S = ±√∑ ΙEiΙ N - 1 S = √± 0,475 g2

√ 3

S =

DESVIACIÓN ESTANDAR= 22-20/3

D.E.= 0.66

C. CALCULAR EL % DE ERROR EN LA DETERMINACIÓN DE LA

DENSIDAD DE LOS LÍQUIDOS.

En esta sección se pesó un vaso químico y en una probeta con una

incertidumbre de ±0.4 mL.

Instrumento Medición

Vaso químico 118.64g Vaso químico con agua

137.79g

Se procedió a calcular la masa de al agua restando el medida 2 de la

medida 1 de la siguiente forma:

(137.79g-118.64g) = 19.5g

La densidad se calcula dividiendo la masa entre el volumen.

D= m/V

Reemplazando obtenemos:

D= 19.5g/20mL = 0.96 g/mL

Calculando el porcentaje de error es del 4%

% de error= 1.0g/mL – 0.96g/mL x100 = 4%

1.0 g/mL

Al repetir el procedimiento pero agregarle el NaCl los resultados obtenidos fueron:

Instrumento Medición

Vaso químico 118.64g Vaso químico con agua y sal

140.32g

Se procede a calcular la masa del agua m= 140.32g-118.64g. Posteriormente se

calcula la densidad del agua.

D=m/V

D= 21.68g/20mL = 1.08g/mL

Al comparar la densidad teórica del agua sola y la del agua salada observamos

que la densidad del agua se vio afectada al agregarle el NaCl. La densidad del

agua aumentó de su valor teórico (1.0g/mL) a 1.08g/mL.

D. CALCULANDO FACTOR DE CONVERSIÓN Y EL % DE ERROR.

CLIPS(PRUEBA 1) MEDIDA(cm) CLIPS(PRUEBA 2) MEDIDA(pulgadas)

Clip 1 9.6cm Clip 1 3.12pulgadas

Clip 2 9.7cm Clip 2 3.13 pulgadas

Valor sumado 19.3cm Valor sumada 6..25pulgadas

Valor promedio 9.65cm Valor promedio 3.12 pulgadas

Factor de conversión

Una pulgada= 2.6cm

9.65cm (1plg/2.6cm) = 3.71 cm

9.7cm / 2.59 cm = 3.81 cm

Calculando del % de error: 9.65cm- 9.7cm x 100 = 5 %

9.65cm

Discusión

Los centavos están hechos de cobre brillante, pero el brillo se pierde

poco a poco porque el cobre reacciona lentamente con el oxígeno

presente en el aire. Al calcular la masa promedio de los centavos y

desviación estándar se obtuvo que los centavos mejores fabricados son

los de que fueron creados antes de 1981, ya al momento de la medición

presentaron una masa mayor; al ser pesados en grupo e

individualmente. Esto se debe a que el cobre utilizado en aquellos años,

era de mejor calidad que el que se utiliza para la elaboración de los

centavos de años más recientes. A parte de que con el paso de los años

los centavos por ser de cobre, pierden parte de sus componentes con el

paso de los años.

La precisión es la capacidad de un instrumento de dar el mismo

resultado en mediciones diferentes. Para determinarla se comprobaron

las gotas que componen 1mL de agua en una pipeta, la cual como todo

instrumento de laboratorio tiene un margen de error, el cual influyo

como un factor de incertidumbre, para que al momento de trasvasar el

agua de un recipiente a otro el resultado obtenido, no sea exacto sin un

valor aproximado al real.

La densidad es la relación volumen-peso de un material. La densidad

del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de

temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua

líquida tiene una mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la

temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965

kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza

una densidad de 1 kg/litro. Al calcular el % de error en una medición,

para determinar la densidad de una sustancia liquida, en el caso del

agua; la cantidad de masa que existe en un determinado volumen varía

dependiendo del instrumento utilizado para medirla, debido a errores

de incertidumbre.

La sal común, es el cloruro de sodio (NaCl), es un compuesto soluble

en agua. Al añadir sal al agua esta aumenta su densidad, debido a que

esta tiene una mayor masa y densidad e impide la formación de

puentes de hidrógeno y las moléculas de agua, rodean los cristales de

NaCl, para disociarlos, por lo que las moléculas están más juntas, que

cuando es agua pura. En un volumen dado la densidad del agua se verá

afectada directamente y esto hará que aumente su valor teórico.

El factor de conversión es una fracción en la que el numerador y el

denominador valen lo mismo (son valores iguales expresados en

unidades distintas), por lo tanto la fracción de conversión vale la

unidad. Determinar el % de error de un clip, utilizando medidas de

diversas escalas como las pulgadas y los centímetros, dará como

resultado la cantidad de centímetros, existe en una pulgada. El error

dado al calcular la longitud de un clip que no mide más de 10cm, puede

deberse a que el instrumento utilizado para medirlo una regla, no está

graduado correctamente, lo que influye de manera directa en el % de

error de cualquier medida realizada con este instrumento.

Conclusiones

El porcentaje de error al determinar la densidad de un determinado

líquido como el agua, tiene que ver con la exactitud con que se efectúen

las medidas de su peso y el volumen que se pesa, así como el

instrumento utilizado para medir cierta cantidad de volumen.

Todas las medidas experimentales vienen afectadas de una

imprecisión, error de cálculo conocido como incertidumbre, que está

ligada con la precisión y exactitud, ya sea de un instrumento o del

observador.

Sabemos que todo resultado experimental se caracteriza por su

precisión y exactitud. Podemos concluir también que, dependiendo del

dispositivo que se utilice para medir afectará o no la precisión y

exactitud de la misma. Así, mediante la desviación estándar, pudimos

determinar cuánto se separan los datos y por otro lado, qué tanto

porcentaje de error se dieron en las mediciones.

Bibliografía

Petrucci, R.H., W.S. Harwood, and F.G. Herring, Química General. 8 ed.

2003, Madrid: Pearson Educación, S.A. 1288.

http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1__Los_oc_anos_y_el_clima/-

_Las_propiedades_del_agua_3uj.html

http://www.uamenlinea.uam.mx/materiales/quimica/KONIGSBERG_FAINST

EIN_MINA_La_teoria_y_la_practica_en_el_labo.pdf

Cuestionario

1. ¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?

R: La masa es la cantidad de materia que tiene un cuerpo, mientras que el

peso es la fuerza con la que dicho cuerpo es atraído por la gravedad, además la

masa es una magnitud escalar, mientras que el peso es una magnitud vectorial.

2. ¿Cuál es la diferencia entre densidad y peso específico?

R: La densidad está relacionada con el grado de acumulación de materia (un

cuerpo compacto es, por lo general, más denso que otro más disperso), pero

también lo está con el peso, es decir, la relación entre masa de un cuerpo con

respecto a su volumen, llamada también masa específica. En cambio el peso

específico representa la fuerza con que la Tierra atrae a un volumen unidad de

la misma sustancia considerada, ósea es la propiedad de la materia que

relaciona el peso contenido con respecto a su volumen.

3. Mencione posibles causas de error que hayan afectado cada parte

del laboratorio.

R: las posibles causas que afectaron, cada parte del laboratorio fueron:

Las imprecisiones de manipulación del operador al momento de hacer

la medición

La mala manipulación por parte del operador al momento que realiza la

medición, contribuye a que haya un error de paralaje

Mala calibración del equipo; es decir el instrumento no marca cero

cuando la magnitud medida es nula (por ej., en una balanza).

Errores al momento de realizar las mediciones o establecer la diferencia

entre el valor medio y el valor real.