Conocimientos básicos sobre balanzas analíticas (parte 2)

Posted 14 junio, 2018

En la primera parte del artículo sobre balanzas analíticas vimos los aspectos en los que hay que fijarse a la hora de comprar una, donde colocarla y te dimos unos consejos básicos, pero muy necesarios, para el correcto mantenimiento de la báscula.

En esta segunda parte exponemoss las influencias físicas existentes que afectan a las balanzas analíticas y qué son el principal motivo por el que muchas veces la lectura no es exacta.

Influencias físicas que afectan a las balanzas analíticas sobre las pesas

Cuando el visor de la balanza está inestable o simplemente la lectura no es correcta, son varias las influencias físicas indeseables, que pueden repercutir en la operación. Las más comunes son las siguientes:

Temperatura

Efecto observado:
El visualizador varía constantemente en una dirección.

Motivo:
La existencia de una diferencia de temperatura entre la muestra y el ambiente de la cámara de medida causa corrientes de aire. Esas corrientes de aire generan fuerzas sobre el plato de medida haciendo con que la muestra parezca más leve (conocida por fluctuación dinámica). Este efecto solo desaparece cuando el equilibrio térmico es establecido. Además, el filme de humedad que cubre cualquier muestra, que varía con la temperatura, es encubierto por la fluctuación dinámica. Esto hace con que un objeto más frío parezca más pesado, o un objeto más caliente parezca más leve.

Acciones correctivas:

Nunca pesar muestras retiradas directamente de estufas, muflas o refrigeradores.
Dejar que la muestra alcance la misma temperatura del laboratorio o de la cámara de medida.
Tratar de manipular los recipientes de medida o las muestras con pinzas. No siendo posible, utilizar una banda de papel.
No tocar con las manos la cámara de medida.
Usar recipientes de medida con la menor área posible.

Variación de masa

Efecto observado:
El visualizador indica lecturas que aumentan o disminuyen, continua y lentamente.

Motivo:
Aumento de masa debido a una muestra higroscópica (aumento de humedad atmosférica) o pérdida de masa por evaporación de agua o de substancias volátiles.

Acciones correctivas:

Usar recipientes limpios y secos y mantener el plato de medida siempre libre de polvo, contaminantes o gotas de líquidos.
Usar recipientes de medida con cuello estrecho.
Usar tapas o corchos en los recipientes de medida.

Electrostática

Efecto observado:
El visor de la balanza analítica queda inestable e indica masas distintas a cada medida de la misma muestra. La reproducibilidad de los resultados queda comprometida.

Motivo:
El recipiente de medida está cargado electrostáticamente. Estas cargas son formadas por fricción o durante el transporte de los materiales, especialmente si son en gránulos o en polvo. Si el aire está seco (humedad relativa menor que 40%) estas cargas electrostáticas quedan retenidas o son dispersas lentamente. Los errores de medida ocurren por fuerzas de atracción electrostática que actúan entre la muestra y el ambiente. Si la muestra y el ambiente están bajo el mismo efecto de cargas eléctricas de misma señal [+ o -] hay repulsión, mientras que bajo el efecto de cargas opuestas [+ y -] se observan atracciones.

Acciones correctivas:

Aumentar la humedad atmosférica utilizando un humidificador o por ajustes apropiados en el sistema de aire acondicionado (humedad relativa ideal: 45-60%).
Descargar las fuerzas electrostáticas, poniendo el recipiente de medida en uno de metal, antes de la medida del peso.
Conectar la balanza de laboratorio a un “cable tierra” eficiente.

Magnetismo

Efecto observado:
Baja reproducibilidad. El resultado de la medida del peso de una muestra metálica depende de su posición sobre el plato de la balanza analítica.

Motivo:
Si el material es magnético (ej.: hierro, acero, níquel, etc.) puede estar ocurriendo atracción mutua con el plato de la balanza, y pueden estar siendo creadas fuerzas que originen una medida falsa.

Acciones correctivas:

Si es posible, desmagnetizar las muestras de hierro magnéticas.
Como las fuerzas magnéticas disminuyen con la distancia, separar la muestra del plato usando un soporte no-magnético (ej.: un Bécquer bocabajo o un soporte de aluminio).
Usar el gancho superior del plato de la balanza, cuando lo haya.

Gravitación

Efecto observado:
El valor del peso varía de acuerdo con la latitud. Cuanto más cerca del ecuador, mayor la fuerza centrífuga debida a la rotación de la tierra, que se contrapone a la fuerza gravitacional. Así, la fuerza actuando sobre una masa es mayor en los polos que en el ecuador. Las medidas dependen además de la altitud en relación al nivel del mar (más exactamente, en relación al centro de la tierra). Cuanto más alto, menor la atracción gravitacional, que disminuye con el cuadrado de la distancia.

Acciones correctivas:
Medidas diferenciales o comparativas o de precisión, hechas en distintas latitudes (ej.: en el piso bajo o en otros pisos de un mismo edificio) deben de ser corregidas.

Empuje

Efecto observado:
El resultado de una medida del peso hecha con presión atmosférica no es el mismo que al vacío.

Motivo:
Este fenómeno es explicado por el principio de Arquímedes, según el cual “un cuerpo sufre una pérdida de peso igual al peso de la masa del medio que es desalojado por él”. Cuando se mide el peso de materiales muy densos (Ejemplo: Hg) o poco densos (ej.: agua), deben de ser hechas correcciones, en favor de la precisión.

Acciones correctivas:
Medidas diferenciales o comparativas o de mucha precisión, efectuadas en días distintos, deben siempre ser corregidas con relación al empuje, teniéndose en cuenta la temperatura, la presión y la humedad atmosférica. Los trabajos corrientes de laboratorio normalmente dispensan estas acciones.