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Aquello que me medimos es una magnitud, es decir que todo aquello que podamos medir es una magnitud. Por ejemplo el tiempo, la distancia, el volumen, la temperatura, etc. son magnitudes.
La medida es el número que resulta de la medición y la porción de magnitud que se toma como referencia para la comparación es la unidad de magnitud.
Cuando por ejemplo medimos el alto de una persona, usamos un instrumento de medición, este debe ser adecuado para tal fin. Por ejemplo podríamos usar remeras apiladas para medir, esto no sería incorrecto porque estaríamos comparando, pero sería incómodo y perfectible de mucho error, qué instrumento usarían ustedes para medir el alto de un compañero de clases.
La cantidad de remeras que representa la altura de una persona sería, en este proceso de medición, la medida asociada a la unidad remera.
Así que la cantidad es la medida asociada a una determinidad unidad.
Ahora bien la altura de una persona no variara según la unidad de medida. Podríamos por ejemplo tomar ahora como unidad cajitas de fósforos. Lo que cambiará será la cantidad de cajitas apiladas para alcanzar el alto de la persona. Podremos establecer una manera de convertir la altura de una persona en remeras apiladas a cajitas apiladas? Cómo lo harías?
Medición del volumen:
Unidad de volumen. — La unidad fundamental, empleada en la medición del volumen de un líquido, es el litro. El litro es el volumen ocupado por un kilogramo de agua a la temperatura de su máxima densidad (4°C) y sometido a la presión atmosférica normal. Debe hacerse notar que la cantidad de agua que ocupa un litro a 4°C tiene una masa de un kilogramo y no un peso aparente, en el aire, de un kilogramo. El peso aparente, en el aire, de un litro de agua a 4°C, es menor que un kilogramo, debido al empuje del aire; si se pesa un litro de agua a temperatura ambiente, el peso aparente será menor, debido a la menor densidad del agua a temperaturas superiores a los 4°C. Además el volumen del agua depende, también, aunque en un grado mucho menor, de la presión a que está sometida. Este factor debe tenerse en cuenta al determinar el volumen de un recipiente aforado por el peso del agua que contiene o emite.
El mililitro, mL, es la milésima parte de un litro. Es la unidad más conveniente para expresar el volumen del material volumétrico.
El centímetro cúbico ( cm3) es el volumen de un cubo cuyas aristas tienen un centímetro de longitud. Las más recientes determinaciones han permitido establecer que la relación entre el mililitro y el centímetro cúbico es:
1 L = 1 000 mL= 1 000,028 cm3.
Si se toma como coeficiente de dilatación cúbica del vidrio S = 0,000026 por mL, por grado centígrado, la tabla de abajo da la corrección, volumen en mL que se debe sumar algebraicamente al volumen de un recipiente de vidrio, de 1000 mL a 20° C, para obtener el volumen a otras temperaturas.
Al emplear material volumétrico de vidrio para la medición de líquidos, debe tenerse en cuenta, también la dilatación del líquido, al efectuar correcciones por temperatura. La tabla de más abajo da las correcciones, para obtener el volumen ocupado a 20° C por un volumen de agua que, a la temperatura tabulada, ocupa el volumen de un recipiente de vidrio que tiene una capacidad de 1000 mL a la temperatura normal de 20° C. La dilatación del agua es considerablemente mayor que la del vidrio.
Material volumétrico.
Los aparatos empleados usualmente en volumetría son matraces aforados, buretas, pipetas y en menor medida probetas con mucha menor exactitud y precisión.
La exactitud y la precisión son dos características de un sistema de medición aceptable.
La exactitud se refiere a qué tan cerca están del valor real las mediciones de un sistema de medición. Precisión
La precisión se refiere a qué tan cerca están las mediciones entre ellas.
Todos los materiales volumétricos tienen en común el hecho de que son capaces de contener un volumen de líquido y por tanto lo pueden emitir si es necesario. Aquí debemos prestar atención al número de divisiones de la escala (si la hay) o al volumen contenido entre aforos o aforo (raya, línea o división). La apreciación de un instrumento, cualquiera sea, es la diferencia de volumen seleccionada de la escala dividida por el número de divisiones que este volumen contiene:
Matraces aforados. — Un matraz aforado es un recipiente de fondo plano, de forma de pera con un cuello delgado y largo.
Una línea fina alrededor del cuello, indica el volumen que contiene a una temperatura determinada, normalmente a 20° C (el volumen y la temperatura, deben estar claramente marcados en el recipiente) ; en tal caso el recipiente está calibrado a volumen contenido. Los matraces aforados con una sola marca están siempre calibrados para contener el volumen indicado. También se pueden calibrar, matraces aforados de modo que el volumen indicado sea emitido en determinadas condiciones; pero, los matraces aforados, calibrados a volumen emitido, no se deben emplear para trabajos de precisión. Los matraces aforados, controlados por el National Physical Laboratory, están marcados con una letra D cuando son para volumen contenido y para volumen emitido, tienen dos marcas, la letra D está por arriba de la marca superior y la letra C debajo de la inferior.
La marca rodea totalmente el cuello, para evitar errores de paralaje cuando se efectúa el enrase; el borde inferior del menisco debe ser tangente al plano de enrase y, entonces, la parte anterior como la posterior de la marca se ve como una sola línea.
El cuello se hace delgado para que una pequeña variación de volumen motive una modificación apreciable en el nivel del menisco; el error debido al enrase del menisco y la marca es, en consecuencia, pequeño. Los matraces aforados deben tener tapones de vidrio esmerilado, y tanto el tapón como el matraz deben estar numerados.
Los matraces aforados son corrientemente de 25, 50, 100,
250, 500, 1000 y 2000 mi de capacidad. Se emplean para pre-
parar un volumen definido de una solución valorada; pueden
ser usados también para obtener, mediante pipetas adecuadas,
porciones alícuotas de la muestra en análisis.
Calibrado. — El material volumétrico se calibra, general-
mente, por pesada del agua que emite o contiene.
Pipetas. — Hay dos clases de pipetas: a) las que tienen
una marca y emiten un volumen de líquido, definido, en ciertas
condiciones especificadas: pipetas aforadas; b) las que tienen
el vastago graduado y se emplean para emitir a voluntad volú-
menes diferentes: pipetas graduadas.
Las pipetas graduadas son úti-
les para medir volúmenes aproxima-
dos de líquidos; no se emplean me-
diciones de precisión.
Buretas. — Las buretas son tubos largos, cilíndricos, de
calibre uniforme en la porción graduada, cuyo extremo infe-
rior se cierra con una llave de vidrio.
Probetas graduadas. — Son recipientes cilindricos gra-
duados, de vidrio grueso (fig. 59), y los hay desde 2 a 2000 mi
de capacidad. Como la superficie libre del líquido es mucho ma-
yor que la de los matraces aforados, de igual volumen, la exac-
titud es mucho menor; por esto, las pro-
betas graduadas, no deben emplearse ni
aun para trabajos de relativa exactitud.
Sólo son útiles para medidas aproximadas.
Medición de la masa:
La mayor parte de las balanzas que se usan actualmente son electrónicas.
Sin embargo, todavía se emplea la balanza mecánica, por lo cual se
describirá su operación. Ambos tipos se basan en la comparación de un peso contra otro
(la electrónica para calibración) y tienen en común factores como el ajuste del punto cero
y la amortiguación por aire. En realidad se manejan masas, más que pesos. El peso de un
objeto es la fuerza que ejerce sobre él la atracción gravitacional. Esta fuerza será diferente
en distintos lugares de la Tierra. Por otra parte, la masa es la cantidad de materia de la
que está hecho el objeto, y es invariable.
La balanza se “pone en cero” o se calibra mediante un peso conocido.
Cuando se coloca la muestra en el platillo, su peso se compara electrónicamente con el
conocido. Ésta es una forma de autocalibración. Las balanzas modernas pueden tener
características como compensación por desviaciones del cero verdadero y promedio de las
variaciones debidas a vibraciones del edificio.
La balanza mecánica es una palanca de primera clase que compara dos masas.
El principio de operación se basa en el equilibrio, M1L1 = M2L2. Si L1
y L2 se construyen para ser tan iguales como sea posible.
Ver Calculadora de Apreciación
Ejercicios
La precisión se refiere a qué tan cerca están las mediciones entre ellas.
Todos los materiales volumétricos tienen en común el hecho de que son capaces de contener un volumen de líquido y por tanto lo pueden emitir si es necesario. Aquí debemos prestar atención al número de divisiones de la escala (si la hay) o al volumen contenido entre aforos o aforo (raya, línea o división). La apreciación de un instrumento, cualquiera sea, es la diferencia de volumen seleccionada de la escala dividida por el número de divisiones que este volumen contiene:
Matraces aforados. — Un matraz aforado es un recipiente de fondo plano, de forma de pera con un cuello delgado y largo.
Una línea fina alrededor del cuello, indica el volumen que contiene a una temperatura determinada, normalmente a 20° C (el volumen y la temperatura, deben estar claramente marcados en el recipiente) ; en tal caso el recipiente está calibrado a volumen contenido. Los matraces aforados con una sola marca están siempre calibrados para contener el volumen indicado. También se pueden calibrar, matraces aforados de modo que el volumen indicado sea emitido en determinadas condiciones; pero, los matraces aforados, calibrados a volumen emitido, no se deben emplear para trabajos de precisión. Los matraces aforados, controlados por el National Physical Laboratory, están marcados con una letra D cuando son para volumen contenido y para volumen emitido, tienen dos marcas, la letra D está por arriba de la marca superior y la letra C debajo de la inferior.
La marca rodea totalmente el cuello, para evitar errores de paralaje cuando se efectúa el enrase; el borde inferior del menisco debe ser tangente al plano de enrase y, entonces, la parte anterior como la posterior de la marca se ve como una sola línea.
El cuello se hace delgado para que una pequeña variación de volumen motive una modificación apreciable en el nivel del menisco; el error debido al enrase del menisco y la marca es, en consecuencia, pequeño. Los matraces aforados deben tener tapones de vidrio esmerilado, y tanto el tapón como el matraz deben estar numerados.
Los matraces aforados son corrientemente de 25, 50, 100,
250, 500, 1000 y 2000 mi de capacidad. Se emplean para pre-
parar un volumen definido de una solución valorada; pueden
ser usados también para obtener, mediante pipetas adecuadas,
porciones alícuotas de la muestra en análisis.
Calibrado. — El material volumétrico se calibra, general-
mente, por pesada del agua que emite o contiene.
Pipetas. — Hay dos clases de pipetas: a) las que tienen
una marca y emiten un volumen de líquido, definido, en ciertas
condiciones especificadas: pipetas aforadas; b) las que tienenel vastago graduado y se emplean para emitir a voluntad volú-
menes diferentes: pipetas graduadas.
Las pipetas graduadas son úti-
les para medir volúmenes aproxima-
dos de líquidos; no se emplean me-
diciones de precisión.
Buretas. — Las buretas son tubos largos, cilíndricos, de
calibre uniforme en la porción graduada, cuyo extremo infe-
rior se cierra con una llave de vidrio.
Probetas graduadas. — Son recipientes cilindricos gra-
duados, de vidrio grueso (fig. 59), y los hay desde 2 a 2000 mi
de capacidad. Como la superficie libre del líquido es mucho ma-
yor que la de los matraces aforados, de igual volumen, la exac-
titud es mucho menor; por esto, las pro-
betas graduadas, no deben emplearse ni
aun para trabajos de relativa exactitud.
Sólo son útiles para medidas aproximadas.
La mayor parte de las balanzas que se usan actualmente son electrónicas.
Sin embargo, todavía se emplea la balanza mecánica, por lo cual se
describirá su operación. Ambos tipos se basan en la comparación de un peso contra otro
(la electrónica para calibración) y tienen en común factores como el ajuste del punto cero
y la amortiguación por aire. En realidad se manejan masas, más que pesos. El peso de un
objeto es la fuerza que ejerce sobre él la atracción gravitacional. Esta fuerza será diferente
en distintos lugares de la Tierra. Por otra parte, la masa es la cantidad de materia de la
que está hecho el objeto, y es invariable.
La balanza se “pone en cero” o se calibra mediante un peso conocido.
Cuando se coloca la muestra en el platillo, su peso se compara electrónicamente con el
conocido. Ésta es una forma de autocalibración. Las balanzas modernas pueden tener
características como compensación por desviaciones del cero verdadero y promedio de las
variaciones debidas a vibraciones del edificio.
La balanza mecánica es una palanca de primera clase que compara dos masas.
El principio de operación se basa en el equilibrio, M1L1 = M2L2. Si L1
y L2 se construyen para ser tan iguales como sea posible.
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