La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa de un objeto. (No confundir peso con

masa)

Es una palanca de primer género de brazos iguales que, mediante el establecimiento de una

situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos, permite medir masas.

Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de

la precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o

undinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la gravedad.

El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilogramos (con

precisión de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con precisión

demiligramos) en balanzas de laboratorio.

Uso de la balanza[editar]

Balanza para los alimentos en panadería.

Las balanzas se utilizan para pesar los alimentos que se venden a granel, al peso: carne, pescado,

frutas, etc. Con igual finalidad puede utilizarse en los hogares para pesar los alimentos que

componen una receta. También se emplean en los laboratorios para pesar pequeñas cantidades

de masa de reactivos para realizar análisis químicos o biológicos. Estas balanzas destacan por su

gran precisión. Muchas aplicaciones han quedado obsoletas debido a la aparición de

las básculas electrónicas.

Teoría[editar]

[[Archivo:Balanza.jpg|thumb|150px|Balanza antigua. Parque de las Ciencias de Granada.]]

Consideremos una barra AB homogénea y rígida de cuyos extremos se hallan suspendidos dos

cuerpos, A y B, de masas respectivas   y  , a los que corresponden unos pesos   y 

resultado de la acción del campo gravitatorio terrestre sobre ellos. Si la barra se encuentra

apoyada en su punto medio, O (apoyo que permite el giro de barra en torno a un eje horizontal que

pase por O), la segunda condición de equilibrio, que expresa que el momento dinámico es nulo,

tomando momentos en O, se escribe en la forma

de donde, al ser OA = OB, se sigue la igualdad de los pesos de los dos cuerpos

para el caso que la aceleración de la gravedad no varía bajo un platillo de la balanza, con relación

a la del otro platillo de la misma, se cumplirá que: de estos la igualdad de las masas ya que

de modo que con la balanza, aunque se comparan pesos, se equilibran y miden masas. Pero si se

construyese una balanza de tamaño suficiente como para que un platillo se ubicase en una zona

donde la aceleración de la gravedad fuese distinta a la de la zona del otro platillo, entonces la

balanza ya no mediría masas sino pesos.

Balanza analítica[editar]

La balanza analítica es un instrumento utilizado en el laboratorio, que sirve para medir la masa. Su

característica más importante es que poseen muy poco margen de error, lo que las hace ideales

para utilizarse en mediciones muy precisas. Las balanzas analíticas generalmente son digitales, y

algunas pueden desplegar la información en distintos sistemas de unidades. Por ejemplo, se puede

mostrar la masa de una sustancia en gramos, con una incertidumbre de 0,00001g. (0,01 mg)

Simbolismo[editar]

La balanza se ha utilizado desde la antigüedad como símbolo de la justicia y del derecho, dado que

representaba la medición a través de la cual se podía dar a cada uno lo que es justo y necesario en

cada caso.

Centrifugadora

Centrifugadora.

Una centrifugadora es una máquina que pone en rotación una muestra para –por fuerza

centrífuga– acelerar la decantación o la sedimentación de sus componentes o fases (generalmente una

sólida y una líquida), según su densidad. Existen diversos tipos, comúnmente para objetivos específicos.

Aplicaciones[editar]

Una aplicación típica consiste en acelerar el proceso de sedimentación, dividiendo el plasma

sanguíneo y el suero sanguíneo en un proceso deanálisis de sangre.

También se utiliza para determinar el hematocrito mediante una toma de muestra capilar. En este

caso la máquina utilizada se denominamicrocentrífuga.

Es muy usada en laboratorios de control de calidad y en fábricas que elaboran zumos a base

de cítricos, para controlar el nivel de pulpa fina, mediante separación del zumo exprimido.

Otra aplicación ocurre en la elaboración de aceite de oliva. En ella, una vez molidas y batidas

las aceitunas, se introducen en una centrifugadora horizontal, en la cual el aceite, que es la fracción

menos pesada, se aparta del resto de componentes del fruto: agua, hueso, pulpa, etcétera.

Una aplicación importante es la separación del uranio 235 del uranio 238.

Para cuantificar el grado de grasa o crema que contiene la leche. Las centrifugadoras utilizan

instrumentos denominados butirómetros, de los cuales existen diferentes tipos: para crema,

manteca, etcétera.

Funcionamiento[editar]

Artículo principal: Centrifugación

El centrifugado es una sedimentación acelerada, ya que la aceleración de la gravedad se sustituye por

la aceleración centrífuga:  , donde   es la velocidad angular de giro de la centrifugadora y   es la

distancia al eje de la centrifugadora. Puesto que la velocidad mencionada puede ser de miles

de revoluciones por minuto, se alcanzan aceleraciones mucho mayores que la intrínseca de la

gravedad.

Además de ser más rápida que la sedimentación, la centrifugación permite separar componentes que la

mera sedimentación no podría realizar, por ejemplo separar el uranio 235 del uranio 238.

Como la sedimentación, al centrifugado lo rige la ley de Stokes, según la cual las partículas sedimentan

más fácilmente cuanto mayores sean su diámetro y su peso específico comparado con el del fluido, y

cuanto menor sea su viscosidad. Es importante considerar que la función del fluido es esencial, pues sin

su viscosidad todas las partículas se precipitarían a la misma velocidad.

Tipos de centrifugadoras[editar]

Los aparatos en los que se lleva a cabo la centrifugación son las centrifugadoras: dispositivos móviles

con alas en las braqueas. Contienen dos componentes esenciales:

1. Motor

2. Rotor  (donde se coloca la muestra por centrifugar). Existen dos tipos de rotores:

Fijos. Los tubos se alojan con un ángulo fijo con respecto al eje de giro. Se usan para

volúmenes grandes.

Basculantes. Los tubos se hallan dentro de carcasas colgantes, unidas al rotor con un eje.

Se mueven cuando el mecanismo centrifugador gira. Se usan para volúmenes pequeños y

para separar partículas de coeficiente de sedimentación igual o casi igual. El mecanismo

centrifugador está colocado en el interior de una cámara acorazada, a unos 4 ºC. Si no

existiera esta cámara, al comenzar la centrifugación, debido al rozamiento con el aire, se

incrementaría la temperatura de la muestra y podría desnaturalizarse.

En una centrifugadora, las masas de las muestras deben estar compensadas entre sí. En caso

contrario podría «saltar por los aires». Para que no ocurra esto, hoy casi todas estas máquinas

se detienen si las masas no están compensadas.

Existen dos grandes grupos de centrifugadoras:

1. Analíticas. Posibilitan obtención de datos moleculares: masa molecular, coeficiente

de sedimentación, etcétera. Son muy caras y escasas.

2. Preparativas. Con ellas se aíslan y purifican las muestras. Hay de cuatro tipos:

De mesa. Alcanzan unas 5 000 revoluciones por minuto (rpm). Se produce una

sedimentación rápida. Hay un subtipo: las microcentifugadoras, que llegan a 12 000–

15 000 rpm. En muy poco tiempo se obtiene el precipitado.

De alta capacidad. Se utilizan para centrifugar volúmenes de cuatro a seis litros. Alcanzan

hasta 6 000 rpm. Son del tamaño de una lavadora y están refrigeradas.

De alta velocidad. Son del mismo tamaño que las de alta capacidad y llegan a 25 000

rpm.

Ultracentrifugadoras . Pueden alcanzar hasta 100 000 rpm. También están refrigeradas.

Son capaces de obtener virus.

La centrifugación es un método por el cual se pueden separar sólidos de líquidos de

diferente densidad mediante una fuerza centrífuga. La fuerza centrífuga es provista por una

máquina llamadacentrífugadora, la cual imprime a la mezcla un movimiento de rotación

que origina una fuerza que produce la sedimentación de los sólidos o de las partículas de

mayor densidad.

Los componentes más densos de la mezcla se desplazan fuera del eje de rotación de la

centrífuga, mientras que los componentes menos densos de la mezcla se desplazan hacia

el eje de rotación. De esta manera los químicos y biólogos pueden aumentar la fuerza de

gravedad efectiva en un tubo de ensayo para producir una precipitación del sedimento en

la base del tubo de ensayo de manera más rápida y completa.

Fundamento teórico[editar]

El objetivo de la centrifugación es separar sólidos insolubles (de partículas muy pequeñas difíciles

de sedimentar) de un líquido. Para ello, se aplica un fuerte campo centrífugo, con lo cual las

partículas tenderán a desplazarse a través del medio en el que se encuentren con la aceleración

= velocidad angular2 x radio.

Véase también: Aceleración centrífuga

Tipos de centrifugación[editar]

Centrifugación diferencial: Se basa en la diferencia en la densidad de las moléculas. Esta

diferencia debe ser grande para que sea observada al centrifugar. Las partículas que posean

densidades similares sedimentarán juntas. Este método es inespecífico, por lo que se usa

como centrifugación preparativa para separar componentes en la mezcla (por ejemplo, para

separarmitocondrias de núcleos y membrana) pero no es útil para separar moléculas.

Centrifugación isopícnica: Partículas con el mismo coeficiente de sedimentación se separan

al usar medios de diferente densidad. Se usa para la separación de ADN con mucha

frecuencia.

Centrifugación zonal: Las partículas se separan por la diferencia en la velocidad de

sedimentación a causa de la diferencia de masa de cada una. La muestra se coloca encima de

un gradiente de densidad preformado. Por la fuerza centrífuga las partículas sedimentan a

distinta velocidad a través del gradiente de densidad según su masa. Se debe tener en cuenta

el tiempo de centrifugación ya que si se excede, todas las moléculas podrían sedimentar en el

fondo del tubo de ensayo.

Ultracentrifugación: Permite estudiar las características de sedimentación de estructuras

subcelulares (lisosomas, ribosomas y microsomas) y biomoléculas. Utiliza rotores (fijos o de

columpio) y sistemas de monitoreo. Existen diferentes maneras de monitorear la

sedimentación de las partículas en la ultracentrifugación, el más común de ellos mediante

luz ultravioleta ointerferones.

Equipos para centrifugación[editar]

La centrifugación en el laboratorio se realiza por medio de un aparato llamado centrifuga, en el cual

se colocan tubos de ensayo que contienen la mezcla; la centrifuga gira con tal velocidad que

separa el sólido y lo deposita en el fondo del tubo. Luego se efectúa una filtración o una

decantación. Este procedimiento, es muy útil cuando el sólido que está disuelto en el líquido es

muy fino y no sedimenta.