define rendimiento experimental

• Descubre cómo calcular el rendimiento experimental de tus experimentos en solo 3 pasos

En las ciencias experimentales, es común realizar mediciones y observaciones para obtener datos que nos permitan probar hipótesis y establecer conclusiones. Sin embargo, estos datos no son suficientes por sí solos, ya que necesitamos compararlos con valores teóricos o esperados para evaluar su calidad y validez. Es aquí donde entra en juego el concepto de rendimiento experimental, el cual nos permite determinar qué tan cercanos están nuestros resultados a los valores esperados y cuánto hemos optimizado nuestra metodología experimental. En este artículo exploraremos cómo se calcula el rendimiento experimental y cómo podemos utilizarlo para mejorar nuestros experimentos y obtener resultados confiables y precisos.

Desventajas

¿cómo se calcula la fórmula de rendimiento, ¿de qué manera se puede determinar el porcentaje de eficiencia en una reacción química, ¿cuál es la definición de rendimiento teórico y experimental, cómo calcular el rendimiento experimental en química: una guía práctica, midiendo el éxito de tus experimentos: cómo calcular el rendimiento experimental, cálculo del rendimiento experimental: métodos y herramientas para obtener resultados precisos, el arte de calcular el rendimiento experimental en laboratorio: consejos y trucos para el éxito.

• Conocer el rendimiento experimental permite ajustar y mejorar los procesos de laboratorio para obtener mejores resultados en investigaciones futuras.
• El cálculo del rendimiento experimental proporciona una base objetiva para la toma de decisiones en cuanto a la selección de métodos y materiales de investigación.
• La medición del rendimiento experimental permite evaluar la calidad de los resultados obtenidos y asegurar la precisión y fiabilidad de los datos.
• A través del cálculo del rendimiento experimental es posible identificar factores que puedan estar afectando la calidad de los resultados, permitiendo corregirlos y asegurar la validez de los mismos.
• Posible Error Humano: cuando se realizan experimentos, siempre existe la posibilidad de que se cometan errores humanos en la medición de datos. Por ejemplo, el científico puede leer incorrectamente un valor en una escala, o puede haber un mal funcionamiento del equipo de medición. Estos errores pueden afectar significativamente el resultado final del experimento y, por lo tanto, el cálculo del rendimiento experimental.
• Variabilidad de los resultados: algunos experimentos pueden ser muy sensibles a ciertas variables externas, como la temperatura, la humedad o la presión. Cuando se realizan experimentos repetidas veces, puede haber una gran variabilidad en los resultados obtenidos. Esto significa que el cálculo del rendimiento experimental puede ser muy difícil de realizar y puede proporcionar resultados inconsistentes o imprecisos.

Para calcular el rendimiento sobre la inversión, se debe restar la inversión del beneficio obtenido y dividir el resultado entre la inversión inicial. Posteriormente, este valor se multiplica por 100 para obtener el porcentaje del rendimiento. Esta fórmula es útil para determinar cuánto dinero se ha ganado o perdido en una inversión, y es utilizado tanto por inversores individuales como por empresas. Es importante tener en cuenta que factores externos, como la inflación o la fluctuación del mercado, pueden afectar el resultado final del cálculo del ROI.

El cálculo del rendimiento sobre la inversión es fundamental en la evaluación del desempeño de una inversión. A través de la resta de la inversión inicial del beneficio obtenido y la división del resultado entre la inversión inicial, se logra determinar el porcentaje del rendimiento de la inversión. Es importante considerar que factores externos pueden afectar el resultado final del cálculo del ROI.

La eficiencia de una reacción química se puede determinar a través del rendimiento porcentual, el cual se obtiene al dividir el rendimiento real entre el rendimiento teórico y multiplicarlo por 100%. El rendimiento real es el resultado que se obtiene en la práctica y puede acercarse al 100%, aunque nunca alcanzarlo debido a factores ambientales. Conocer el porcentaje de eficiencia permite evaluar la calidad de la reacción y optimizar su proceso para obtener mejores resultados.

El rendimiento porcentual es una herramienta fundamental para evaluar la eficiencia de una reacción química. Al comparar el rendimiento real con el teórico, se obtiene una medida de cuánto se acerca la práctica al ideal. A través de esto, se pueden optimizar los procesos de la reacción para lograr un mayor rendimiento y, por ende, una mayor eficiencia en la producción de compuestos químicos.

El rendimiento teórico es la cantidad máxima de producto que se espera obtener en una reacción química, calculada a partir de las ecuaciones químicas y la estequiometría. Por otro lado, el rendimiento experimental es la cantidad real de producto que se obtiene al realizar el experimento en la práctica. El rendimiento porcentual es la relación entre el rendimiento experimental y el rendimiento teórico, expresado como un porcentaje. Este parámetro es crucial para evaluar la eficacia de los experimentos químicos y para optimizar los procesos de síntesis de compuestos.

El rendimiento porcentual es esencial para determinar la eficiencia de un experimento químico y optimizar los procesos de síntesis de compuestos. Mientras que el rendimiento teórico representa la cantidad máxima de producto que se espera obtener, el rendimiento experimental se refiere al resultado real de la reacción. El rendimiento porcentual se calcula comparando ambos valores y proporciona una idea clara de la calidad y eficacia del experimento en cuestión.

Calcular el rendimiento experimental en química es una parte fundamental de cualquier experimento, ya que permite determinar cuánto de un reactivo se transformó en el producto deseado. Para hacerlo correctamente, es importante tener en cuenta varios factores, como la pureza de los reactivos, la eficiencia de las técnicas utilizadas y la precisión de las mediciones. Una vez obtenido el rendimiento experimental, se puede comparar con el rendimiento teórico esperado y evaluar la calidad de los resultados obtenidos. Con esta guía práctica, aprenderás a calcular el rendimiento experimental de manera precisa y efectiva.

El cálculo del rendimiento experimental es clave en cualquier experimento químico para determinar la cantidad de reactivo transformado en el producto deseado. Se deben considerar la pureza de los reactivos, la precisión de las mediciones y la eficiencia de las técnicas utilizadas. Esta comparación entre el rendimiento experimental y teórico ayuda a evaluar los resultados obtenidos. Aprende a calcularlo de manera precisa con esta guía especializada.

A la hora de emprender un experimento, es fundamental contar con una buena estrategia de medición del éxito. Sin embargo, muchos investigadores no saben cómo calcular el rendimiento experimental de sus pruebas. Para hacerlo, es necesario fijar unos objetivos claros y establecer indicadores cuantificables de éxito. Además, se debe elegir una metodología de medición que sea válida, fiable y reproducible, y establecer un sistema eficaz para recolectar y analizar los datos obtenidos. De esa forma, se podrá determinar el grado de logro de los objetivos y ajustar el enfoque experimental en consecuencia.

Los experimentos requieren una estrategia de medición de éxito. Se deben establecer metas claras y un sistema para medir resultados. Es importante elegir una metodología fiable y reproducible y reunir y analizar los datos de forma eficaz. Así se pueden ajustar los objetivos y enfoque experimental según el rendimiento obtenido.

Una de las herramientas más comúnmente utilizadas para el cálculo del rendimiento experimental es la titulación. Este método implica la medida de la cantidad de reactivo utilizado para reaccionar completamente con el reactivo deseado. A menudo se utiliza una bureta para dispensar con precisión la solución reactante. Además, la espectrofotometría, la gravimetría y la cromatografía son técnicas analíticas valiosas en el cálculo del rendimiento experimental. El uso de estas herramientas y métodos puede mejorar la precisión y exactitud de los resultados.

En la evaluación de los resultados experimentales, la titulación es una herramienta comúnmente utilizada para medir con precisión la cantidad de reactivo utilizado en la reacción. La bureta es un instrumento esencial en este proceso. Además, las técnicas de espectrofotometría, gravimetría y cromatografía son métodos analíticos valiosos para mejorar la precisión y exactitud de los resultados. Estas herramientas son esenciales en la investigación y desarrollo de nuevos compuestos y en la elaboración de informes experimentales precisos.

El rendimiento experimental en laboratorio es crucial para el éxito de cualquier investigación. Para calcularlo, es necesario conocer la teoría subyacente y aplicar herramientas estadísticas adecuadas. En primer lugar, es importante definir claramente la variable de interés. Además, se deben tomar medidas precisas y reproducibles, minimizando fuentes de error y controlando las condiciones experimentales. Se recomienda realizar múltiples repeticiones y realizar pruebas estadísticas para determinar si los resultados son significativos. Con estos consejos y trucos, cualquier investigador puede mejorar su habilidad para calcular el rendimiento experimental y obtener resultados más precisos y confiables.

La precisión y fiabilidad de los resultados experimentales son fundamentales para el éxito de cualquier investigación en laboratorio. Para lograrlo, se deben definir claramente las variables de interés, controlar y minimizar fuentes de error, realizar múltiples replicaciones y aplicar pruebas estadísticas adecuadas para determinar la significatividad de los resultados.

El cálculo del rendimiento experimental es una herramienta fundamental en la investigación científica y tecnológica. A través de esta medición se pueden conocer las desviaciones entre los resultados experimentales y los valores teóricos esperados, permitiéndonos determinar las causas de estas diferencias y corregirlas en futuros experimentos. Es esencial considerar la precisión y exactitud de los datos obtenidos, así como los posibles errores sistemáticos y aleatorios que pudieron influir en los resultados. Además, es importante recordar que el rendimiento experimental no es un valor absoluto, sino una estimación que debe ser interpretada y analizada en el contexto del trabajo científico específico. En última instancia, calcular el rendimiento experimental es una parte vital del proceso científico y puede ayudarnos a mejorar la calidad y la confiabilidad de nuestras investigaciones.

Relacionados

Rendimiento teórico, experimental y porcentual

El rendimiento teórico de una reacción es la cantidad de producto que usarías si utilizaras todo el reactante limitante y suponiendo que no hubiera pérdida, por ejemplo, por degradación del reactante o del producto, o por formación de productos secundarios. El rendimiento experimental es la cantidad real de producto que obtienes al realizar un experimento concreto. El rendimiento porcentual es el cálculo de qué porcentaje de rendimiento teórico has obtenido en un experimento dado. Se calcula de esta forma:

En la mayoría de los casos, cuando se menciona el rendimiento de una reacción sin referirse a si es teórico experimental o porcentual, se da por hecho que se habla del porcentual.

Ciencia, Educación, Cultura y Estilo de Vida

Método experimental

¿Qué es el método experimental?

El método experimental es un método de investigación cuantitativo que consiste en poner a prueba la validez de una hipótesis sometiéndola a experimentación. Es el más usado en las ciencias exactas, aunque también ha sido empleado con éxito en psicología y educación.

El método experimental consiste en la identificación de las variables relevantes para la investigación, en el diseño de experimentos y en la observación de los cambios que estas sufren o generan tras la ejecución de los mismos.

Este método permite a los investigadores manipular las variables. De este modo se pueden establecer relaciones precisas de causa-efecto entre una muestra de control (no se manipulan las variables) y una muestra de experimentación (variables manipuladas).

Para el análisis de los resultados de experimentación se prefieren los instrumentos estadísticos, los cuales aportan datos exactos y permiten observar patrones que no pueden ser detectados a simple vista.

Características del método experimental

El método experimental se distingue por estas cinco características:

1. Es un tipo de método cuantitativo

Su objetivo es determinar la validez de una hipótesis por medio de la experimentación y del análisis estadístico. Proporciona resultados específicos.

2. Se lleva a cabo bajo condiciones controladas

Ya sea en el laboratorio o en una investigación de campo , los investigadores tienen el control de todos los factores que pueden influir en el resultado de la experimentación.

3. Los investigadores pueden manipular las variables

Se trabaja con una muestra de control (en el que no se manipula ninguna variable) y una muestra experimental, cuyas variables son manipuladas de acuerdo a los requerimientos de cada investigación.

4. Consiste en comparar las variables

La investigación experimental se trata de observar los cambios que se han producido en las variables después de someterlas a experimentación, y compararlas con las variables del grupo de control.

5. Utiliza variables dependientes e independientes

Se llama independiente a aquella variable que ha sido manipulada por los investigadores. Las variables dependientes son las que se ven alteradas debido a la manipulación de la variable independiente.

Pasos del método experimental

En general, para aplicar el método experimental a cualquier objeto de investigación se deben cumplir los siguientes pasos:

1. Plantear el problema de investigación

Responde a la pregunta: ¿qué se desea saber exactamente? Ejemplos: Cuál es el efecto de una dieta alta en grasa en el organismo de los gatos. Cuán efectivo es el romero para curar la calvicie.

2. Elaborar una hipótesis

Una hipótesis es una respuesta probable al problema de investigación. Por ejemplo, que en los gatos una dieta alta en grasa obstruye las arterias y puede producir la muerte.

3. Diseño del experimento

Para saber si nuestra hipótesis es correcta o falsa, es necesario ponerla a prueba. Para ello debemos identificar las variables relevantes y diseñar un experimento. Lo ideal sería llevarlo a cabo varias veces.

4. Recoger los datos e interpretar los resultados

Los recursos de la estadística son de gran ayuda a la hora de analizar los resultados y percibir patrones que resultan invisibles a simple vista.

5. Sacar conclusiones

La interpretación de los resultados nos permitirá concluir si la hipótesis planteada es correcta o errónea.

Ventajas del método experimental

1. los experimentos se pueden reproducir.

Puesto que se realiza bajo condiciones bien definidas y controladas, un experimento puede ser replicado por otros investigadores para confirmar o no los resultados.

2. Los resultados son específicos

El método experimental hace uso de los instrumentos de las ciencias exactas: cálculo, medición, análisis estadístico, por lo que sus resultados se expresan en forma cuantificable y específica.

3. Se permite manipular las variables

La finalidad es que los investigadores tengan la libertad de concentrarse en las variables que consideren relevantes y diseñar experimentos específicos para ellas.

4. Permite identificar la relación causa-efecto entre las variables

Al manipular una cierta variable, y observar los efectos que esta manipulación tiene en otras variables, los investigadores son capaces de identificar relaciones de causa-efecto.

5. Resulta muy productivo en las ciencias exactas

El método experimental resulta especialmente fructífero en las ciencias exactas, donde se considera que, si una teoría no ha sido confirmada por la experimentación, no es ciencia verdaderamente.

Desventajas del método experimental

1. se lleva a cabo en un entorno artificial.

Puesto que los experimentos se llevan a cabo en condiciones muy controladas, no hay una garantía de que los resultados sean 100% aplicables en el mundo “real”.

2. Puede generar dilemas éticos

Como por ejemplo, en el caso de la experimentación en seres humanos, o a causa de la crueldad de algunos experimentos en animales.

3. No da buen resultado si las variables no son bien precisas

Por ejemplo, una investigación quiere saber si escuchar música distrae a los trabajadores y reduce su rendimiento. Pero ¿cómo cuantificar la variable distracción? ¿Cómo aislarla de otras variables presentes en el rendimiento laboral? En estos casos conviene más la aplicación de un método cualitativo.

4. Puede resultar costoso

La aplicación del método experimental requiere de científicos muy especializados y equipamiento muy complejo y costoso, como el acelerador de partículas de Ginebra, Suiza. Asegurar que un entorno sea 100% controlado es más difícil y cuesta más.

5. Puede tomar mucho tiempo

Para sacar una conclusión válida desde el punto de vista científico se requiere replicar varias veces el mismo experimento o realizar más de uno, lo cual requiere de mucho tiempo.

Ejemplos de método experimental

Consumo de verduras e hipertensión.

Un investigador quiere conocer si la ingesta de verduras influye en tener presión arterial alta. Un grupo experimental de 500 personas consume verduras cada día durante 2 meses. El grupo control, también de 500 personas, no consume verduras nunca.

Consumo de ajo y sistema inmunitario

Un investigador quiere conocer si el consumo de ajo hace que mejore el sistema inmunitario. Un grupo experimental de 500 personas consumen ajo a diario durante 1 mes. El grupo control, también de 500 personas, no lo consume. Se mide el nivel de glóbulos blancos de ambos grupos.

Fertilizante y crecimiento de cultivos

Un agricultor quiere saber si un fertilizante hace que sus cultivos crezcan más rápido. Aplica el fertilizante a un área de 500 metros cuadrados de un cultivo, dejando otra área de la misma extensión sin la aplicación.

Ejercicio físico y bienestar

Un doctor quiere saber si la práctica diaria de ejercicio físico influye en el bienestar de las personas. Un grupo experimental de 1000 personas practica 1 hora de ejercicio físico diario, 5 veces por semana, durante 90 días. El grupo control, también de 1000 personas, no practica ejercicio. Se mide el nivel de endorfinas (hormonas del bienestar) después de 90 días.

Práctica de meditación y estrés

Un psicólogo quiere conocer si la práctica de meditación influye en el nivel de estrés. Un grupo experimental de 100 personas practica meditación a diario durante 6 meses. Un grupo control, también de 100 personas, no la practica. Tras los 6 meses se mide el nivel de estrés.

Sueño y memorización

Un investigador quiere conocer si las horas de sueño influyen en la capacidad de memorizar. Un grupo experimental de 200 personas duerme 8 horas cada noche y un grupo control duerme de 5-6 horas. Se concluye que las personas que duermen más memorizan de forma más efectiva.

El acelerador de partículas de Suiza

Se trata de amplias instalaciones subterráneas donde los físicos hacen chocar partículas subatómicas a la velocidad de la luz. Este experimento les permite conocer más profundamente la naturaleza de la materia .

Las rocas de Marte

Uno de los objetivos de las misiones al planeta Marte que fueron enviadas durante 2021 fue recoger rocas del suelo marciano y traerlas a la Tierra, donde serán sometidas a diversos experimentos para conocer su naturaleza y composición.

Los refuerzos de la vacuna contra el covid-19

Fue una investigación experimental la que determinó, tras el análisis del nivel de inmunoglobulinas, que en un importante porcentaje de la muestra poblacional los anticuerpos contra el covid-19 se hacían indetectables después de siete meses, y que por tanto, es necesario un refuerzo de la vacuna.

Avances en la lucha contra el cáncer

Recientemente, una investigación experimental mostró que la cardamonina, un compuesto natural presente en el cardamomo, puede ser terapéutico para el cáncer de mama triple negativo.

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Cómo calcular el rendimiento porcentual en química

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Dentro del ámbito de la química, el rendimiento teórico es la cantidad máxima de producto que puede crear una reacción química . En realidad, la mayoría de las reacciones no tienen una eficacia perfecta. Al realizar el experimento, obtendrás una cantidad menor, lo que se denomina rendimiento real . Si quieres expresar la eficacia de una reacción, puedes calcular el rendimiento porcentual mediante la siguiente fórmula: % de rendimiento = (rendimiento real/rendimiento teórico) x 100 . Un rendimiento porcentual del 90 % significa que la reacción tuvo un 90 % de eficacia, mientras que un 10 % de los materiales se desperdiciaron (no lograron una reacción o no se recuperó su producto).

Hallar el reactivo limitante

• Si quieres saber cómo balancear una ecuación, lee este artículo .

• La masa molar del oxígeno es de aproximadamente 16 g/mol (puedes encontrar un valor más preciso en una tabla periódica ).

• Por ejemplo, supongamos que comenzaste con 40 gramos de oxígeno y 25 gramos de glucosa.

• En el ejemplo anterior, comenzamos con 1,25 moles de oxígeno y 0,139 moles de glucosa. La proporción entre las moléculas de oxígeno y las de glucosa es de 1,25 / 0,139 = 9,0. Esto significa que comenzaste con 9 moléculas de oxígeno por cada molécula de glucosa.

• Asegúrate de colocar los reactivos en el mismo orden en que lo hiciste para la otra proporción. Por ejemplo, si empleas la proporción de oxígeno/glucosa en un lado y glucosa/oxígeno en el otro, obtendrás un resultado incorrecto.

• Si la proporción real es mayor que la proporción ideal, significa que tienes una mayor cantidad de la necesaria del reactivo ubicado en el numerador de la fracción. El reactivo ubicado en el denominador de la fracción viene a ser el reactivo limitante.
• Si la proporción real es menor que la proporción ideal, significa que el reactivo ubicado en el numerador de la fracción es insuficiente, por lo que viene a ser el reactivo limitante.
• Utilizando el ejemplo anterior, la proporción real del oxígeno y glucosa (9,0) es mayor que la proporción ideal (6,0). En conclusión, el reactivo ubicado en el denominador, la glucosa, debe ser el reactivo limitante.

Calcular el rendimiento teórico

• En el ejemplo anterior, descubriste que la glucosa era el reactivo limitante y también calculaste que comenzaste con 0,139 moles de glucosa.

• La proporción de dióxido de carbono y glucosa es de 6/1 = 6. En otras palabras, esta reacción puede producir 6 moléculas de dióxido de carbono por cada molécula de glucosa.

• La cantidad inicial de glucosa era 0,139 moles, mientras que la proporción de dióxido de carbono y glucosa es de 6. El rendimiento teórico del dióxido de carbono es (0,139 moles de glucosa) x (6 moles de dióxido de carbono / 1 mol de glucosa) = 0,834 moles de dióxido de carbono.

• Por ejemplo, la masa molar de CO 2 es de aproximadamente 44 g/mol (la masa molar del carbono es de aproximadamente 12 g/mol y del oxígeno, aproximadamente 16 g/mol, de modo que la cantidad total es 12 + 16 + 16 = 44).
• Multiplica 0,834 moles de CO 2 x 44 g/mol CO 2 para obtener como resultado aproximadamente 36,7 gramos. Por consiguiente, el rendimiento teórico del experimento es de 36,7 gramos de CO 2 .

Calcular el rendimiento porcentual

• El rendimiento teórico es la cantidad máxima de producto que el experimento pudo generar.
• El rendimiento real es la cantidad real que creaste, medida directamente con base en una escala.

• Supongamos que la reacción real es de 29 gramos de CO 2 .

• 0,79 x 100 = 79, de modo que el rendimiento porcentual del experimento es de 79 %. Esto significa que creaste un 79 % de la máxima cantidad posible de CO 2 .

• Si obtienes resultados ampliamente diferentes, verifica las unidades. Si el rendimiento real difiere del rendimiento teórico por un orden de magnitud o más, probablemente empleaste las unidades incorrectas en algún punto del cálculo. Repite los procedimientos y lleva un registro de las unidades en cada paso de la ecuación.
• Si el rendimiento porcentual es mayor al 100 % (y sabes a ciencia cierta de que los cálculos son correctos), significa que hay otras sustancias que han contaminado al producto. Por consiguiente, deberás purificarlo (por ejemplo, secándolo o filtrándolo) y pesarlo nuevamente.

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Referencias

• ↑ http://www.chemteam.info/Equations/Balance-Equation.html
• ↑ http://www.chemteam.info/Stoichiometry/Limiting-Reagent.html
• ↑ https://www.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions-stoichiome/limiting-reagent-stoichiometry/a/limiting-reagents-and-percent-yield

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Rendimiento Porcentual: Definición, fórmula y ejemplos

Definición de rendimiento porcentual.

El rendimiento porcentual es la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico, multiplicado por 100.

¿Qué significa el rendimiento porcentual en química?

El rendimiento porcentual en química es una forma de medir con qué precisión se completó un experimento. Si el experimento se completó con precisión y no hubo error humano ni contaminación, entonces el rendimiento porcentual debería ser muy cercano al 100%. Pero si no se acerca al 100%, ¿sigue siendo bueno? Aquí hay algunos valores de ejemplo de rendimiento porcentual que podemos usar para ver si se considera aceptable:

• 90% es genial
• 70-80% esta muy bien
• 50-70% esta bien
• 40-50% es aceptable
• 20-40% es pobre
• 5-20% es muy pobre

Fórmula de rendimiento porcentual

La fórmula del rendimiento porcentual es:

El rendimiento porcentual no tiene unidades y el resultado final es un valor porcentual.

Rendimiento teórico

El rendimiento teórico es el resultado máximo posible que podría producir un experimento basado en el reactivo limitante. Hay tres pasos que se utilizan para calcular el rendimiento teórico de una reacción:

• El primer paso es equilibrar la ecuación química.
• El segundo paso es enumerar todas las variables conocidas del problema. Estas son la masa de los reactivos y la masa molar de los reactivos y productos.
• El tercer paso es utilizar la estequiometría para convertir la masa de los reactivos en la masa de los productos.

El rendimiento teórico se basa en el reactivo limitante. Para encontrar el reactivo limitante, tendremos que convertir los reactivos en productos individualmente usando estequiometría. El producto que produce menos es el reactivo limitante.

Al calcular el rendimiento teórico, es importante comenzar con una reacción química equilibrada. Las relaciones se utilizan para convertir de gramos a moles del reactivo, luego de moles del reactivo a moles del producto y luego de moles del producto a gramos. Si la reacción química no se equilibra correctamente, las proporciones del producto serán incorrectas. La ecuación no puede perder materia, por lo que debe haber la misma cantidad de átomos en cada lado de la reacción.

La fórmula de rendimiento teórico es:

Masa dada de los reactivos (masa molar de los reactivos) (Masa molar de los productos) = Rendimiento teórico.

Rendimiento real

El rendimiento real es el valor del numerador del rendimiento porcentual. El rendimiento real se descubre haciendo el experimento. Es el valor del producto final cuando se completa el experimento. Hay una variedad de factores que pueden afectar el rendimiento real y hacerlo inexacto. Éstas incluyen:

• No se recuperó todo el producto; esto puede provocar un rendimiento porcentual bajo.
• Contaminación durante el experimento: esto puede provocar que se produzcan más productos o que se produzca una menor reacción. Puede afectar el rendimiento porcentual inflándolo o desinflando artificialmente, dependiendo del experimento y de cuál sea la contaminación.
• Mediciones incorrectas durante el experimento.

Reactivo limitante

El reactivo limitante es el reactivo que se consumirá por completo en el experimento. Una vez que desaparece, el experimento ya no puede continuar reaccionando, independientemente de la cantidad de otro material presente. Un ejemplo sencillo que podemos utilizar para demostrar cómo encontrar el reactivo limitante es la formación de agua a partir de hidrógeno y oxígeno. Empezaremos con 10g de cada reactivo. Primero, debemos comenzar con una ecuación balanceada:

Entonces, necesitamos saber las masas molares:

• Masa molar de Hidrógeno: 1,00 g/mol
• Masa molar de oxígeno: 15,99 g/mol
• Masa molar de agua: 18,015 g/mol

Después de encontrar la masa molar de cada uno de los elementos, debemos aplicar la ecuación de rendimiento teórico. Necesitamos calcular el rendimiento teórico de agua en función de cada uno de los reactivos individualmente.

El rendimiento teórico basado en el reactivo de hidrógeno es:

El rendimiento teórico basado en el reactivo de oxígeno es:

Podemos ver que el rendimiento menor es el resultado de calcular el rendimiento teórico utilizando el reactivo de oxígeno. Esto convierte al reactivo oxígeno en el reactivo limitante porque se consumirá por completo durante el experimento.

Ejemplos de rendimiento porcentual

El rendimiento porcentual es la relación entre el rendimiento real y el rendimiento teórico. Hay dos fórmulas importantes para calcular el porcentaje de rendimiento:

Si el rendimiento real de PLC3 determinado experimentalmente es 598 g y el rendimiento teórico es 679 g, ¿cuál es el rendimiento porcentual?

(598 g/679 g) x 100 = 88 %

Esto se considera un muy buen porcentaje de rendimiento.

Problema de ejemplo de rendimiento porcentual:

Se producen 6 gramos de Mgo mediante la reacción entre 2,0 g de Mg y 11 litros de O2. Determine el rendimiento porcentual de MgO.

El óxido de magnesio se produce cuando reaccionan Mg y O.

La ecuación balanceada para la producción de óxido de magnesio es

• Del lado de los reactivos, hay: 2 átomos de Mg y 2 átomos de oxígeno.
• En el lado de los productos, también hay 2 átomos de Mg y 2 átomos de oxígeno.

Esto significa que la ecuación está balanceada.

El siguiente paso es determinar las variables de masa molar conocidas para la reacción:

• La masa molar de Mg es: 1 mol de Mg= 24,3 g
• La masa molar de O2 es: 1 mol de O2 son 22,4 L
• La masa molar de MgO es: 1 mol de MgO = 40,3 g

El siguiente paso es calcular el reactivo limitante:

4 g de Mg X (1 mol de Mg/24,3 g de Mg) X (2 mol de MgO/ 2 mol de Mg) X (40,3 g de MgO/ 1 mol de Mg0) = 6,63 g de MgO

11 L de oxígeno X (1 mol de oxígeno/22,4 L de oxígeno) X (2 mol de MgO/1 mol de O2) X (40,3 g de MgO/1 mol de MgO) = 39,58 g de MgO

La menor cantidad que se produce es cuando el reactivo utilizado para calcularlo es el Mg. Entonces el Mg es el reactivo limitante. El rendimiento teórico que se utilizará es de 6,36 g de MgO.

En el planteamiento del problema, el rendimiento real de MgO aparece como 6 g. Estos dos números se incluyen en la ecuación de rendimiento porcentual:

6g/6,63gx 100 =90,49%

Entonces, el rendimiento teórico de este experimento es 90,49%.

Esto se considera un gran porcentaje de rendimiento.

Resumen de la lección

Esta lección analizó el porcentaje de rendimiento, cómo calcularlo y todos los factores que intervienen en ese cálculo. Aprendimos sobre el rendimiento teórico y real. Se discutieron el proceso de cálculo del rendimiento teórico y algunos de los problemas que pueden surgir durante los experimentos al resolver el rendimiento real. Aprendimos varias fórmulas y definiciones clave relacionadas con el rendimiento porcentual:

• Fórmula de rendimiento porcentual: el rendimiento porcentual se calcula tomando el rendimiento real dividido por el rendimiento teórico y multiplicando por 100%.
• Definición de rendimiento porcentual: El rendimiento porcentual es una representación de la precisión con la que se realizó el experimento, en función de lo que teóricamente podría haber sido.

Además, aprendimos en esta lección que el rendimiento teórico se calcula en función de la ecuación balanceada y las cantidades conocidas de los reactivos. Es un componente en el cálculo del rendimiento porcentual. Otro componente es el rendimiento real, que se determina experimentalmente.

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Estudio experimental

En este post se explica qué son los estudios experimentales y cuáles son sus características. También encontrarás ejemplos de estudios experimentales, cuáles son los diferentes tipos de estudios experimentales y cuáles son sus ventajas y desventajas.

Índice

¿Qué es un estudio experimental?

Un estudio experimental es un tipo de investigación que se caracteriza por la manipulación del factor de estudio. Es decir, en un estudio experimental el investigador no se limita a observar qué sucede, sino que manipula deliberadamente el valor de las variables para analizar cómo afectan.

Por ejemplo, se puede hacer un estudio experimental sobre cómo afecta la temperatura a la velocidad de reacción de ciertas sustancias químicas. En este estudio el investigador modifica la temperatura y registra la velocidad de la reacción en diferentes temperaturas para analizar la relación entre estas dos variables.

Características de un estudio experimental

Las características de los estudios experimentales son las siguientes:

• La principal característica de los estudios experimentales es que está compuesto por uno o más grupos experimentales y uno o más grupos de control. De este modo se puede analizar cómo afecta el factor de estudio a diferentes grupos.
• La asignación de los individuos a cada grupo de estudio es aleatoria, de esta forma se reduce la probabilidad de cometer sesgo de selección .
• Idealmente, debe haber enmascaramiento o cegamiento en el estudio experimental, esto significa que los participantes no saben a qué grupo de estudio pertenecen.

Ejemplos de estudios experimentales

• Estudio experimental sobre un medicamento: evaluar la eficacia de un nuevo medicamento para reducir la presión arterial en pacientes con hipertensión. En el estudio experimental, los participantes se dividen aleatoriamente en dos grupos: uno recibe el nuevo medicamento y el otro recibe un placebo. Luego se mide la presión arterial de los dos grupos y se analizan las diferencias.
• Estudio experimental sobre la pérdida de peso: examinar el impacto de un programa de educación sobre la dieta y el ejercicio en la pérdida de peso. Se asigna aleatoriamente a un grupo de participantes para recibir el programa de intervención, mientras que otro grupo actúa como control y no recibe ninguna intervención.
• Estudio experimental sobre el efecto de la música en el rendimiento cognitivo: se escogen aleatoriamente participantes para que escuchen música mientras realizan tareas cognitivas específicas, y se comparan los resultados con un grupo que realiza las mismas tareas sin música.
• Estudio experimental sobre las características de un material: determinar la resistencia y durabilidad de un nuevo material de construcción. Se someten muestras del material a condiciones específicas, como cargas variables y exposición a diferentes condiciones climáticas, y se evalúa su rendimiento en comparación con otros materiales.
• Estudio experimental sobre el impacto de la publicidad: se divide aleatoriamente a un grupo de consumidores en dos. Un grupo ve anuncios de un producto específico, mientras que el otro grupo no ve ningún anuncio. Se recopilan datos sobre las preferencias de marca antes y después de la exposición a la publicidad.

Tipos de estudios experimentales

Los tipos de estudios experimentales son:

• Ensayo clínico: en el estudio experimental se forman dos grupos, un grupo experimental y un grupo de control . El grupo experimental recibe la intervención, mientras que el grupo de control sirve para comparar los resultados con un grupo que no ha sido modificado.
• Prueba de campo (field trial): el estudio experimental se hace sobre individuos sanos, es decir, que no están afectados por una determinada enfermedad. De manera que se investigan los factores preventivos que pueden evitar contraer dicha enfermedad.
• Estudio cuasiexperimental (o ensayo comunitario): se trata de un estudio experimental en el que no se ha aplicado la aleatorización en la selección de la muestra, sino que los grupos son comunidades ya preestablecidas.

Ventajas y desventajas de un estudio experimental

Ventajas de un estudio experimental:

• Los estudios experimentales permiten un control riguroso de las variables.
• Como consecuencia de lo anterior, pueden proporcionar evidencia más fuerte de relaciones de causa-efecto entre variables en comparación con otros diseños de investigación.
• Además, los estudios experimetales bien diseñados son replicables, de manera que otros investigadores pueden repetir el experimento bajo condiciones similares para verificar y confirmar los resultados.
• El uso de la asignación aleatoria en la selección de grupos ayuda a minimizar los sesgos y a distribuir de manera equitativa las características que podrían influir en los resultados.

Desventajas de un estudio experimental :

• Los resultados de un estudio experimental pueden ser específicos de las condiciones experimentales y no generalizables a contextos más amplios.
• Los estudios experimentales suelen ser costosos y logísticamente complicados, especialmente si el estudio es a gran escala.
• Como el investigador puede manipular el valor de las variables, puede producirse sesgo del investigador. En este sentido, es importante diseñar cuidadosamente el experimento para minimizar el sesgo.
• Algunos estudios experimentales pueden plantear dilemas éticos, especialmente si la manipulación podría causar daño o malestar a los participantes.

Estudio experimental y estudio observacional

Para terminar, veremos cuál es la diferencia entre un estudio experimental y un estudio observacional, pues son dos tipos de estudios completamente opuestos.

Un estudio observacional es un tipo de estudio en el que el investigador no interviene en las variables de estudio, es decir, en un estudio observacional el investigador se limita a observar los valores de las variables estudiadas y hacer mediciones.

Así pues, la diferencia entre un estudio experimental y un estudio observacional es que en los estudios experimentales se manipulan las variables, mientras que en los estudios observacionales simplemente se observan cómo evolucionan las variables.

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