Mediciones de masas

2D MEDICIONES DE MASA

Para la mayoría de los análisis se debe utilizar una balanza analítica para obtener masas muy exactas. Las balanzas de laboratorio, menos precisas, se emplean también para mediciones de masa cuando las demandas de confiabilidad no son críticas.

2D-1 tipos de balanzas analíticas.

Por definición, una balanza analítica es un instrumento para pesar cuya capacidadabarca un intervalo desde 1g hasta algunos kilogramos, con una precisión de al menos una parte en 105 de su capacidad máxima. La precisión y exactitud de muchas balanzas analíticas modernas superan una parte en 106 de su capacidad completa.
Las balanzas analíticas más comunes (microbalanzas) tienen una capacidad máxima en un intervalo entre 160 y 200 g; las mediciones se pueden hacer con unadesviación estándar ± 0.1 mg. Las balanzas semicroanalíticas tienen una carga máxima de 10 a 30 g con una precisión de ± 0.001mg.
La balanza analítica he evolucionado mucho en las últimas décadas. La balanza analítica tradicional tenía dos platillos pendientes a cada extremo de una varilla de peso ligero que descansaba sobre el borde de una cuchilla localizada en el centro de la varilla. El objetoque pesaba se colocaba en uno de los platillos; en el otro platillo se colocaban suficientes pesas estándar para establecer la varilla a su posición original. Pesar con tal balanza de brazos iguales era tedioso y tardado.
La primera balanza analítica de un solo platillo apareció en el mercado en 1946.
La rapidez y conveniencia de las pesadas eran muy superiores a las que se podían realizarcon la balanza tradicional de brazos iguales. Como consecuencia, esta balanza la reemplazo rápidamente en la mayoría de los laboratorios. El uso de la balanza de un solo platillo todavía está muy extendido en la sección 2D-3 se analiza brevemente el diseño y operación de la balanza de un solo platillo. Actualmente esta balanza está siendo sustituida rápidamente por la balanza analítica electrónica,que no tiene ni varia ni el borde de una cuchilla.

2D-2 La balanza analítica electrónica.

La figura 2-2 es un diagrama funcional de una balanza analítica electrónica. El platillo se encuentra sobre un cilindro metálico hueco rodeado por una bobina que está fija sobre el polo interior de una imán cilíndrico, permanente. Una corriente eléctrica de la bobina crea un campo magnético quesostiene la levita el cilindro, el platillo y el brazo indicador, así como cualquier carga que esté sobre el platillo. La corriente se ajusta de modo que el nivel del brazo indicador esté en la posición nula cuando el platillo está vacío. Colocar un objeto sobre el platillo ocasiona que el platillo y el brazo

FIGURA 2-2 Balanza analítica electrónica.

indicador se muevan hacia abajo, lo queaumenta la cantidad de luz que choca con la fotocelda del detector en la posición nula. La corriente aumentaba de la fotocelda se amplifica y se alimenta la bobina, creando un campo magnético mayor, el cual hace regresar al platillo a su posición nula original. Un dispositivo como este en el cual una pequeña corriente eléctrica hace que un mismo mecánico mantenga una posición nula se llama sistemaservo. La corriente necesaria para conservar el platillo y el objeto en la posición nula es directamente proporcional a la masa del objeto y es fácilmente medida, digitalizada y mostrada. Para calibrar una balanza electrónica se emplea una masa estándar y el ajuste de la corriente de forma tal que la masa estándar aparezca en la pantalla.
En la figura 2-3 se muestra las configuraciones de dosbalanzas analíticas electrónicas. En cada una el platillo esta sujeto a un sistema de fuerza conocido colectivamente como una celda. Las celda incorpora varias curvaturas que permiten un movimiento limitado del paltillo y evitan que las fuerzas de torsión (que resultan de tener de tener la carga fuera de centro) distorsionen la alineación del mecanismo de la balanza. En la posición nula, el rayo es...