Analisis

INCERTIDUMBRE EN LA CALIBRACIÓN DE UN MATRAZ VOLUMÉTRICO

Sonia Trujillo Juárez Roberto Arias Romero
Advertencia: El presente ejemplo se ha realizado con fines didácticos. Los datos de las condiciones ambientales podrían corresponder a un laboratorio industrial de calibración. Para aplicarlo a una calibración en particular, es necesario considerar las características de los equipos, los datosde medición y las condiciones ambientales específicas durante la calibración.
El Marqués, Qro., México, octubre de 2002.

Incertidumbre en la Calibración de un Matraz Volumétrico / CENAM /octubre de 2002

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INCERTIDUMBRE EN LA CALIBRACIÓN DE UN MATRAZ VOLUMÉTRICO
Sonia Trujillo Juárez - Roberto Arias Romero Octubre de 2002

Resumen. Siguiendo elmétodo propuesto en el documento “Guide to the Expresión of Uncertainty in Measurement” (GUM) [1,2], se presenta la estimación de la incertidumbre en la calibración de un matraz volumétrico a la temperatura de referencia de 20 °C, utilizando el método gravimétrico. Se muestra también el cálculo de la incertidumbre en la determinación de la densidad del agua. La densidad del aire y su incertidumbrese calcula de acuerdo a lo establecido en la referencia [3].

1. Principio de medición y mensurando
La calibración de los recipientes volumétricos de vidrio para laboratorio consiste en determinar el volumen de agua contenida o entregada por el recipiente. Este volumen de agua (V20), se conoce midiendo la masa de agua y determinado su densidad a la temperatura de prueba, para lo cual se midela masa del recipiente vacío (Mb) y después del recipiente lleno con agua destilada hasta la marca de aforo (Mc); la diferencia de masa de ambas mediciones será la masa de agua contenida en el recipiente, (Ma)1. Considerando las correcciones por flotación y la diferencia de temperatura respecto a la temperatura de referencia de 20 °C y la temperatura del recipiente durante las mediciones (TA), elmensurando V20 se calcula por medio de la siguiente ecuación por lo que constituye el modelo matemático:
 ρ  1   V20 = ( Mc − Mb)   1 − a  ρ B  ρ A − ρa   Donde: V20 Mc-Mb

( 1 − α (T A − 20 ) )

(1)

ρA ρa ρB

Es el volumen de agua contenido en el matraz a la temperatura de 20 °C, [cm3]. Es la masa del recipiente con agua (Mc) menos la masa del recipiente vacío (Mb); es decir,la masa de agua contenida en el recipiente (Ma), [g]. Es la densidad del agua que se usa en la calibración, calculada con la ecuación (2), [g/cm3]. Es la densidad del aire a las condiciones ambientales del laboratorio, calculada según la referencia [3], [g/cm3]. Es la densidad de las pesas de la balanza (8000 kg/m3), valor convencional según la recomendación internacional No. 33 de la OIML [4].1

En la mayoría de los casos los instrumentos para pesar se calibran en masa convencional, por lo que Ma esta dado en masa convencional, en este ejemplo no se consideran las correcciones para determinar la masa real por ser despreciables para las incertidumbres que se tienen en estas condiciones.

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α
TA

Coeficiente de expansión cúbica del vidrio de borosilicato (1,0⋅10-5 K-1) [5, 6]. Es la temperatura del agua medida durante la calibración, [°C].

II.

Identificación y organización de las fuentes de incertidumbre

1. Medición de la masa del recipiente vacío
La masa del recipiente vacío se mide con una balanza analítica. Las fuentes de incertidumbre relacionadas con...