El documento describe un experimento para medir la densidad de líquidos mediante dos métodos: la balanza de Mohr-Westphal y densímetros. Se obtuvieron datos experimentales de la densidad de disoluciones de NaCl a diferentes concentraciones usando ambos métodos. Se realizaron cálculos estadísticos para obtener la ecuación de regresión lineal y los parámetros de la curva de calibración en cada caso. El método de la balanza de Mohr-Westphal ofrece una medición directa y precisa de la densidad, pero está sujeto a errores

1. UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
BIOQUÍMICA Y FARMACIA
QUÍMICA ANALÍTICA INSTRUMENTAL I
1. Título: Determinación de la densidad por medio de la Balanza de Westphal y
densímetros
2. Objetivos
2.1 Objetivo General
 Medir de forma experimental la densidad de líquidos por medio de densímetros
para el estudio de la relación de la densidad con el empuje.
2.2 Objetivo específico
 Aplicar el análisis estadístico a los resultados obtenidos de una práctica de laboratorio
que determina la densidad de una serie de disoluciones empleando la balanza de
Mohr-Westphal.
 Conocer la funcionalidad de la balanza de Mohr-Westphal al utilizarla en la medición
de densidades de ciertos líquidos.
3. Descripción rápida del procedimiento
3.1 Balanza de Mohr-Westphal
1) Identificar las partes de la balanza: buzo, brazo ranurado y numerado, contrapeso,
jinetillos, gancho, inmesor.
INFORME DE LABORATORIO Nº 1
INTEGRANTES: Campues Angamarca Yamilex Marisol
Cárdenas Gamboa Alba Muriel
Cazar Brito Amanda Doménica
Díaz Guerrero Valeria Mishell
Salto Lema Jefferson Javier
GRUPO: 2 CURSO: BF5-003 FECHA: 11/06/2022

2. 2) Colocar el inmersor en la ranura 10 que es la del gancho, mover el contrapeso
hasta que las dos agujas queden fijas al mismo nivel esto denotara que la balanza
esta equilibrada.
3) Sumergir el buzo en una probeta con agua destilada cuidando que no tope el buzo
las paredes de la probeta.
4) Colocar el jinetillo mayor en el gancho externo observar que las dos ajugas
queden equilibradas; si esto no sucede colocar un jinetillo medio en las ranuras del
brazo e incluso colocar un jinetillo más pequeño en los brazos del jinetillo medio
de ser necesario hasta que las ajugas vuelvan a estar el mismo nivel.
5) Medir la densidad observando los números que están en las ranuras donde se
colocó los jinetillos.
3.2 Densímetro
1) En diferentes vasos de precipitación colocar diferentes cantidades de sal.
2) A cada vaso de precipitación mezclar con agua hasta tener una mezcla
homogénea.
3) Colocar en tubos de ensayo las diferentes muestras de líquidos.
4) Sumergir el densímetro con mucho cuidado hasta el fondo esperando que este
flote.
5) Medir la densidad de cada liquido observando el menisco del agua en la escala
graduada que tiene el densímetro.
6) Tabular los datos y observar.
4. Tabla de datos y resultados
4.1 Datos experimentales con el densímetro
GRUPO NaCl Volumen %P/V D
g ml g/ml
0,0 100 0,00 0,9970
1 2,0 100 2,00 0,0189
2 4,0 100 4,00 1,0410
3 6,0 100 6,00 1,0480
4 8,0 100 8,00 1,0540

3. 4.2 Cálculos
NaCl
(g)
Densidad
(g/ml)
̅
( ̅)
̅
( ̅) ( ̅)( ̅) ̂ ( ̂ )
0,0 0,9970 -4 16 -0,0348 0,0012 0,1392 1,00318 3,81*10-5
2,0 1,0189 -2 4 -0,0129 0,0002 0,0258 1,01749 1,99*10-6
4,0 1,0410 0 0 0,0092 0,0000 0,0000 1,0318 8,46*10-5
6,0 1,0480 2 4 0,0162 0,0003 0,0324 1,04611 3,57*10-6
8,0 1,0540 4 16 0,0222 0,0005 0,0888 1,06042 4,12*10-5
Σ 20,0 5,1589 0 40 -0,0001 0,0022 0,2862 5,159 1,69*10-4
Parámetros de la curva de calibración
Pendiente (b) 7,155*10-3
Ordenada (a) 1,00318
Desv. de la regresión (Sy/x) 7,51*10-3
Desv. de la pendiente (Sb) 1,187*10-3
Desv. de la ordenada (Sa) 5,817*10-3
Coef. de correlación (r) 0,9648
Coef. de determinación
Lím. de detección (L.D) 3,148
Lím. de cuantificación (L.Q) 10,496
𝑟 =
(𝑋𝑖 𝑋)(𝑌𝑖 𝑌)
(𝑋𝑖 𝑋)2 (𝑌𝑖 𝑌)2
𝑟 =
0,2862
(40)(0,0022)
 Coeficiente de correlación (r)
𝒓 =0,9648
𝑏 =
(𝑋𝑖 𝑋)(𝑌𝑖 𝑌)
(𝑋𝑖 𝑋)2
𝑏 =
0,2862
40
 Pendiente (b)
𝒃 = 7,155*10-3
a = y mx
a = 1,0318 (7,155 ∗ 10−3
)(4)
𝒂 = 𝟏, 𝟎𝟎𝟑𝟏𝟖
 Ordenada al origen (a)
𝑆𝑦/𝑥 =
(𝒚𝒊 𝒚𝒊)
𝟐
𝑛 2
𝑆𝑦/𝑥 =
1,69 ∗ 10−4
5 2
𝑺𝒚/𝒙 = 𝟕, 𝟓𝟏 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
 Desviación de la regresión (Sy/x)

4. 4.3 Datos experimentales con el densímetro de manera virtual
NaCl
(g)
Densidad
(g/mL)
̅ ( ̅) ̅ ( ̅) ( ̅)( ̅) ̂ ( ̂ )
5,00 1,051 -5,50 30,25 -0,042 0,00176 0,231 1,10013 0,00241 25,00
10,00 1,093 -0,50 0,25 0,000 0,0000 0,000 1,13579 0,00183 100,00
12,00 1,107 1,50 2,25 0,014 0,0002 0,021 1,15005 0,00185 144,00
15,00 1,121 4,50 20,25 0,028 0,00078 0,126 1,17145 0,00255 225,00
42,00 4,372 0,00 53,00 0,000 0,00274 0,378 4,55742 0,00864 494,00
4.4 Cálculos virtuales
Parámetros de la curva de calibración
Pendiente (b) 7,132*10-3
Ordenada (a) 1,06447
Desv. de la regresión (Sy/x) 0,06573
𝑆𝑏 =
𝑆𝑦/𝑥
(𝒙𝒊 𝒙)𝟐
𝑆𝑏 =
7,51 ∗ 10−3
40
𝑺𝒃 = 𝟏, 𝟏𝟖𝟕 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
 Desviación de la pendiente (Sb)
𝑆𝑎 = 𝑆𝑦/𝑥 ∗
𝑥𝑖
2
𝑛 ∗ (𝒙𝒊 𝒙)𝟐
𝑆𝑎 = 7,51 ∗ 10−3
∗
120
5 ∗ 40
𝑺𝒂 = 𝟓, 𝟖𝟏𝟕 ∗ 𝟏𝟎−𝟑
 Desviación de la ordenada (Sa)
L. D =
3𝑆𝑦/𝑥
𝑏
L. D =
3 (7,51 ∗ 10−3
)
7,155 ∗ 10−3
𝐋. 𝐃 = 𝟑, 𝟏𝟒𝟖
 Límite de detección (L.D)
L. Q =
10𝑆𝑦/𝑥
𝑏
L. Q =
10 (7,51 ∗ 10−3
)
7,155 ∗ 10−3
𝐋. 𝐐 = 𝟏𝟎, 𝟒𝟗𝟔
 Límite de cuantificación (L.Q)

5. Desv. de la pendiente (Sb) 0,00903
Desv. de la ordenada (Sa) 0,10034
Coef. de correlación (r) 1,0048
Coef. de determinación
Lím. de detección (L.D) 27,648
Lím. de cuantificación (L.Q) 92,162
̅ =
̅ =
42
4
̅ = 10,5
=
=
4,372
4
= 1,093
 Coeficiente de correlación (r)
=
( ̅)( )
( ̅)2 ( )2
=
0,378
53 ∗ 0,00267
= 1,0048
 Pendiente (b)
=
( )( )
( )2
=
0,378
53
= 7,132 ∗ 10−3
 Ordenada al origen (a)
= ̅
= 1,093 (7,132 ∗ 10−3)(4)

6. = 1,06447
 Desviación de la regresión (Sy/x)
=
=
5
̂ = 1,06447 (7,132 ∗ 10−3)(5)
5
̂ = 1,10013
̂ = 1,06447 (7,132 ∗ 10−3)(10)
̂ = 1,13579
2
̂ = 1,06447 (7,132 ∗ 10−3)(12)
2
̂ = 1,15005
5
̂ = 1,06447 (7,132 ∗ 10−3)(15)
5
̂ = 1,17145
⁄ =
( ̂)
2
2
⁄ =
0,00864
4 2
⁄ = 0,06573
 Desviación de la pendiente (Sb)
=
⁄
( )2
=
0,06573
53
= 0,00903
 Desviación de la ordenada (Sa)
= ⁄ ∗
2
∗ ( )2
= 0,06573 ∗
494
4 ∗ 53
= 0,10034
 Límite de detección (L.D)

7. . =
3 ⁄
. =
3 ∗ 0,06573
7,132 ∗ 10−3
. = 27,648
 Límite de cuantificación (L.Q)
. =
10 ⁄
. =
10 ∗ 0,06573
7,132 ∗ 10−3
. = 92,162
5. Discusión de resultados (ventajas y desventajas del método, errores)
Se pudo medir la densidad de un líquido determinado mediante diferentes métodos.
Empleando el método de la balanza de Mohr-Westphal para medir la densidad de una serie
de disoluciones (con NaCl) a diferentes concentraciones. Basándose en el principio de
Arquímedes en el cual se establece que todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un
líquido en reposo experimenta un empuje vertical hacia arriba, denominado empuje
hidrostático, cuyo valor es igual al peso del fluido desplazado. (Young & Freedman, 2013)
Se empleo una práctica virtual, en la cual el docente planteó la densidad de una
muestra problema para poder calcular su concentración. Con datos proporcionados de un
video se realizó la respectiva regresión lineal y se obtuvo la ecuación de la recta junto con la
curva de calibración mediante interpolación de valores. Analizando los valores obtenidos se
puede inferir que la densidad promedio del líquido problema es algo mayor que la densidad
del agua a 26°C. Por ende, el líquido problema es más pesado que el agua a dicha
temperatura.
Entre las ventajas del método de la balanza de Mohr-Westphal se puede destacar
cuando se desea determinar la densidad de un líquido con gran precisión (hasta 4 cifras
decimales) y rapidez, sin necesidad de medir la masa y el volumen por separado para obtener
su valor. Además, que es un método directo ya que se puede obtener la densidad del líquido
problema a partir de la lectura de la posición de los jinetillos en el brazo ranurado, una vez
que la balanza ha alcanzado el equilibrio con el buzo (inmersor de vidrio) sumergido en el
líquido de estudio. (Juanto et al.,2015).
Otra de las ventajas de utilizar el método de la balanza de Mohr-Westphal es que se
puede adecuar para cambios de temperatura (pues se debe asegurar los líquidos estén a la
temperatura deseada) Permite medir gran cantidad de líquidos con un rango de medición
amplio y de alta sensibilidad. alta precisión y en algunas cosas buena exactitud. (Taylor,
2014)

8. Es importante mencionar que el método de la balanza de Mohr-Westphal este sujeto a
errores aleatorios y sistemáticos. Los errores aleatorios están dados debido a la preparación
de la sustancia problema por parte del estudiante, y la lectura inexacta de medida de la
densidad en la balanza, pues requiere de paciencia para poder llevarla a cabo,
recomendándose manejar los jinetillos para el ajuste del contrapeso con pinzas (evitando usar
las manos directamente a los pesos por la grasa que genera el cuerpo humano). El error
sistemático en el método, mayoritariamente esta debido a la nivelación adecuada del equipo,
así como también, la aparente alineación de la aguja de nivel (la cual podría estar
parcialmente desnivelada), dichos errores se pueden observar en la gráfica densidad vs
concentración, lo que sugiere un leve desfase de los puntos en la regresión lineal.
Existe ciertas deficiencias en este método y es que no se puede utilizar para sólidos de
manera directa, requiere de una buena calibración para reducir los errores sistemáticos, y un
control en la medición con los jinetillos (uso de pinzas para ubicarlos). Además, el
procedimiento es largo y engorroso y requiere de mucha paciencia.
6. Conclusiones
 Se determinó que la densidad de los líquidos puestos a estudio mediante el
densímetro, logrando entender la relación de la densidad con el empuje con la
aplicación del principio de Arquímedes.
 Se aplicó densimetría con el método de la balanza de Mohr-Westphal para una
sustancia, obteniéndose una concentración con desviación estándar. Comprobándose
que es mayor a la densidad del agua, pues, la sustancia problema es una disolución de
NaCl, la cual aporta masa al sistema provocando sea más densa que el agua destilada.
 Conocimos la funcionalidad de la balanza de Mohr-Westphal mediante el estudio de
la determinación de un líquido de densidad desconocida misma que se estableció al
medirla con esta balanza.
7. Bibliografía
 Skoog D., Holler J., Crouch S. (2008), Principios de análisis instrumental, 6ta Edición.
 Young, H. & Freedman, R. (2013). Física universitaria.13a Ed. México: PEARSON.
 Juanto, S., Zapata, M. & Prodanoff, F. (2015). Clasificación de plásticos: Una
oportunidad para integrar Física, Química y CTS. Revista de Enseñanza de la Física, 27,
723-728. https://revistas.unc.edu.ar/index.php/revistaEF/index
 Taylor, J. R. (2014). En J. R. Taylor, Introducción al análisis de errores:el estudio de las
incertidumbres en las mediciones fisicas (pág. 94). Barcelona: Reverté.