informe 1 materiales y equipos
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
NÚCLEO CARABOBO – EXTENSIÓN ISABELICA
Presentación y Uso de los Materiales del Laboratorio-Cálculo de Errores y Medición de Volumen en Derivados del Petróleo
Participantes:Abreu Luis C.I. 20.511.409Barrios Aliannys C.I. 15.320.767Buitriago Virginia C.I: 19.481.079Ferreira Margeliz C.I. 18.180.075Prieto Raiza C.I. 17.582.281Facilitador: Ing. Nelson MarínVII Semestre Sección 002
Valencia, Mayo de 2011
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL
NÚCLEO CARABOBO – EXTENSIÓN ISABELICA
Presentación y Uso de los Materiales del Laboratorio-Cálculo
de Errores y Medición de Volumen en Derivados del Petróleo
Participantes:Abreu Luis C.I. 20.511.409Barrios Aliannys C.I. 15.320.767Buitriago Virginia C.I: 19.481.079Ferreira Margeliz C.I. 18.180.075Prieto Raiza C.I. 17.582.281Facilitador: Ing. Nelson MarínVII Semestre Sección 002
Resumen
En este informe se plantea como objetivo la presentación y el uso de los materiales del laboratorio y cálculo de errores y medición de volumen en derivados del petróleo; la finalidad de realizar este informe reside en cumplir con los objetivos específicos y esenciales para así aumentar el conocimiento tanto teórico como experimental del estudiante en las prácticas realizadas, en las cuales se realizaron cálculos para hallar los errores absolutos de un cilindro graduado y un manómetro de presión, los cuales fueron ± 0,5 ml y ± 0,05 ml respectivamente, así como la obtención de la densidad del agua, con el picnómetro y el cilindro graduado, la cual fue de 0,96 gr/ml y 0,975 gr/ml respectivamente, con lo cual se concluye que los errores absolutos de los instrumentos dependen de las capacidades de estos y los errores que se cometan en cada ensayo van de errores accidentales a instrumentales.
CAPÍTULO I
Introducción
En este informe tiene por finalidad, presentar los materiales de laboratorio
describir sus respectivos usos para así realizar el cálculo de errores en
dichos equipos y la medición de volumen en derivados del petróleo, lo cual
permite conocer y experimentar todos los equipos, instrumentos y materiales
a utilizarse en el laboratorio de perforación I, y así dar inicio a la realización
de futuras prácticas de esta materia.
Es de gran importancia conocer los errores que pueden tener los
instrumentos de laboratorio, ya que el conocimiento de estos evitaría muchos
problemas a la hora de estudiar las variables de diferentes sustancias y al
momento de tomar medidas en la realización de experimentos.
Toda medida está sometida a errores, los instrumentos de medida están
constituidos de modo que producen errores inherentes sistemáticos. Las
limitaciones en la habilidad del experimentador o la capacidad para leer un
instrumento también conducen a errores y dan resultados desviados a los
que se les llama errores accidentales o errores de paralaje. Un error es la
desviación del valor real, los cuales pueden ser error absoluto, que es
tomado como un error instrumental y el error relativo.
En un instrumento donde se tiene un control riguroso de los errores
sistemáticos, se tiene una alta exactitud, lo cual implica que el conjunto de
medidas estará próximo al valor verdadero, por lo tanto aquí se explica la
importancia de conocer estos errores en los instrumentos.
Los objetivos a plantearse permitirán la obtención de conocimientos que
concedan al alumno experimentar y lo haga crítico de sus acciones,
cumpliendo diferentes normas y condiciones.
Objetivos
Objetivo General
Presentar los materiales de laboratorio con sus respectivos usos para
el cálculo de errores en dichos equipos y la medición de volumen en
derivados del Petróleo.
Objetivos Específicos
Explicar en forma clara y segura el uso del material en el laboratorio.
Identificar correctamente el material que se encuentra en el laboratorio
de Petróleo.
Realizar lectura de Volúmenes.
Determinar el error absoluto y relativo, considerando el rango y la
apreciación.
Utilizar la balanza de precisión.
Caracterizar y describir un equipo con el uso de tablas.
Cumplir cabalmente con las normas de higiene y seguridad del
laboratorio.
Formar equipo de trabajo.
Tabla de Materiales e Instrumentos
Tabla N°1 Materiales e Instrumentos de laboratorio
Instrumento Dimensión
Uso Marca Unidades Apreciación
Cilindro graduado
100 ml Medir volúmenes
Pobel ml 1 ml
Beaker 100 ml Calentar sustancias y
obtener precipitados de
ellas
Pyrex ml -
Balanza digital
200 gramos
Medir pesos de materiales y
sustancias
Ohaus gr -
Picnómetro 25 ml Determinar las densidades de
distintas sustancias.
Pyrex ml -
Manómetro de Presión
0-200 KPa
0-30 PSIg
Medir la presión en los
fluidos
WEKSLER KPa - PSIg 0,1 PSIg
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011))
En la tabla anterior se muestra la descripción de los diferentes equipos
utilizados en la práctica para calcular los errores absolutos y las mediciones
del volumen y masa del agua.
Fundamentos Teóricos
Los conocimientos realizados durante el desarrollo de una práctica de
laboratorio, haciendo uso de los materiales, instrumentos y equipos de
laboratorio, constituyen una oportunidad única para familiarizarse de los
hechos y leyes que rigen el desarrollo de las ciencias químicas.
Con el desarrollo de esta práctica podremos reconocer, describir y
comprender la estructura de materiales empleados en los trabajos de
laboratorio. También podremos identificar por el nombre, clasificar y señalar
los usos y funciones de cada uno de ellos.
Es importante porque para desarrollar actividades en el laboratorio
debemos tener en cuenta tanto normas y recomendaciones para una
correcta y segura experiencia en el mismo. En el presente informe se
especifican los términos de los instrumentos vistos en el laboratorio así como
las definiciones de los errores en los equipos.
Agua: Líquido incoloro, inodoro e insípido compuesto por oxígeno e
hidrogeno.
Apreciación: Es la medida mínima que puede medir un instrumento.
Beaker: Permite calentar sustancias y obtener precipitados de ellas.
Cápsula De Porcelana: Es de forma semiesférica y es utilizada para
efectuar preparaciones.
Cilindro graduado: Se utiliza cuando se requiere de una buena
exactitud y reproducibilidad en la medida para medir volúmenes.
Cronómetro: Es un reloj o una función de reloj utilizada para medir
fracciones temporales, normalmente breves y precisas.
Densidad: Es una relación entre la masa de un cuerpo y entre el
volumen que ocupa dicha masa.
Doble Nuez: La Finalidad que tiene la Doble Nuez es sujetar otras
herramientas, como argolla o pinzas, la cual a su vez debe sujetarse en un
soporte universal.
Embudos: Se utilizan para trasvasar líquidos o llenar recipientes de
boca estrecha. Por ejemplo, para llenar las buretas, También para filtrar
sustancias, colocando en ellos un embudo de papel, de forma cónica.
Error absoluto: Es una desviación del valor real de las mediciones
realizadas en los instrumentos. Está se mide por la relación de la apreciación
entre dos.
Espátula: Es una lámina plana angosta que se encuentra adherida a un
mango hecho de madera, plástico o metal.
Gradilla: Permite apoyar tubos de ensayo.
Hidrómetro: Es un instrumento que permite medir el caudal,
la velocidad o la fuerza de los líquidos que se encuentran en movimiento,
dependiendo de la graduación y aplicación de este mismo. También permite
medir la temperatura y los °API de un fluido.
Matraz Redondo de Fondo Plano: Son recipientes de vidrio,
esféricos, provistos de un cuello. Algunos tienen marcada una determinada
capacidad (aforados).
Mechero: Es un instrumento que está constituido por un barril, una
entrada de aire y una válvula para entrada de gas. Es utilizado en
laboratorios científicos para calentar o esterilizar muestras
o reactivos químicos.
Papel de Filtro: Se utiliza para filtrar disoluciones, reteniendo los
precipitados o impurezas. Para utilizarlos con el butchner, se recortan al
tamaño de éste, cuidando de que todos los agujeros queden tapados. Si es
para filtrar con un embudo, se les da forma cónica, debiendo quedar en
contacto con las paredes de éste y no superar su altura.
Papel de pH: Es utilizado para medir la concentración de Iones
Hidrógenos contenido en una sustancia o disolución.
Picnómetro: Es aparato que se utiliza para determinar las densidades
de distintas sustancias. También se conoce como frasco de densidades.
Consiste en un pequeño frasco de vidrio de cuello estrecho, cerrado con un
tapón esmerilado, hueco y que termina por su parte superior en un tubo
capilar con graduaciones.
Pipeta Graduada y Aforada: Son tubos estrechos de vidrio, graduados
o aforados, a veces con un ensanchamiento en la parte superior. Se utilizan
para medir, líquidos. Para ello se succiona por la parte superior, tapando la
abertura con la yema del dedo índice. Levantando suavemente éste, se
consigue enrasar al volumen deseado. Nunca se deben succionar
directamente líquidos corrosivos o venenosos. Hay pipetas automáticas que
facilitan el proceso.
Pizeta: Es un recipiente cilíndrico sellado con tapa rosca, el cual posee
una manguera pequeña con una abertura, capaz de entregar agua o
cualquier líquido que se encuentre contenido en la pizeta en pequeñas
cantidades (en forma de chorro).
Rango de Trabajo: Es la capacidad que tiene el instrumento de
medición.
Rango nominal: Es el resultado que se obtiene de la resta de una
longitud mayor de un instrumento menos la longitud menor del mismo.
Soporte Universal: Es un utensilio de hierro que permite sostener varios
recipientes.
Técnica del Trasvasado: Consiste en pasar un líquido de un recipiente
a otro.
Termómetros: Se utilizan para determinar la temperatura a la que
ocurre una reacción .Los hay de diferentes tipos, todos basados en la
variación que experimenta alguna propiedad termométrica con la
temperatura.
Trampa de Vacío: Se denomina también trompa de agua. Se utiliza
cuando necesitamos obtener vacíos (disminuciones de presión pequeñas).Su
fundamento es el rápido paso del agua, a través de un estrechamiento, entre
dos tubos que hay en el interior.
Tubos de Ensayos: Son cilindros de vidrio cerrados por uno de sus
extremos que se emplean para calentar, disolver o hacer reaccionar
pequeñas cantidades de sustancias. Los hay de vidrio ordinario y de
“PYREX”.
Vidrio de Reloj: Se usa para agitar mezclas reactivas y como accesorio
en el trabase de líquidos.
Viscosímetro: Se utilizan para medir la viscosidad de los fluidos.
¿Qué variables influyen en el proceso de selección del material e
instrumento más adecuado para realizar una medición?
A la hora de seleccionar el instrumento para trabajar en laboratorio es
necesario tomar en cuenta una serie de variables: la masa, el volumen, la
temperatura, la densidad, la viscosidad, entre otras.
¿Cómo se denomina el error más frecuente cometido al realizar las
lecturas de medidas?
Los errores más frecuentes pueden los accidentales o de paralaje, los
cuales dependen de la capacidad para leer un instrumento y las limitaciones
en la habilidad del experimentador.
¿Cómo se puede evitar este error?
Siendo estos errores humanos, se puede arreglar mediante la
precisión a la hora de leer las mediciones y las lecturas en los instrumentos.
¿Qué es un menisco?, ¿Cómo es un menisco cuando la sustancia
en el recipiente es agua?, ¿Cómo es un menisco cuando la sustancia en
el recipiente es mercurio?
El menisco es la superficie cóncava o convexa que separa a la fase
liquida (disolución) de la fase gas (aire). Cuando el líquido es agua el
menisco es cóncavo, y cuando es mercurio el menisco es convexo.
CAPÍTULO II
Procedimiento
Para identificar y conocer el uso de los materiales utilizados con más
frecuencia en el laboratorio se procedió a la observación de materiales,
equipos e instrumentos que se utilizan con más frecuencia en el laboratorio
en conjunto al uso que cada uno tiene.
El facilitador explico cuáles son los parámetros a tomar en cuenta a la
hora de la caracterización de un fluido, que en nuestro caso era aceite, luego
dio como instrumentos para medir sus rangos de trabajo, rango nominal, la
apreciación y el error absoluto a un cilindro graduado y un manómetro de
presión. Primero se midió el error absoluto del cilindro graduado de 100 ml
utilizando las fórmulas para el cálculo de errores. En una segunda parte del
cálculo de error se midió este para la el manómetro de presión de 200 KPa –
30 PSIg de capacidad.
Posteriormente el facilitador proporcionó instrumentos para la medición de
la densidad del agua. Dichos instrumentos fueron un beaker de 100 ml, una
balanza digital que puede medir hasta 200 gr, un cilindro graduado de 100 ml
y un picnómetro de 25 ml. Primero se procedió a pesar el picnómetro en la
balanza digital para tararla, luego se agregó agua al picnómetro para pesarlo
en la balanza digital. Después de haber obtenido el resultado de la masa del
agua, este se dividió con los 25 ml de volumen que tenía el picnómetro y dio
finalmente a la densidad del agua, de igual manera se realizó con el cilindro
graduado, se pesó en la balanza, se le agrego un volumen de agua de 49 ml
y se volvió a pesar para obtener la masa del agua luego este valor se dividió
entre el volumen, obteniendo así la densidad del agua.
Luego de haber realizado todas estas prácticas se procedió a limpiar los
instrumentos utilizados y ordenarlos en los lugares correspondientes.
Tabla de Datos
Tabla N° 2 Cálculos de errores en Instrumentos
InstrumentoRango de Trabajo
Rango Nominal
ApreciaciónError
Absoluto
Cilindro graduado
0- 100 ml 10 ml 1 ml ± 0,5 ml
Manómetro de Presión
0- 200 KPa
1- 0-30 PSIg1 PSIg 0,1 PSIg ± 0,05 PSIg
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
En esta tabla se presentan los resultados obtenidos de haber calculado
los errores para llegar al error absoluto del cilindro graduado y el manómetro
de presión.
Tabla N° 3 Determinación de la Densidad de una Sustancia
Instrumento Sustancia Masa VolumenDensidad
(m/v)Picnómetro Agua 24,0 gr 25 ml 0,96 gr/ml
Cilindro graduado
Agua 47,8 gr 49 ml 0,975 gr/ml
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
En esta tabla se muestran las mediciones hechas en la balanza digital y
en el cilindro graduado con respecto al agua. La masa se obtuvo de pesar el
agua en el picnómetro y en el cilindro graduado en la balanza digital, y el
volumen fue la capacidad que tenían los instrumentos los cuales contenían a
su vez al agua medida, por lo cual la relación de estas características dio la
densidad del agua.
Tabla N° 4 Mediciones en las Instrumentos
Práctica Instrumento Dimensión Sustancia medida
Cantidad medida
Determinación de Densidad
Picnómetro 25 ml Agua 25 ml
Determinación de Densidad
Cilindro graduado
100 ml Agua 49 ml
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
En esta tabla se muestran las cantidades medidas en los diferentes
instrumentos utilizados en las prácticas. Se trabajó con agua y se midió está
en estos diferentes instrumentos.
Tabla N° 5 Caracterización de la Muestra (Aceite)
Identificación Aceite
Procedencia Laboratorio de Petróleo
Día Martes
Fecha 03-05-11
Hora 9:50 am
Estado Líquido
Olor Característico
Color Amarillo
Cantidad de muestra S/D
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
En la tabla anterior se muestra la caracterización de la muestra
suministrada por el facilitador, la cual fue aceite.
Tabla N° 6 Caracterización de la Muestra (Agua)
Identificación Agua
Procedencia Laboratorio de Petróleo
Día Martes
Fecha 03-05-11
Hora 10:30 am
Estado Líquido
Olor Inodora
Color Incolora
Cantidad de muestra S/D
Densidad 1 gr/ml
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
En la tabla anterior se muestra la caracterización de la muestra
utilizada para el desarrollo experimental de esta práctica, la cual fue el agua.
Muestra de Cálculos
En esta sección se mostraran los cálculos realizados para la obtención
de los datos alcanzados, mostrados en las tablas anteriormente expuestas. .
En la tabla N° 2 de cálculos de errores en instrumentos utilizados se
utilizaron las fórmulas para calcular el rango nominal, la apreciación y el error
absoluto.
Cilindro graduado
RT: 0-100 ml
RN= Lm – Lm
RN= 70 ml – 60 ml = 10 ml
−Apre= RNN /¿
Apre=10ml10
=1ml
−EA= Apre2
EA=1ml2
=0,5ml
Manómetro de Presión
RT: 0-200 KPa
0-30 PSIg
RN= Lm – Lm
RN= 15 PSIg - 14 PSIg = 1 PSIg
−Apre= RNN /¿
Apre=1PSIg10
=0,1 PSIg
−EA= Apre2
EA=0,1PSIg2
=0,05ml
Para la determinación de la densidad del agua expuesta en la tabla N°
3 se realizaron los siguientes cálculos:
Picnómetro
-Masa del agua: 24,0 gr
-Volumen: 25 ml
D=mV
D=24,0 gr25ml
=0,96 gr /ml
Cilindro Graduado
-Masa del agua: 47,8 gr
-Volumen: 49 ml
D=mV
D= 47,8gr49ml
=0,975 gr /ml
CAPÍTULO III
Análisis de los Resultados
Tabla N° 7 Relación Rango de Trabajo y Error Absoluto
Instrumento Rango de Trabajo
Error Absoluto
Cilindro graduado
100 ml ±0,5 ml
Manómetro de presión
0-30 PSIg ±0,05 PSIg
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
Gráfico N°1 Rango de Trabajo vs Error Absoluto
Cilindro Graduado Manómetro de Presión0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Rago de Trabajo Error Absoluto
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
En la tabla N° 6 se realizó una comparación del rango de trabajo o
capacidad de los instrumentos con el error absoluto que estos tienen. Los
instrumentos utilizados para calcular dichos errores fueron el cilindro
graduado, el cual con una capacidad de 100 ml posee un error de ±0,5 ml, y
el manómetro de presión de 30 Psig de capacidad, el cual muestra un error
de ± 0,05 Psig. Esto errores quieren decir que, si se hace una medida de
alguna sustancia con estos instrumentos va a haber un error ya sea mínimo
o máximo en la medida realizada.
De la tabla N° 3 para la Determinación de la Densidad de una sustancia
Instrumento Sustancia Masa VolumenDensidad
(m/v)Picnómetro Agua 24,0 gr 25 ml 0,96 gr/ml
Cilindro graduado
Agua 47,8 gr 49 ml 0,975 gr/ml
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
Gráfico N° 2 Relación masa, volumen y densidad del agua
Picnómetro Cilindro Graduado 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Masa Volumen Densidad
Autores: Abreu, Barrios, Buitriago, Ferreira y Prieto (2011)
En el gráfico se puede observar una relación de tres variables como lo
son la masa, el volumen y la densidad. Se observa que según la ecuación la
densidad es igual a la masa entre el volumen obteniendo como resultados
una densidad de agua para los instrumentos utilizados de 0,96 gr/ml y 0,975
gr/ml.
Teóricamente se sabe que la densidad del agua es 1 gr/ml pero
calculando esa densidad con los instrumentos de laboratorio se está
expuesto a errores tanto instrumentales como accidentales.
CAPÍTULO IV
Conclusiones
El objetivo de esta práctica es presentar los materiales de laboratorio con
sus respectivos usos para el cálculo de errores en dichos equipos y la
medición de volumen en derivados del Petróleo.
Partiendo de los objetivos planteados, se cumple que el uso de los
materiales de laboratorio es de gran importancia, ya que de ellos dependen
las mediciones y las manipulaciones de todas las sustancias que se manejen
en este.
En otra parte, de acuerdo a las prácticas realizadas con los diferentes
materiales e instrumentos en el laboratorio, estas fueron satisfactorias y
dieron los resultados que se quisieron obtener observando los errores de
cada instrumento ya sea para calcular densidades o solamente calcular los
errores de cada equipo.
Para la práctica de cálculo de errores en los instrumentos, se utilizaron un
cilindro graduado y el manómetro de presión, y se halló los errores absolutos
que poseen estos materiales, los cuales varían de acuerdo a las capacidades
de ambos instrumentos.
Para el cálculo de densidad se tomó como sustancia el agua, la cual se
midió en un volumen del picnómetro y de un cilindro graduado, luego se
pesaron en una balanza digital para así determinar la densidad de esta. Se
pudo observar que en la densidad del agua calculada se dio un error mínimo,
ya sea por la medición de la sustancia como por la capacidad del
instrumento, es decir hubo un error tanto accidental como instrumental, en
donde los errores de los instrumentos ya se habían calculado anteriormente.
Recomendaciones
Para la selección de materiales e instrumentos con que se va a trabajar
es importante tener claro que variables se van a medir, como la masa, el
volumen, la temperatura, la viscosidad, entre otras.
A la hora de trabajar en el laboratorio es importante poseer las equipos de
protección necesarios para evitar accidentes humanos. Estos equipos
pueden ser la bata, lentes industriales, guantes, entre otros.
Para la medición de sustancias en los insturmentos es sumanemte
importante tener la mayor precicisón posbile en la lectura a tomar, y trabajar
de la mejor forma con los instrumentos para no cometer muchos errores. Por
ejemplo, para la medición del volumen de un líquido debe hacerse de
acuerdo al líquido, es decir, si el líquido a medir es claro o transparente el
menisco debe ser cóncavo, debe mantener el envase en forma vertical y fijo
de modo que la línea de aforo coincida con la lectura exacta en el rango de
medida. Si por el contrario el líquido es opaco el menisco deber ser convexo,
y se procede a hacer coincidir el aforo con la parte superior del menisco con
una lectura exacta de rango de medida del instrumento. Cuando se trabaje
con la balanza digital, y se esté pesando algún material, no se debe colocar
otros pesos o utensilios en el mesón y no debe estar nadie afincado sobre el
mismo, para que se pueda tarar bien la balanza.
A la hora de agregar algún líquido en el cilidnro o pipeta, es importante no
dejar gotas del líquido en las paredes de estos, ya que podría variar los
volúmenes del líquido medido.
Se deben lavar los instrumentos después de haberlos utilizados y
ordenarlo en sus lugares respectivos, para que no haya ninguna pérdida de
los materiales.
Referencias Bibliográficas
Instituto Universtario de Tecnología de Administración Industrial,
extensión valencia (2007). Manual de prácticas y Asesoramiento para
Elaboración de Informes Técnicos del Laboratorio de Petróleo I.
Diccionario de la Lengua Española. (1994). Larousse Editorial; S.A. México
DF, México.
TP- Laboratorio químico. (2009). Materiales de Laboratorio.
Disponible:http://tplaboratorioquimico.blogspot.com/search/label/Materiales
%20de%20Laboratorio [Consulta: Mayo 06, 2011]
GAB Sistemática Analítica S.L. (2010). Instrumentación Científica, Técnicas y Reactivos.Disponible:http://shop.gabsystem.com/b2c/index.php?
page=pp_productos.php&tbusq=1&md=1&ref=ref-13[Consulta: Mayo 07, 2011]
ANEXOS
Balanza digital
Cilindro graduado
Picnómetro
Beaker
Manómetro de Presión