introducciÓn a las balanzas analÍticas … · balanza de resorte ... que indica el equilibrio...

Universidad Nacional Experimental del Táchira.Decanato de Investigación.Laboratorio de BioIngeniería.Redactor: Prof. Tito González.

Núcleo de Instrumentación y Control, Dpto. Ing. Electrónica.Revisor: Prof. Juan Pablo Herrera, Dpto. Química.Revisor: Tec. Tonya Guerrero, Depto. Química.San Cristóbal, Miércoles 22 de Mayo del 2015.

INTRODUCCIÓN A LAS BALANZAS ANALÍTICASMECÁNICAS

ALCANCE.

El objeto del presente material es el de suministrar al estudiante los conceptos básicos y mínimosnecesarios para la correcta utilización de las balanzas analíticas en el proceso de la cuantificación del peso de lasdistintas sustancias que serán utilizadas durante el desarrollo de las prácticas de Química.

CONTENIDO.

1. UN POCO DE HISTORIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

2. DEFINICIÓN DE BALANZA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

3. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.1. Balanza de resorte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33.2. Balanza de pesa deslizante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.3. Balanza analítica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43.4. Balanza analítica de sustitución . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

4. DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

5. ALGUNOS CONCEPTOS BÁSICOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65.1. Resolución o Apreciación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65.2. Precisión o Repetibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65.3. Exactitud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75.4. Sensibilidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75.5. Incertidumbre de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

6. BALANZA ANALÍTICA DE SUSTITUCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

UNET, Lab. BioIngeniería, Tito González, [email protected], 22 May 2015, Balanzas Analíticas Mecánicas. 1 / 18

7. BALANZA METTLER H30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117.1. Identificación de los controles e indicadores .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127.2. Procedimiento de pesada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

8. MÉTODOS PARA PESAR UNA SUSTANCIA . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158.1. Pesada de sólidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158.2. Pesada de líquidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

9. REGLAS PARA EL USO DE LA BALANZA . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

1. UN POCO DE HISTORIA.

Aproximadamente en el año 3.500 antes de Cristo el comercio era una de las actividades más relevantesde la actividad humana de la época, especialmente en todo lo referente al intercambio de los productos para laalimentación. Debido a la diversidad de artículos y a la numerosa cantidad de combinaciones para el intercambio,el trueque como tal se volvió inoperante u obsoleto y por tanto se hizo obligatoria la evolución del sistema decomercialización por la imperiosa necesidad de cuantificar los productos objeto del intercambio.

En tal sentido, el pueblo egipcio como pionero busco la manera de pesar y medir (cuantificar) losproductos destinados a la venta, o al intercambio comercial. Por esta razón, el surgimiento de un nuevoinstrumento que colaborara en este aspecto resultaba esencial.

Esta necesidad es la que da inicio a la historia de la balanza. En cuanto a los egipcios, este tipo deprimitivo instrumento de medición consistía de una columna con un astil transversal y en cuyos extremos sesostenían unas bandejas mediante cuerdas. En dichas bandejas era donde se colocaban, por un lado, la mercancíaque se quería pesar y, por el otro, un grupo de pesas de un valor que era convenido previamente. Obviamente,al equilibrarse este sistema se determinaba no solo el valor monetario de la mercancía. Vease la Figura 1. Conel transcurso de los años, los egipcios fueron paulatinamente modificando su invento, por lo cual ya cerca del1.500 antes de Cristo agregaron una plomada que permitía verificar si el instrumento se encontraba o no niveladosegún los requerimientos.

La normalización en cuanto al peso del objeto y su valor comercial genero un sentido de equidad que

Figura 1. Pesaje del alma del difunto para determinar si se le concede la vida eterna.


enriqueció a los egipcios con su invento, lo cual produjo que lo perfeccionaran continuamente, de hecho, a laplomada luego le sumaron una aguja – popularmente conocida como fiel – que indica el equilibrio entre los platosdel operador de medición, que además es el momento exacto para el realizar el cálculo del peso/valor.

2. DEFINICIÓN DE BALANZA.

La balanza es un instrumento que mide la masa de un cuerpo o sustancia, utilizando como medio decomparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el cuerpo. La palabra como tal proviene de los términoslatinos bis que significa dos y linx, plato. Se debe tener en cuenta que el peso es la fuerza que el campogravitacional ejerce sobre la masa de un cuerpo, siendo tal fuerza el producto de la masa por la aceleración localde la gravedad. El término local se incluye para destacar que la aceleración depende de factores como la latitudgeográfica, la altura sobre el nivel del mar y la densidad de la tierra en el lugar donde se efectúa la medición. Porotra parte, la balanza tiene otros nombres, entre los que destacan báscula y pesa.

3. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO.

Las balanzas se diferencian entre sí por el diseño, los principios utilizados y los criterios de metrologíaque utilizan. En la actualidad podría considerarse que existen dos grandes grupos: las balanzas mecánicas y lasbalanzas electrónicas. En cuanto a las balanzas mecánicas, algunas de las más comunes son las siguientes:

3.1. Balanza de resorte.

Su funcionamiento está basado en la propiedad mecánica de los resortes de elongarse, que consiste en quela fuerza que ejerce un resorte es proporcional a la constante de elasticidad del resorte: k, multiplicada por laelongación del mismo: x, es decir:

Lo anterior implica que mientras más grande sea la masa: m, que se coloca en el gancho de la balanza,mayor será la elongación, siendo la misma proporcional a la masa y a la constante del resorte. Vease la Figura2. La calibración de una balanza de resorte depende de la fuerza de gravedad que actúa sobre el objeto, por lo quedeben calibrarse en el lugar de empleo. Se utilizan si no se requiere gran precisión ya que con el tiempo de trabajoel resorte pierde sus propiedades y es necesario realizarle calibraciones frecuentes.

F k x= − × (1)

Figura 2. Balanza de resorte.


3.2. Balanza de pesa deslizante o Romana.

Dispone de dos masas conocidas que se pueden desplazar sobre escalas. Una con una graduación macroy la otra con una graduación micro. Al colocar una sustancia de masa desconocida sobre la bandeja, se determinasu peso deslizando las masas sobre las escalas mencionadas hasta que se obtenga la posición de equilibrio. Veasela Figura 3. En dicho momento se toma la lectura sumando las cantidades indicadas por la posición de las masassobre las escalas mencionadas.

3.3. Balanza analítica.

Funciona mediante la comparación de masas de peso conocido con la masa de una sustancia de pesodesconocido. Está construida con base en una barra o palanca simétrica que se apoya mediante un soporte tipocuchilla en un punto central denominado fulcro. En sus extremos existen unos estribos o casquillos que tambiénestán soportados mediante unas cuchillas que les permiten oscilar suavemente. De allí se encuentran suspendidosdos platillos. En uno se colocan las masas o pesas certificadas y en el otro aquellas que es necesario analizar.Todo el conjunto dispone de un sistema de aseguramiento o bloqueo que permite a la palanca principal reposarde forma estable cuando no es utilizada o cuando se requieren modificar los contrapesos. Dispone de una cajaexterna que protege la balanza de las interferencias, como corrientes de aire, que pudieran presentarse en el lugardonde se encuentra instalada. Vease la figura 4. En la actualidad, se considera que una balanza analítica es aquellaque puede pesar diez milésimas de gramo (0,0001 g) o cien milésimas de gramo (0,00001 g); tienen unacapacidad que alcanza generalmente hasta los 200 gramos.

Figura 4. Balanza analítica.

Figura 3. Balanzas de peso deslizante.


3.4. Balanza analítica de sustitución.

Es una balanza de platillo único que actúa por contrapeso con un valor de peso fijo o conocido. Se colocasobre el platillo de pesaje una masa desconocida que se equilibra al retirar del lado del contrapeso masas demagnitud conocida utilizando para ello un sistema mecánico de levas. Obviamente, el equilibrio se alcanzacuando la viga de carga alcanza la posición horizontal. Vease la figura 5. El fulcro generalmente está descentradocon relación a la longitud de la viga de carga y colocado cerca del frente de la balanza. Cuando se coloca unamasa sobre el platillo de pesaje y se libera la balanza del mecanismo de bloqueo, el movimiento de la viga decarga se proyecta mediante un sistema óptico en la pantalla localizada en la parte frontal del instrumento.

4. DIFERENCIA ENTRE MASA Y PESO.

Es importante comprender la diferencia entre masa y peso. Como ya se indico anteriormente, la masa esuna medida constante (invariable) de la cantidad de materia en un cuerpo. El peso de un objeto es la fuerza deatracción entre él y la tierra. El peso y la masa se relacionan entre sí de manera sencilla por la expresión:

donde P: es el peso del objeto, m: su masa y g: la aceleración de la gravedad. Como la atracción gravitatoria varíacon la posición geográfica y con la altura, el valor del peso dependerá de donde sea determinado. Por ejemplo,el peso de un vaso de precipitado será menor en los Himalaya que en el cerro Bolívar, Edo. Bolívar. Para elprimer caso, la fuerza de atracción entre el vaso de precipitado y la tierra es menor por efecto de la altitud, Parael segundo caso, por la concentración de hierro en el subsuelo se incrementa la densidad y por tanto la aceleraciónde la gravedad en ese punto. De manera semejante, el vaso de precipitado pesará más en los polos, por suachatamiento, que en el ecuador. Es decir, la fuerza de atracción aumenta apreciablemente con la latitud. Sinembargo, la masa del vaso de precipitado permanece constante independiente de la localidad en la que se mida.Para el caso de la balanza, se alcanza el equilibrio u horizontalidad cuando la fuerza o peso aplicado en uno delos platos es igual al peso aplicado en el otro plato.

Figura 5. Simplificación de balanza analítica de sustitución.

P m g= × (2)

( ) ( )P m g P m g1 1 2 2= × ≡ = × (3)


En todo lo referente a química o análisis químico, lo que interesa es la determinación de masas ya queno se desea que los resultados dependan de la localidad en la cual se realice el experimento. Esto se consiguefácilmente comparando la masa desconocida de un objeto con la masa conocida de otros objetos (masasestándares o pesas) mediante el uso de una balanza analítica. Como la aceleración de la gravedad afecta por igualtanto a la masa conocida como a la masa desconocida en un punto cualquiera sobre la tierra, una igualdad en suspesos indica una igualdad en sus masas.

En lo cotidiano, con frecuencia se pierde la distinción entre masa y peso, sin embargo, al proceso decomparación de masas se le denomina pesada. Además, al resultado de la operación de pesada se lo denominapeso del objeto en cuestión. Aunque en lo sucesivo los dos términos peso y masa se utilizan sinónimamente,estrictamente hablando es su “masa” a la que se refiere la medición. Por otro lado, por carecer de un mejortérmino se utilizará el verbo “pesar” para describir la operación de determinar la masa de un objeto.

5. ALGUNOS CONCEPTOS BÁSICOS.

Como ya se enuncio en otro apartado, existen diversos tipos de balanza que difieren en su aspecto, detallesde construcción y en su resolución y sensibilidad, pero los principios básicos de su funcionamiento son muysimilares. A continuación se aclaran algunos conceptos que es imprescindible tener correctamente definidos encuanto a la balanza como instrumento de medición.

5.1. Resolución o Apreciación.

Se llama resolución de una balanza a la menor cantidad que es capaz de apreciar y medir. Por ejemplo,decimos que una balanza tiene una resolución de 1 mg cuando permite pesar 1 mg de cualquier sustancia opermite apreciar diferencias de 1 mg. Se fabrican balanzas con resoluciones comprendidas entre márgenesbastante amplios, así en el laboratorio podemos encontrar balanzas con resoluciones que oscilan entre elcentigramo (0,01 g) y una milésima de miligramo (0,001 mg). Para la mayoría de las necesidades del análisiscuantitativo basta una balanza cuya carga máxima sea de entre 100 – 200 gramos y de 0,1 mg de resolución.

5.2. Precisión o Repetibilidad.

Se considera que la balanza es precisa si indica siempre el mismo valor, o valores muy muy próximos,cuando se mide la misma cantidad de masa en las mismas condiciones. Es precisa si la marca de medida o laaguja se coloca en el mismo punto de la escala -o muy muy próximo- cuando se repite la medida con la mismacantidad de masa. También se dice que es precisa si dispersa poco las medidas.

De manera más formal; El diccionario del Vocabulario Internacional de Metrología (VIM) define laprecisión como la proximidad entre las indicaciones o valores medidos de un mismo mensurando, obtenidos enmediciones repetidas, bajo condiciones especificadas. La precisión de una medida suele expresarsenuméricamente mediante medidas de dispersión tales como la desviación típica o la varianza. Por ello, cuantomás estrecha sea la distribución de resultados, menor será la desviación típica de la misma y mayor la precisiónde la medida. La precisión depende pues únicamente de la distribución de los resultados y no está relacionadacon el valor convencionalmente “verdadero” de la medición.

m m m mDesconocida Conocida1 2≡ ⇒ = (4)


5.3. Exactitud.

Una balanza es exacta si los errores absolutos (desviación del "valor verdadero" en lo que se mide) quese producen al usarla son mínimos. El valor que da en cada medida se desvía poco del "valor verdadero". Unaparato es exacto si es muy sensible y además es preciso (produce poca dispersión de las medidas). La condiciónanterior indica que el instrumento de medición, la balanza en nuestro caso, debe estar muy bien calibrada ya queel problema del concepto de exactitud es que nadie conoce el "valor verdadero" en la masa de cualquier objeto.Es por ello que los instrumentos son calibrados utilizando referencias patrón, es decir, pesas que estadísticamentesu valor se encuentra muy, muy, cercano del valor verdadero y por tanto se les toma como referencia o valorverdadero.

Una medición es más exacta cuanto más pequeño es el error de medida. Considerando medicionesindividuales, la más próxima al valor verdadero será la más exacta. Sin embargo, tras una serie de medicionesrepetidas, será la distancia estadística desde el valor medio de la distribución de valores observados,habitualmente el resultado, hasta el valor “verdadero”; es decir, el sesgo (valor estimado del error sistemático),la que caracterizará la exactitud de la medición. Vease la Figura 6. La dispersión de la distribución de los valores,estimada por su desviación típica, caracterizará, como dijimos antes, la precisión. Así pues, en medicionesrepetidas, la exactitud depende solamente de la posición del valor medio (resultado) de la distribución de valores,no jugando papel alguno en ella la precisión.

5.4. Sensibilidad.

Según el diccionario del VIM, la sensibilidad (S) es la variación de la magnitud de salida de uninstrumento de medición dividida por la variación correspondiente de la magnitud de entrada. En una balanza,la condición ideal es que S = 1.

La sensibilidad es una de las especificaciones más significativas de una balanza. La sensibilidadespecificada de una balanza se entiende en general como la sensibilidad global (pendiente), medida a lo largo del

Figura 6. Diferencia entre Precisión y Exactitud.

SPesada W

m= =∆

∆∆∆Carga

(5)


alcance nominal

5.5. Incertidumbre de medida.

Es un parámetro atribuido al resultado de medición que caracteriza la dispersión de los valores que puedenasignarse razonablemente a la magnitud medida, según el diccionario del VIM. Este parámetro, es decir, laincertidumbre de medida, se expresa por lo general mediante la incertidumbre típica u o con la incertidumbre demedida ampliada U (intervalo de confianza). Las recomendaciones de la Guía de Incertidumbre de Medida(GUM) incluye las instrucciones para determinar la incertidumbre de medida. La incertidumbre de medida seobtiene según la GUM sumando los cuadrados de las magnitudes de error cuando estas no se influyan entre sí.

6. BALANZA ANALÍTICA DE SUSTITUCIÓN.

Es una balanza (monoplato automática) que permite hacer pesadas con gran rapidez y exactitud , por locual es muy utilizada en todos los laboratorios. Como tal la balanza representa una palanca de primer grado conun apoyo central y dos brazos opuestos de igual longitud. Vease las Figuras 7 y 8. Es asimétrica, dado que poseeun solo platillo (2) suspendido del extremo frontal de la cruz.

Tiene, además, dos cuchillas: una central (8) y otra (4) en un extremo sustentando el único platillo.También, en este extremo está todo el conjunto de pesas (3). Las pesas de la balanza se encuentran ocultascolgadas de ganchos resistentes de acero inoxidable, éstos a su vez, apoyados en varillas suspendidas de la cruzde la balanza. En el extremo opuesto se encuentra un peso fijo y amortiguador neumático (10) que equilibra elplatillo y las pesas y amortigua las oscilaciones de la cruz, de esta manera el brazo de la cruz llega rápidamenteal punto de reposo. Una vez en reposo, es posible realizar la lectura de los valores decimales (mg) gracias a laescala óptica (11).

La cruz está montada normalmente del frente hacia atrás en la caja de la balanza. El área de las chapas(9) del amortiguador neumático, es igual al área del platillo y, en consecuencia, los errores debido a lacondensación de humedad de la balanza son compensados. Con el objeto de no dañar los filos de la cuchillacuando la balanza no está funcionando o mientras se colocan o retiran objetos del platillo se emplea una perillade tres posiciones (13).

• Posición central “0”: posición de arresto, detiene el platillo (2) por medio del freno (1) y el brazode la balanza, se utiliza cuando se colocan o retiran objetos del platillo o cuando la balanza no seusa.

• Posición “½”: posición de semi arresto, se utiliza sólo para comandar las perillas de las unidades,decenas, y centenas de gramo, de esta manera se puede configurar la sustitución de pesas en labalanza para determinar el peso del objeto que se pesa.

• Posición “1”: posición de lanzada o pesada completa, la balanza no está retenida, deja encompleta libertad el platillo pudiéndose realizar la lectura completa del peso del objeto que sepesa..

Al colocar un objeto sobre el platillo (2) se produce un desequilibrio de la cruz o astil, el cual se restituyeretirando las pesas que se encuentran en el mismo brazo que el platillo (3) mediante dos perillas ubicadas en el


frente de la balanza. (11) en la Figura 9. Las pesas que se retiran se registran en un contador ubicado también enel frente de la balanza. El restablecimiento del equilibrio requiere que la masa de las pesas separadas sea iguala la masa del objeto que las reemplaza. De este modo, ésta balanza opera bajo condiciones de carga constantey tiene la ventaja de poseer una verdadera sensibilidad constante, pues para restablecer el equilibrio se retiranpesas en lugar de agregarlas como en las balanzas de dos platos. El total de pesas retiradas indica el peso delobjeto hasta una aproximación de un gramo. En realidad, el brazo no alcanza el equilibrio total, pero las pesasse retiran hasta una aproximación de 1 gramo. El desequilibrio del brazo se registra óptica y automáticamenteen una escala (11) iluminada con un rayo de luz, lo que se puede apreciar mejor en (6), (12), (13), y (14) de laFigura 9. En esta escala se leen los decigramos y centigramos. Finalmente, con un vernier o nonio se leen losmiligramos y décimas de miligramos, permitiendo la lectura del peso con una aproximación de 0,1 mg. (9) y (10)en la Figura 10.

En la Figura 9 se puede apreciar el montaje completo de una balanza analítica comercial.

Figura 7. Balanza analítica de sustitución.


Figura 9. Balanza analítica comercial.

Figura 8. Balanza analítica de sustitución.


7. BALANZA METTLER H30.

En la Figura 10, se muestran los diferentes controles de comando, configuración, y visualización de lapesada resultante.

Figura 10. Balanza analítica comercial H30 de Mettler-Toledo.


7.1. Identificación de los controles e indicadores.

1. Perilla de ajuste manual del cero en el indicador óptico (6). Se ajusta según indicación de lahorquilla de indice (8).

2. Perilla de ajuste de las pesas de cambio de 1 a 9 gramos, con incremento de 1 gramo. Se visualizaen (5).

3. Perilla de ajuste de las pesas de cambio de 10 a 150 gramos, con incremento de 10 gramos. Sevisualiza en (5).1. Se bloquea para evitar manipulaciones erróneas cuando el selector de función (4) se

encuentra en Pesada [ 1 ].

4. Selector de función. 1. Arresto [ 0 ]: al centro en vertical según la forma de la perilla.2. Prepesada [ ½ ]: a la derecha.3. Pesada [ 1 ]: a la izquierda..

a. Cuando el selector de función se encuentra en Pesada, la perilla (3) de ajuste delas pesas de cambio de 10 a 150 gramos se bloquea para evitar manipulacioneserróneas.

4. Es posible corregir el enfoque del indicador óptico (6) por medio de la colocación delselector de función (4) en la posición de Arresto [ 0 ] y regresandolo SUAVEMENTE ala posición anterior, es decir: [ ½ ] => [ 0 ] => [ ½ ], o [ 1 ] => [ 0 ] => [ 1 ].a. En caso de no funcionar este procedimiento, indique el problema de manera

inmediata al responsable del laboratorio.

5. Indicador de las pesas de cambio o peso de la muestra en el platillo (11).

6. Indicador óptico de las décimas y centésimas de gramo. Se puede corregir el enfoque con elselector de función (4).

7. Orientación para la dosificación, e indicador de escala excedida (Flechas apuntando a la derechao a la izquierda, según el caso).

8. Horquilla de indice. Se ajusta con (9) y se visualiza en (10).

9. Perilla de ajuste para el incremento en miligramos y décimas de miligramo. Se visualiza en (8)y (10).

10. Indicador digital de miligramos y décimas de miligramo. Se ajusta con (8) y (9).

11. Platillo para colocar la muestra a pesar.

12. Indicador interno de nivel. La ubicación de la burbuja dentro del círculo de nivel muestra el gradode nivelación de la balanza.


7.2. Procedimiento de pesada.

Nota importante. Si durante el proceso de pesada el indicador óptico (6) se desenfoca en lalectura numérica, lo único que se debe hacer es colocar el selector de función (4) en [ 0 ] o Arrestoy luego regresarlo suavemente a la posición anterior. En caso de no funcionar, indiqueselo alresponsable del laboratorio.

1. Verifique la nivelación de la balanza con el indicador interno (12). En caso de no encontrarse la burbujadentro del circulo, comuniqueselo inmediatamente al responsable del laboratorio.

2. Ajuste del cero.

1. Coloque el selector de función (4) en [ 0 ] o Arresto.

2. Retire cualquier objeto del platillo de pesada (11).

3. Ponga a cero la lectura en (5) por medio de las perillas (2) y (3).

4. Ponga a cero la lectura en (10) por medio de la perilla (9).

5. Coloque suavemente el selector de función (4) en [ 1 ] o Pesada.

6. Espere a que las oscilaciones en la línea horizontal (8) sean nulas o mínimas.

7. Ajuste el valor a cero por medio de la perilla (1) al hacer coincidir la línea horizontal en (8) dentrode la horquilla de indice.


3. Prepesada, o configuración de los elementos de mando.

1. Coloque el objeto a pesar sobre el platillo y espere hasta que deje de oscilar.

2. Realice los pasos a continuación para determinar la aproximación del peso.

a. Coloque suavemente el selector de función (4) en [ ½ ] o Prepesada. Observese que elindicador óptico (6) se queda fijo en un valor menor a 50, dependiendo de la balanza.

b. Gire suavemente la perilla (3), incremento de 10 gramos, un paso a la vez y observe encada paso si en la orientación para la dosificación (7) aparecen unas flechas apuntando ala izquierda. En caso de aparecer las flechas, retroceda un paso en la perilla.

c. Gire suavemente la perilla (2), incremento de 1 gramo, un paso a la vez y observe en cadapaso si en la orientación para la dosificación (7) aparecen unas flechas apuntando a laizquierda. En caso de aparecer las flechas, retroceda un paso en la perilla.

• NOTA: Si el indicador de las pesas de cambio (5) muestra el valor 159 y nunca


aparecen en la orientación para la dosificación (7) las flechas apuntando a laizquierda, significa que el objeto pesa demasiado para la balanza y por tanto quedafuera de rango. Pase al punto 5.

d. Coloque el selector de función (4) en [ 0 ] o Arresto.

4. Pesada o determinación del peso del objeto

1. Coloque suavemente el selector de función (4) en [ 1 ] o Pesada, y espere a que las oscilacionesen la línea horizontal (8) sean nulas o mínimas.

2. Gire suavemente la perilla (9), incremento en miligramos, hasta hacer coincidir la línea horizontalen (8) dentro de la horquilla de indice.

3. El peso del objeto será el mostrado por los indicadores (5), (6), y (10). En la Figura 11 se puedeapreciar un ejemplo de indicación.

4. Anote el valor del peso.


6. Retire el objeto del platillo.

7. Ponga a cero la lectura en (5) por medio de las perillas (2) y (3).

8. Ponga a cero la lectura en (10) por medio de la perilla (9).

Figura 11. Indicación del peso: 114,7327 gramos


8. MÉTODOS PARA PESAR UNA SUSTANCIA.

8.1. Pesada de sólidos.

Para pesar una porción de sustancia sólida, podemos utilizar uno de los siguientes procedimientos:Pesada directa.Pesada por diferencia.

Pesada directa:

Este método de pesada es adecuado cuando la muestra no se altera al exponerse al aire y se quiere tenerun peso exacto y predeterminado de la misma. En este método se obtiene primero el peso del recipiente vacíoy seco al cual se va a transferir la sustancia y luego se agrega ésta poco a poco hasta obtener el peso requerido.

Se procede de la siguiente manera: supongamos que deseamos pesar 0,25 gramos de cloruro de bario. Enprimer lugar hay que tarar el recipiente donde se va a pesar la sustancia (pesafiltro, vidrio de reloj, etc.) sea, porejemplo, su masa de 25,6 gramos. Una vez fijada la balanza se suma a la masa del recipiente la de la sustanciaque se desea pesar, en este caso será: (25,6 + 0,25) gramos = 25,85 gramos.

Mediante una cuchara o espátula se van colocando porciones de sustancia hasta alcanzar el peso deseadoen forma exacta. Esta operación la realizamos con el selector de función (4) en pesada [ 1 ] ya que el incrementoes menor a 1 gramo. Si por cualquier circunstancia se excede el peso deseado, se coloca el selector de función(4) en arresto [ 0 ] y se retira una porción de sustancia, que debe permanecer en la cuchara, se coloca el selectorde función (4) en pesada [ 1 ], y si el peso es inferior al deseado se va agregando de a poco sustancia de la cucharahasta obtener el peso correcto, el resto de sustancia que queda en la cuchara se devuelve al frasco.

Puede ocurrir también, que haya una tolerancia en más o en menos en la cantidad de sustancia a pesar (porejemplo, ± 0,5 %), en este caso, se debe proceder a realizar un ajuste de peso por defecto o por exceso según nose haya alcanzado o se haya excedido el mismo respectivamente.

Las sustancias que son higroscópicas, eflorescentes o volátiles no pueden pesarse de manera exacta poreste método.

Pesada por diferencia:

Este método, caracterizado por su rapidez, es el que se utiliza, en general, para pequeñas muestras queno necesitan tener un peso predeterminado, pero sí interesa conocer con exactitud la cantidad pesada.

Muchos compuestos medicinales se pesan por diferencia, para evitar que se encuentren expuestas a laatmósfera por espacio de varios minutos, pues, por ejemplo, puede que la sustancia sea higroscópica (absorbahumedad del medio ambiente) o tenga tendencia a combinarse con el CO2 del aire, tendencia a oxidarse con O2del aire, etc. Si la sustancia a pesar se ha secado en estufa, se la coloca en un pesafiltro mientras se enfría y secoloca el conjunto en un desecador hasta el momento de efectuar la pesada.

En este método, primero se coloca una cantidad suficiente de sustancia (cantidad estimada) en unpesafiltro de vidrio y se lo tapa. A continuación, se pesa el conjunto con la máxima aproximación de la balanza(o sea, con la mínima división). Se retira el pesafiltros de la balanza tomándolo con los dedos secos y limpios


(o mejor con guante sintético limpio y seco) y se lo destapa directamente encima del recipiente al cual se va atransferir la muestra. La tapa se sostiene con la mano izquierda y el frasco con la derecha, se viertecuidadosamente la cantidad de muestra que se considere conveniente, inclinando levemente el pesafiltro yrotándolo. Se mantiene el pesafiltro sobre el recipiente mientras se vuelve a la posición vertical. Al colocar la tapase debe cuidar de no perder partículas de polvo. Se vuelve a pesar el pesafiltro y, por diferencia con el pesotomado anteriormente se obtiene el peso de la sustancia tomada.

Como dijimos, este método de pesada no es adecuado para pesar exactamente una cantidadpre-determinada de muestra. Así, por ejemplo, para efectuar una determinada operación necesitaremos alrededorde 2 gramos de cierta sustancia, pero no afectará el resultado del trabajo la presencia de +/- 0,2 g (10%) de dichasustancia, por lo tanto, será aceptable pesar una cantidad de sustancia que esté entre 1,8000 y 2,2000 gramos.

Operativamente se procede como sigue: pesamos un pesafiltro en el que hemos colocado una ciertacantidad de la sustancia que se desea pesar, obteniendo un valor de 21,9550 gramos; sacamos una cierta cantidad(estimando lo que necesitamos usar); pesamos de nuevo, obteniendo un valor de 20,1090 g; la diferencia entreambos pesos será la masa de sustancia retirada.

Masa total (recipiente más sustancia) . . . . . . . . . . 21,9550 gramos.Masa después de retirar la sustancia . . . . . . . . . . . 20,1090 gramos.Masa de la sustancia retirada . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,8460 gramos.

Por lo tanto, hemos pesado 1,8460 g valor que está dentro de los límites de nuestras necesidades. Paraello hemos tenido que utilizar sólo dos veces la balanza.

Si la sustancia es higroscópica, eflorescente o volátil no es conveniente pesar varias porcionesprovenientes del mismo pesafiltro.

8.2. Pesada de líquidos.

En general, las muestras líquidas pueden medirse mejor por volumen que por peso. No es convenientepesar líquidos, especialmente, si éstos son corrosivos y/o volátiles. En el primer caso, para que no ataquenquímicamente las superficies de la balanza; en el segundo, porque los líquidos muy volátiles evaporan mientraslos estamos pesando, provocando errores en las determinaciones.

En caso de ser indispensable pesar un líquido, lo mejor es evitar el uso de recipientes abiertos. Puedenpesarse líquidos en recipientes especiales que tienen salida en pico con una llave o en recipientes que poseen tapacon un buen ajuste, como porejemplo, los picnómetros.

El método más conveniente consiste en pesar el recipiente vacío con su correspondiente tapón; introducirluego la muestra líquida a pesar mediante pipeta o tubo de vidrio; finalmente pesar el recipiente con su contenido.Por diferencia, se determina el peso de la muestra líquida. Si la muestra es muy volátil o corrosiva, se debeencerrar en una ampolla de vidrio tarada antes de la pesada.


9. REGLAS PARA EL USO DE LA BALANZA.

En general, es más ventajoso evitar errores, que tratar de corregirlos una vez cometidos. Como ayudaconviene repasar la siguiente lista de precauciones que deben tenerse en cuenta:

1. Nunca debe ponerse en la balanza una carga mayor a la de su capacidad. Se debe averiguar primero cuáles la carga máxima (peso) de la balanza antes de usarla.

2. Nunca debe hacerse fuerza sobre el platillo con los dedos o la mano.

3. El punto de reposo inicial de la balanza (puesta a cero) debe comprobarse frecuentemente a fin de lograrmáxima exactitud en el trabajo, preferentemente antes y después de cada pesada.

4. Las puertas deslizantes de vidrio deben permanecer cerradas, abriéndose sólo para introducir o retirar losobjetos a pesar.

5. Antes de colocar un objeto sobre el platillo, la balanza debe estar “retenida”. El objeto debe quedarcentrado en el platillo con el fin de que el soporte del platillo cuelgue verticalmente. Cuando se realizael ajuste final del peso deben cerrarse las puertas de vidrio de la balanza.

6. Las partes móviles de la balanza nunca deben tocarse con los dedos. Las pesas se manejan con loscontroles incorporados en la balanza. De preferencia, los objetos se manejarán con pinzas, guantessintéticos, tenazas apropiadas o paños sin pelusas.

7. Todo movimiento dentro del cuarto de balanza debe hacerse teniendo en cuenta los peligros que suponehacer vibrar la balanza en funcionamiento, es decir, movilizarla con el selector de función (4) en pesada[ 1 ].

8. Cuando la balanza no está en funcionamiento debe mantenerse “retenida”, perilla (4) en [ 0 ], paraproteger las cuchillas y los planos de ágata.

9. Cuando se termina de pesar no debe quedar nada sobre el platillo. Si se derramó alguna sustancia sobreéste o sobre el piso de la caja de la balanza, se debe limpiar sin demoras.

10. La balanza debe colocarse sobre una mesa firme, protegida cuando sea necesario, con un medioabsorbente de vibraciones, por ejemplo, una plancha de goma que se coloca entre la mesa y la balanza.

11. La acumulación de polvo en el platillo o en cualquier parte del interior de la caja debe quitarse medianteun cepillo seco de pelo largo de la mejor calidad. No usar líquidos de ningún tipo.

12. La balanza debe colocarse en un local adecuado, una habitación separada del local del laboratorio paraprotegerla de los vapores y gases corrosivos.

13. Es conveniente que la temperatura de la habitación pueda mantenerse lo más constante posible.

14. La balanza no debe estar cerca de ventanas ni de calefactores, no debe exponerse a los rayos del sol nide corrientes de aire.


15. El cuarto de la balanza debe mantenerse lo más limpio y pulcro posible.

16. La balanza debe estar a nivel. Este ajuste se efectúa mediante los tornillos de nivelación que la mismaposee (patas de la balanza). Periódicamente, se debe verificar el nivel y registrar el control.

17. En el platillo sólo deben colocarse directamente objetos de vidrio o metal. Los materiales sólidos o enpolvo de cualquier tipo, los objetos húmedos, y productos químicos en general no deben colocarsedirectamente sobre el platillo de pesada; se pesarán en recipientes adecuados: pesafiltros, vidrio de reloj,cápsulas y crisoles de porcelana, vidrio o metal, etc.

18. Siempre que sea posible es preferible pesar en el mismo recipiente en el que se va a trabajar acontinuación para evitar pérdidas de sustancia en el trasvase.

19. Los objetos a pesar deben estar en equilibrio térmico con la balanza. Los que hayan sido previamentecalentados o enfriados, deben quedar cierto tiempo expuestos al ambiente donde está la balanza hasta quealcancen la temperatura ambiente antes de efectuar la pesada. Las corrientes de aire producidas porconvección originadas por diferencias en las temperaturas pueden provocar errores en la pesada. Eltiempo requerido varía con el tamaño, material, etc. del objeto, pero como regla general, son suficientes30-40 min de espera.


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