FUNDACIN UNIVERSITARIA TECNOLGICO DE COMFENLACOCARTAGENA

INGENIERIA DE PROCESOS

INSTRUMENTACION Y CONTROL DE PROCEOS INDUSTRIALES, SECCION N 3

GUIA DE LABORATORIO # 1

PREPARADO POR:

TOUS ORTEGA JUAN JOS

HERRN VILLALBA JORGE

CARTAGENA MATORELL NESTOR

CARTAGENA, COLOMBIAAO 2015

INTRODUCCIN

La Densidad, es la masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa es significa la relacin entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 C, que se toma como unidad. Como un centmetro cbico de agua a 4 C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numricamente a su densidad expresada en gramos por centmetro cbico. La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y despus su volumen; ste se puede calcular a travs del clculo si el objeto tiene forma geomtrica, o sumergindolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el lquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de lquidos se utiliza el densmetro, que proporciona una lectura directa de la densidad, En esta ocasin utilizaremos el mtodo del picnmetro para medir densidades en lquido y para el caso de solidos utilizaremos una probeta.El trmino de densidad tambin se aplica a las siguientes magnitudes: 1) La relacin entre el nmero de partculas en un volumen dado, o el total de una determinada cantidad que existe en un volumen, y dicho volumen. Es el caso de la densidad de carga, la densidad de electrones o la densidad de energa. 2) La energa luminosa por unidad de volumen . 3) La oscuridad de una imagen en una pelcula o placa fotogrfica .

OBJETIVOS GENERALES Desarrollar destrezas para determinar numricamente las densidades de lquidos y slidos con los datos obtenidos en el experimento. Adaptar, aplicar y evaluar cada uno de los parmetros de estudio obtenidos en la prctica de laboratorio.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Realizar mediciones de masa en la balanza. Medir volmenes de lquidos usando material volumtrico de laboratorio. Ejecutar clculos matemticos para determinar la densidad de lquidos y slidos.

MARCO TEORICO.Densidad: es una propiedad inherente de cada sustancia y es muy til en su identificacin. Se define como la relacin que existe entre masa y volumen o la cantidad de materia que ocupa un espacio especfico. La relacin est dada por la ecuacin: MASADENSIDAD = ------------------ VOLUMEN

Masa: es la cantidad de materia que hay en un objeto. La masa de un objeto es una cantidad invariable, independiente de su posicin; se puede medir en una balanza al compararla con otras masas conocidas.

Volumen: cantidad de espacio que ocupa la materia.

MATERIALES:Balanza analticaPicnmetro.

Probeta graduada de 100 ml.Agua destilada

ErlenmeyerEsptula

Pipeta

PROCEDIMIENTO Se Calcularan y anotaran todos los volmenes, por lo que se debe hacer la medicin de la masa con la mxima precisin en la balanza, as mismo los clculos deben hacerse con la mayor exactitud posible teniendo en cuenta cada una de las formulas presentadas por el tutor, por consiguiente se analizaran los errores absolutos y relativos de todas las medidas en comparacin de variables de otros experimentos similares realizados en el laboratorio.Aplquese la siguiente frmula para el caso de lquidos:

P lleno P vacoP = ------------------------ V Picnmetro

Aplquese esta frmula para el caso de solidos:

MASADENSIDAD = ------------------ VOLUMEN

Densidad de una ROCA: Pese una roca. Llene la probeta de 100 ml con agua potable hasta 40 ml. Vierta la roca cuidadosamente en la probeta que contiene el agua. anote el volumen exacto del agua + roca. por diferencia encuentre el volumen de la roca. divida, la masa de la roca entre el volumen y halle la densidad.Densidad del AGUA: Pese un picnmetro vaco y seco , apunte el valor del volumen del picnmetro y el valor de la masa, con todos los decimales posibles. Apunte los datos en la tabla de resultados. llene completamente el picnmetro de agua y coloque la tapa para que la medida sea exacta. Vuelva a pesar el picnmetro con agua y apunte el valor en la tabla de resultados. Aplique formula descrita anteriormente para determinar densidad de lquidos.Densidad del ETANOL: Lave muy bien el picnmetro. Squelo. proceda de la misma manera que en el punto anterior. llene completamente el picnmetro de ETANOL y coloque la tapa para que la medida sea exacta. Vuelva a pesar el picnmetro con ETANOL y apunte el valor en la tabla de resultados. Aplique formula descrita anteriormente para determinar densidad de lquidos.ANALISIS DE RESULTADOS.ROCADENSIDAD DE LA ROCA

Masa de la ROCA7,4458 g

Volumen de agua en la probeta.40 ml

Volumen final de agua en la probeta.43 ml

Volumen de la ROCA.

2,48 g

Para esta prueba se pesaron 3 rocas de diferente masa.1) Roca de 13,3381g con una densidad de 2,66 g/ml2) Roca de 7,4458g con una densidad de 2,48 g/ml3) Roca de 4,6116 con una densidad de 2,30 g/mlPor lo que se escogi la de valor intermedio para realizar las tabulaciones pertinentes en nuestra tabla de datos y representacin de grficas.AGUADENSIDAD DEL AGUA.

Masa del picnmetro vaco.14.5376 g

Masa del picnmetro con AGUA.39.497 g

Volumen del AGUA.

25 ml

Densidad del AGUA.

0,999 g/ml

Despus de realizados los anlisis y en comparacin con el valor convencionalmente correcto se realizaron clculos para determinar el error absoluto y relativo de nuestros resultados.Aplicando el mtodo para hallar densidades de lquidos, se obtuvo una densidad de 0,999 g/ml con un error absoluto de -0,001 y un error relativo de -0,1%.

Eabs = 0,009 - 1 = - 0,001 g/m

Erel = -0,001/1 x 100 = -0,1%El agua comprende una densidad de 1 g/ml.

ETANOL

DENSIDAD DEL ETANOL

Masa del picnmetro vaco.14.5376 g

Masa del picnmetro con ETANOL.39.5376 g

Volumen del ETANOL.25 ml

Densidad del ETANOL0.7958 g//ml

Despus de realizados los anlisis y en comparacin con el valor convencionalmente correcto (0.79 g/ml), se realizaron clculos para determinar el error absoluto y relativo de nuestros resultados.Aplicando el mtodo para hallar densidades de lquidos, se obtuvo una densidad de 0,7958 g/ml con un error absoluto de 0,0158 y un error relativo de 2,69%.

Eabs = 0,7958 - 0,79 = 0,0058 g/mlErel = 0,0058/0,79 x 100 = 0,73%El etanol o alcohol etlico comprende una densidad de 0,79 g/ml.

ANLISIS, COMPARACIN DE VARIABLES

Lo anterior es la grfica de parmetros generales donde estn estipuladas todas las lecturas realizadas por los compaeros, la finalidad es comparar cada una de las lecturas en las diferentes variables medidas.Podemos asegurar que en la primera medicin donde se nos peda hallar densidad de una roca, es diferente para todos, pues los slidos eran de diferentes masas.Caso diferente es para la determinacin de densidad con lquidos, pues ya estos tienen valores estndar donde la finalidad solo era corroborar que tan cierto eran sus parmetros convencionalmente correctos. ROCA AGUA

GRUPO 12.48490.99990.7958

GRUPO 20.1750.98620.785

GRUPO 32.50580.98820.9337

GRUPO 42.65121.0040.7916

GRUPO 52.55420.99050.7821

Por deduccin se logra observar que en los lquidos de valor estndar se presentaron muchos errores en medida, por lo que algunos valores fueron muy cercanos y otros muy lejanos a la cuanta real.Para el primer caso, las variaciones no son con relacin a un valor estndar puesto que todos los grupos posean rocas de diferente morfologa, pero no est dems verificar si el proceso se realiz como se explicaba en la gua.Para la verificacin de la situacin 1, decidimos separar la columna perteneciente a la densidad de la roca y graficar para lograr un mayor anlisis y comparacin en los parmetros de investigacin.GRUPOS ROCA

12.4849

20.175

32.5058

42.6511

52.5542

4 de los 5 grupos realizaron una medicin casi que similar, diferencia del grupo 2 se fija claramente error en el resultado final.Las lecturas 1, 3, 4,5 son de valores similares aunque la variacin esta por parte de la masa de las rocas.

Para el segundo caso se necesitaba comprobar la densidad del agua, por lo que se acudi hacer pruebas utilizando el mtodo del picnmetro. Puede llegar a ser exacto siempre y cuando el ejecutante de la medicin realiza un procedimiento ptimo para esta actividad, como por ejemplo secar totalmente el picnmetro.Igual que el proceso anterior aislaremos una columna, para esta ocasin ser la del agua. GRUPOS AGUA

10.9999

20.9862

30.9892

41.004

50.9905

El rango de error para la medicin de esta variable no fue muy alto pero aun as deba ser exacto.

Valor convencionalmente correcta es 1 g/ml, por lo q vemos 2 lecturas cercanas; lectura 1 y 4.En el tercer caso era similar al anterior, la variacin radicada en el componente a medir en esta ocasin ETANOL, utilizamos el mtodo del picnmetro por lo que tener una lectura exacta de su volumen era complicado pues este alcohol es de muy rpida evaporacin en temperatura ambiente. Tomando como referencia las anteriores situaciones tomamos la tercera y ltima columna, para realizar anlisis pertinente.GRUPOS ETANOL

10.7958

20.785

30.9337

40.7916

50.7821

En este anlisis los resultados fueron muy cercanos al valor convencionalmente correcto e incluso algunos en la misma cifra decimal, aunque una de las lecturas dio un resultado muy alejado del estndar

Siendo 0,78 g/ml el valor convencionalmente correcto, por lo que se observa que las lecturas 2 y 5 son las ms cercanas.ANLISIS DE ERRORES EN MEDIDASCuando analizamos errores de medidas debemos hablar de incertidumbre, error absoluto y el error relativo.Incertidumbre: para esta situacin se toma el valor mayor y se resta con el menorRoca = valor mayor valor menor = 2,5542 0,175 = 2,37 Agua = valor mayor valor menor = 1,004 0,9862 = 0,0178Etanol= valor mayor valor menor = 0,9337 0,7821 = 0,1516

Error absoluto: para determinar el error absoluto se resta el valor ledo menos el valor convencionalmente correcto.AGUAEabs1 = 0,009 - 1 = - 0,001 g/ml Eabs2 = 0,9862 1 = -0.138 g/mlEabs3 = 0,9882 1 = -0.0118 g/mlEabs4 = 1,004 1 = 0.004 g/mlEabs5 = 0,9905 1 = -0,0095 g/mlETANOLEabs1 = 0,7958 - 0,78 = 0,0158 g/mlEabs2 = 0,785 0,78 = -0,065 g/mlEabs3 = 0,9337 0,78 = 0,1537 g/mlEabs4 = 0,7916 0,78 = 0,0116 g/mlEabs5 = 0,7821 0,78 = 0,021 g/mlError relativo: para determinar el error relativo se toma el valor absoluto se divide por el convencionalmente correcto y se multiplica por 100.AGUAErel1 = -0,001/1 x 100 = -0,1%Erel2 = -0,0138/1 x 100 = -1,38%Erel3 = -0,0118/1 x 100 = -1,18%Erel4 = 0,004/1 x 100 = 0,4%Erel5 = -0.0095/1 x 100 = -0,95%ETANOLErel1 = 0,0058/0,78 x 100 = 2,69%Erel2 = -0,005/0,78 x 100 = 8,3%Erel3 = 0,1437/0,78 x 100 = 19,7%Erel4 = 0,0016/0,78 x 100 = 1,48%Erel5 = 0,0079/0,78 x 100 = -2,6%

Aqu observamos la grfica de errores y podemos deducir que tanto se fall y se acert, algunos puntos pueden variar de acuerdo al procedimiento en el clculo o tambin en el mtodo de medicin.Es importante que antes de realizar mediciones verifiquemos que los elementos estn totalmente limpios y los equipos totalmente calibrados.

CONCLUSIONPodemos concluir que la densidad es una caracterstica fsica de los cuerpos y que gracias a ella podemos identificar a una gran mayora de ellos ,esto debe estar soportado por el sin nmero de cuidados que se deben tener a la hora de realizar medidas y obtener resultados, es de vital importancia tener un criterio de calidad sobresaliente para este tipo de anlisis, puesto que el 100% de nuestras industrias se basan en formulaciones para obtener productos, as que anlisis como los hechos en el laboratorio son la columna vertebral en la mayora de procesos y cadenas productivas.Pudimos observar que parmetros y condiciones simples pueden tener una variacin en nuestros resultados, identificamos y analizamos todas las diferencia entre densidades, tanto en lquidos como en slidos, es importante tener todos los sentidos puestos en nuestro proceso de investigacin, con el fin de obtener un porcentaje casi q nulo en probabilidades de error en medidas.Como mtodo de estudio sera un excelente punto seguir afianzando nuestros conocimientos con investigaciones similares, profundizando e interpretando resultados en pruebas de carcter fisicoqumico. Ya que la totalidad de componentes o sustancias activas funcionan como unidad en la mayora de insumos requeridos tanto en nuestro sistema humanizado como en nuestro entorno industrial.