experimento 1 sobre medidas de instrumentos, Resumos de Química

Baixe experimento 1 sobre medidas de instrumentos e outras Resumos em PDF para Química, somente na Docsity! As medidas podem ter erros e incertezas. Por isso, saber computa-las é essencial para a obtenção de um bom experimento. Os vários instrumentos de medição utilizados nas práticas de laboratórios possuem, unicamente, uma precisão e exatidão nos resultados de suas medidas. A precisão de uma medida indica a reprodutibilidade, mostra a conformidade dos resultados, enquanto que a exatidão refere-se ao grau de aceitação do valor analisado com o valor real, e indica a fidelidade da medida. Repetindo-se a medida de uma grandeza várias vezes, pode acontecer que sejam encontrados valores diferentes. As dispersões podem ser devidas tanto à habilidade do operador quanto ao instrumento utilizado, ao método empregado, às dificuldades intrínsecas ao processo etc. Essas incertezas associadas, chamadas de erro experimental, podem ocorrer de maneira sistemática ou aleatória. O erro sistemático (ou erro determinado) possui causa definida e é reprodutível, ou seja, se repete sistematicamente causando variações nos resultados obtidos. Conhecendo-se a causa do erro, o mesmo pode ser corrigido. Alguns exemplos de erros sistemáticos são: erros operacionais, erros pessoais, erros de método e erros devido a instrumentos, reagentes e materiais. Já o erro aleatório (ou erro indeterminado) não pode ser localizado nem reproduzido, portanto não : ruído elétrico presente em um equipamento; leituras diferentes de uma mesma análise; variações de temperatura e pode ser corrigido. Alguns exemplos de erros aleatórios sã: umidade; entre outros. É importante expressar os resultados obtidos considerando-se os algarismos significativos, onde o último algarismo apresenta a incerteza da medição. Para a verificação da precisão e exatidão de medidas são feitos cálculos de desvio padrão e erro relativo, respectivamente. O erro relativo é adimensional e comumente é expresso em termos porcentuais. Segue sua fórmula matemática: Er = [xv-xi / XV ] x 100 (%, em partes por cem) Onde, Xi = valor medido e XV= valor real. Já o Desvio Padrão (s) é um parâmetro empregado para avaliar a precisão de uma medida , definido pela expressão matemática: s = J (1X -)21/(n9). Quanto menor o desvio padrão e o erro relativo mais preciso e exato são os resultados. Os aparelhos utilizados para a medição de volumes e massas integram as balanças analíticas, as balanças semi-analíticas, os béqueres, os balões volumétricos, as provetas, as buretas e as diferentes pipetas. No uso de instrumentos volumétricos, é importante fazer-se a aferição do menisco, onde o ponto mais baixo da concavidade do menisco deve tangenciar à marca do aparelho estando na mesma linha de visão do observador. Neste relatório veremos a precisão e exatidão de instrumentos de medida. Procedimento experimental 1. Aferindo o menisco: Foi transferido para um béquer certa quantidade de água destilada através de uma pipeta de Pasteur. Foi retirado o ar contido no interior da pro-pipeta. Em seguida, acoplou-se a pro- pipeta à pipeta volumétrica. Logo após, foi feita a sucção da água até passar e tangenciar a marcação. Aferiu-se o menisco sob a mesma altura dos olhos Il. Técnica de pipetagem: A pipeta volumétrica previamente limpa foi cheia por aspiração com água destilada até acima do menisco. Limpou-se o líquido residual da parte externa com papel absorvente. Transferiu-se a água destilada para dentro do béquer com um escoamento mínimo de 30 segundos e a vazão foi controlada pelo dedo indicador. O líquido residual na pipeta não deve ser soprado. Ill. Testando a precisão e exatidão de vários instrumentos: A. 2º parte: Colocou-se um vidro de relógio na balança analítica e tarou-se a balança. Com a pipeta de Pasteur foram transferidas do béquer 20 gotas de água destilada para o vidro de relógio e mediu-se a massa das gotas. Repetiu-se o procedimento mais 3 vezes. O mesmo experimento foi repetido utilizando-se uma pipeta graduada, transferindo-se 20 gotas de água destilada num vidro de relógio previamente tarado, mediu-se a massa das gotas. O processo foi repetido mais 3 vezes. B. 2º parte: Utilizou-se uma pipeta volumétrica de 25 mL (+ 0,03 mL) como referência. Tarou-se um béquer numa balança analítica. Mediu-se a massa de água destilada da pipeta volumétrica de 25 ml (previamente enchida até o menisco) na balança analítica. Adicionou-se 25 mL da água destilada medidos pela pipeta volumétrica num béquer de 25 mL, em uma proveta de 25 mL, em um balão volumétrico de 25 mL, e em uma bureta de 25 mL (preenchendo previamente o volume morto com água destilada). Adicionou-se ou retirou-se com uma pipeta de Pasteur, o volume necessário para os instrumentos marcarem exatos 25 mL. O procedimento foi repetido mais 3 vezes para cada instrumento. C.3º parte: Foi pesado 5 tampas rolhas separadamente nas balanças analítica e semi-analítica. Em seguida, pesou-se as 5 tampas rolhas conjuntamente nas mesmas balanças. Escolheu-se a 2º? tampa rolha em ordem crescente de tamanho. A tampa rolha escolhida foi pesada 5 vezes nas balanças analítica e semi-analítica. Resultado e discussão 4.1. Aferição do menisco Analisamos como deve ser feita a aferição do menisco, através de uma pipeta volumétrica, de forma correta para evitar erros e aumentar a confiabilidade dos resultados de medição no experimento. Essa prática é habitual e recomendada na calibração e uso de instrumentos volumétricos. instrumento em 25 mL, consideramos o volume de cada gota como sendo igual à 0,02599125 mL. A partir do número de gotas retiradas em cada instrumento e do valor do volume de uma gota de água destilada usando uma pipeta de Pasteur, foi calculado o volume retirado em cada aparelho até a aferição do menisco. Na tabela 4 abaixo podemos averiguar o volume retirado de cada instrumento utilizado. Tabela 4 Volume das gotas retiradas para aferição em 25 mL. VOLUME Medida Béquer Proveta Balão Bureta Volumétrico 1 1,3255 mL 0,0520 mL 0,1299 mL 0,0780 mL 2 1,4035 mL 0,0780 mL 0,1040 mL 0,0780 mL 3 1,3775 mL 0,0520 mL 0,1299 mL 0,1040 mL 4 1,2736 mL 0,0520 mL 0,0780 mL 0,0520 mL Média 1,3450 mL 0,0585 mL 0,1105 mL 0,0780 mL Desvio Padrao 0,0576 mL 0,0130 mL 0,0248 mL 0,0212 mL Volume Médio Erro Relativo 5,3801% 0,2340% 0,4418% 0,3120% Considerando os dados obtidos, e o volume substancial de gotas que foram retiradas para a aferição da medida, vemos que o béquer não é muito preciso para medições volumétricas, Isso ocorre porque ele não é uma vidraria de laboratório que possui a graduação com muita exatidão, sendo comumente utilizado para outros fins, como aquecimento de líquidos e realizar reações. A proveta apresentou boa precisão nas medições, estando os valores muito próximos do volume de 25 mL, além de ter sido o instrumento mais preciso em comparação com os outros instrumentos (béquer, balão volumétrico e bureta). A proveta possui uma precisão relativamente boa para a medição de volumes, porém para medidas muito minuciosas, recomenda-se o uso de outros instrumentos mais precisos, como a pipeta. O balão volumétrico mostrou uma boa exatidão e pouca variação nos resultados obtidos, porém foi menos preciso e exato que a proveta e a bureta. O menisco ficou um pouco acima da marca no balão volumétrico, o que não era esperado, já que os balões volumétricos são fabricados para conterem precisamente um volume específico, ou seja, já são calibrados. O fato de o balão volumétrico ter se mostrado menos preciso que o previsto, pode estar atrelado à fabricação da vidraria ou ao submetimento a algum aquecimento (erros aleatórios). A bureta apresentou uma boa precisão e exatidão nos resultados em comparação com os outros instrumentos. Pelo fato de possuir grande precisão e exatidão, a bureta é utilizada em titulações, além de ser fácil a medir o volume gasto na titulação por conta de suas graduações. Como possui muita exatidão, as chances de ocorrer algum erro nas medições são pequenas. =3º parte: Foram mensuradas separadamente e conjuntamente as massas de 5 tampas rolhas distintas nas balanças semi-analítica e analítica. A massa da pesagem conjunta das 5 tampas rolhas será tida como valor “real” para o cálculo do erro relativo. Na tabela 5 vemos esses dados: Tabela 5 Precisão da balança semi-analítica e analítica Rolhas Balança semi analítica Balança analítica mi 1,465 g 1,4539g m2 1,828g 1,8272g m3 4,184 g 4,1894g m4 5,654g 5,6584 g m5 6,840 g 6,8481g Jm em conjunto 19,957 g 19,977 g Com as massas obtidas na tabela 5 com a balança semi-analítica, foram calculados a média aritmética, o desvio padrão, o erro relativo e a massa média das medidas. Os resultados atingidos foram: Média = (1,465 + 1,828 + 4,184 + 5,654 + 6,840) / 5 = 3,9942. Desvio padrão (S): 2,334. Massa média = (3,994 + 2,334) g. Erro relativo = 0,07%. Atabela 5 também tem os valores obtidos para as massas das 5 tampas rolhas pesadas numa balança analítica. A partir desses dados, foram calculados a média aritmética, o desvio padrão, o erro relativo e massa das medidas, obtendo-se assim, os seguintes resultados: Média = (1,4539 + 1,8272 + 4,1894 + 5,6584 + 6,8481) /5 = 3,9954. Desvio padrão (S) = 2,3506. Massa média = (3,9954 + 2,3506) g. Erro relativo = 0,0005%. Comparando os resultados, verificamos que ambas as balanças (semi-analítica e analítica) são muito precisas e exatas nas medições, porém a balança analítica pode medir com precisão de até 0,0001 g, enquanto que a balança semi-analítica pode pesar com precisão de até 0,001g (uma casa decimal a menos em relação à balança analítica). Então podemos observar que a balança analítica é mais precisa por possuir menor variação nas medidas, além de ter maior exatidão que a balança analítica, pois seu erro relativo é muito pequeno e muito menor que o erro relativo referente à balança semi-analítica. A 2º tampa rolha em ordem crescente de tamanho foi escolhida para se realizar as medidas das massas nas balanças semi-analíticas e analíticas, os valores analisados estão mostrados nas tabelas abaixo. Tabela 6 Resultados das massas da tampa rolha 2 utilizando a balança semi-analítica. Medida Balanca semi-analitica | Balança analítica 1,823g 18276g 1,825g 18275g 1,825g 18276g 1,823g 18276g 1,824g 18275g 1,824g 18276 Desvio Padrão 0,001 0,0000547 Massa Média (1,824+ 0,001) g (1,8276 + 0,0000) g. Analisando os resultados das pesagens da massa da tampa rolha 2, foi possível observar que a balança analítica se mostrou muito mais precisa em relação à balança semi-analítica, tendo assim, maior confiabilidade nas suas medições. As balanças analíticas são usadas para medidas muito minuciosas. Durante as pesagens, notou-se algumas variações na última casa decimal no visor da balança analítica, o que deixou os resultados suscetíveis a pequenos desvios. Esse pequeno erro pode estar associado à variação do ponto zero, correntes de ar, entre outros. Conclusão Vimos a importância de primeiramente, aferir o menisco para melhor resultado no experimento, assim como realizar uma pipetagem de um volume líquido. Tal técnica evita a ocorrência do erro de paralaxe, e consequentemente, gera resultados mais confiáveis e precisos. Através dos dados e resultados obtidos para os equipamentos volumétricos de 25 mL que foram analisados, observamos que a proveta e a bureta apresentaram maior precisão e exatidão do que o béquer e o balão volumétrico. Dentre os instrumentos volumétricos analisados, aquele que apresentou menor precisão e maior erro foi o béquer. Em contrapartida, o aparelho que demonstrou maior grau de conformidade nas medidas foi a proveta. Alguns fatores podem afetar a calibração dos instrumentos, como por exemplo, aquecimento de uma vidraria que possui grande precisão, como a pipeta e o balão volumétrico, ou a presença de algum defeito na vidraria durante o processo de fabricação. Para o balão volumétrico era esperado uma maior precisão do que a obtida, por isso existe algum erro inerente ao mesmo que influenciou os resultados. Ao analisar os resultados alcançados nas pesagens das tampas rolhas feitas nas balanças semi-analítica e analítica, verificamos que ambas possuem alta precisão e exatidão nas medições, porém a balança analítica possui uma precisão maior podendo medir com precisão de até 0,0001g, além de ser mais exata, já que o erro relativo observado foi muito pequeno. Alguns dos fatores que podem ter influenciado a precisão da balança analítica, visto que houve pequenas mudanças na última casa decimal, são as correntes de ar, variação do ponto do zero da balança, etc. Com o cálculo do desvio padrão e do erro relativo fomos capazes de verificar a precisão e exatidão de vários instrumentos que são comumente usados nos laboratórios, sendo muito importante conhecer os erros que podem estar associados a cada equipamento para a realização de um bom experimento e para evitar variações nos resultados.