Aferição e teste de precisão e exatidão de vários instrumentos

Aferição e teste de precisão e exatidão de vários instrumentos

Relatório do experimento 1:

Aferição e teste de precisão e exatidão de vários instrumentos

Aluno: Diêgo Flávio Rodrigues de Andrade Lima Turma: Eng. Mecânica 2010.2 - MA Disciplina: Química Experimental. Prof: Msc. Fernanda Anjos.

Juazeiro - BA, Agosto de 2010.

1. Introdução Teórica

1.1 Aferindo o menisco

Chama-se menisco a curvatura formada por um líquido em resposta à superfície de seu recipiente. Usa-se a parte inferior do menisco com ponto de referencia na calibração e uso de equipamentos volumétricos.

A leitura deve ser feita de modo que o olhar de quem afere a medida coincida com alinha tangente à parte interna do menisco (se côncavo), ou à parte externa (se convexo).

1.2 Testando a precisão e exatidão de vários instrumentos

No desenvolvimento de atividades no laboratório é de extrema importância saber aferir corretamente uma medida representada nos instrumentos. E, portanto, saber diferenciar precisão e exatidão.

Precisão significa repetibilidade de um resultado. É o grau de variância dos resultados de uma medição. Para medir o grau de precisão usa-se o calculo de desvio padrão.

Para medir exatidão usa-se uma referencia padrão para comparação dos resultados. E pode ser definida como grau de conformidade de uma medição. Podendo ser representada matematicamente pelo calculo de erro relativo.

2. Objetivo

2.1 Dominar técnicas de pipetagem para o desenvolvimento de atividades posteriores.

2.2 Comparar os volumes médios da água destilada. Calcular volume a partir da massa e densidade da água.

2.3 Medir o volume de vários instrumentos de laboratório.

3. Parte experimental 3.1. Materiais e equipamentos

• Pipeta graduada • Pipeta Volumétrica

• Balão volumétrico

• Béquer

• Bureta

• Proveta

• Balança analítica

• Balança semi-analítica

• Rolhas

3.2. Procedimento

3.2.1 Dominar técnicas de pipetagem.

c) Transferiu-se o liquido para o recipiente desejado observando

a) Limpou-se previamente a pipeta; b) Preencheu-se pipeta usando pêra de sucção; tempo de escoamento.

3.2.2 Testando exatidão a e precisão de vários instrumentos.

3.2.1.1 Calcular os volumes médios da água destilada. a) Tarou-se a balança com o vidro de relógio sobre a mesma; b) Depositou-se 20 gotas de água destilada no vidro de relógio com a pipeta de Pasteur; c) Repetiu-se o procedimento, utilizando a pipeta graduada.

3.2.1.2 Medir o volume de vários instrumentos. a) Tomando como exatos os 50ml da pipeta graduada, colocou-se 50ml de água destilada nos seguintes instrumentos: - Balão volumétrico

- Béquer de 50ml

- Bureta de 50 ml

- Proveta de 50 ml b) Contou-se o número de gotas que precisou ser adicionada ou tirada.

3.2.1.3 Comparar a precisão e exatidão de das balanças analítica e semi-analítca. a) Pesou-se as cinco rolhas separadamente usando a balança analítica; b) Pesou-se as cinco rolhas juntas na balança analítica; c) Pesar uma só rolha cinco vezes na mesma balança; d) Repetiu-se o mesmo procedimento usando a balança semi-analítica.

4. Resultados e Discussão

- Calcular os volumes médios da água destilada:

A primeira parte do experimento foi executada utilizando a pipeta de Pasteur. Foram depositadas 20 gotas de água destilada no vidro de relógio sobre a balança, previamente tarada. Os seguintes resultados foram obtidos:

Considerando a densidade da água à pressão normal e à temperatura de 25ºC, 1,0 g/cm³, podemos calcular o volume da água:

M = 0,7001g

Com base nesses dados, pode-se obter a média aritmética da massa de uma gota: 20 gotas

M = 0,7012g

Utilizando a pipeta Graduada os valores se modificam: massa de 20gotas = 0,7012g Calculando a media da massa por gota: 20 gotas

Conseqüentemente 0,03506 ml por gota.

Como, densidade = massa, temos: volume

Observa-se que usando a pipeta de Pasteur os resultados são mais precisos. Apesar de os valores encontrados serem bem próximos.

- Medir o volume de vários instrumentos:

Tomando como exatos os 50 ml da pipeta volumétrica foram medidos os volumes dos seguintes instrumentos: balão volumétrico de 50ml, béquer de 50ml, bureta de 50 ml e proveta de 50 ml. Observando o s seguintes resultados:

- Béquer

O béquer mostrou-se impreciso, sendo necessário adicionar mais seis gotas de água destilada para o menisco alcançar a marca dos 50ml.

Com base nessas informações e nas informações do experimento anterior temos:

1 gota = 0,035005ml e considerando que precisou-se adicionar 6 gotas de água, podese calcular o erro relativo:

ERRO RELATIVO = |V Medido – V real |100

Valor real

ERRO RELATIVO =49,78997 – 50 . 100

Substituindo os resultados encontrados: 50

- Balão volumétrico

No balão volumétrico o menisco foi observado tangente à linha de 50ml.

Calculando o erro relativo será encontrado o valor zero, uma vez que a medida fói precisa.

O balão volumétrico é usado no preparo de soluções e reagentes, principalmente quando se quer obter resultados quantitativos, e é de fundamental importância que instrumento seja preciso o que realmente foi comprovado.

- Bureta A bureta dente os instrumentos observados foi o mais impreciso. Sendo necessário adicionar 24 gotas, o que corresponde a 0,84012 ml. Calculando o erro relativo temos:

ERRO RELATIVO = 49,15988 – 50100

Que é um erro relativo um tanto quanto alto, considerando que não é um instrumento tão largo comparado aos outros.

- Proveta Constatou-se,também a imprecisão na proveta, sendo necessário adicionar mais seis gotas de água destilada para o menisco alcançar a marca dos 50ml.

ERRO RELATIVO = |V Medido – V real |100

Calculando erro relativo vemos que: Valor real

ERRO RELATIVO =49,78997 – 50 . 100

Substituindo os resultados encontrados: 50

- Comparar a precisão e exatidão de massa de cinco rolhas pesadas:

Nesse experimento pesaram-se cinco rolhas separadamente nas balanças analítica e semi-analitica. Pesaram-se todas as rolhas juntas e em seguida uma única rolha cinco vezes, a fim de comparar a exatidão e precisão das balanças.

Observando-se que apesar de as balanças terem amplitude diferente, levando em consideração os algarismos significativos, a variância foi relativamente pequena.

Os resultados obtidos, ao pesar na balança analítica e semi-analitica, foram descritos nas tabelas abaixo.

Balança semi-analítica:

TABELA 1 – Massa das 5 rolhas - Balança semi-analítica ROLHAS ROLHA

TABELA 2 – Massa da rolha 1 – Balança semi- analítica MASSA ROLHA 1 ROLHA

Com base nos dados da TABELA 2 podemos calcular o desvio padrão:

x = média x = valor obtido N = Numero de repetições

S =(x1-x)2 + (x2-x)2 + (x3-x)2 + ... + (xn-x)2

Essa expressão mede a proximidade dos resultados agrupados em torno da media. Quanto menor o desvio padrão mais precisa é a medida.

Substituindo os valores da tabela temos:

S=(2,69-2,688)2+(2,68-2,688)2+(2,69-2,688)2+(2,69-2,688)2+ (2,69-2,688)2
S =0,000144

Como se pode ver o desvio padrão é bastante pequeno.

Balança analítica

A balança analítica apresentava alguns resultados instáveis não só por influências do meio externo, mas não havia sido ligada 30 minutos antes de seu uso.

TABELA 3 – Massa das 5 rolhas - Balança analítica

ROLHA MASSA(g)

S=(2,6811-2,6819)2+(2,6816-2,6819)2+(2,6821-2,6819)2+(2,6821-2,6819)2+ (2,6826-2,6819)2

Com base nos valores apresentados na TABELA 4 temos: 5 - 1

S =0,0000013

4 S = 0,01 Já na balança analítica o desvio padrão é bem menor por ela ter uma aproximação maior.

5. Conclusões

Nas atividades executadas no laboratório deve-se ter o maior cuidado possível, tanto no posicionamento, quanto nos equipamentos. Os equipamentos devem ser aferidos antes de toda e qualquer atividade pois qualquer medida erra pode fornecer dados incorretos que podem vir a prejudicar o resultado final. Equipamentos que apresentam uma menor circunferência como a pipeta graduada, o conta gotas e até mesmo a pipeta volumétrica são mais precisos por isso devem ser usados como padrão, diferente do béquer, proveta.

6. Referências Bibliográficas

• Harris, Daniel.; Analise Química Quantitativa, LTC, 6ª ed., 2005, • Brown, Theodore L., Química a ciência central, Pearson Prentice Hall, 9ª ed., 2005.

• Russel, John B., Química geral vol. I, São Paulo, 2ª ed., 1994

• http://www2.fc.unesp.br/lvq/prexp02.htm - acesso em 24 de agosto de 2010.

TABELA 4 - Massa da rolha 1 - Analítica ROLHA ROLHA

7. Questões

1) Um analista realizou cinco titulações de uma amostra de água de rio para determina o teor de cloreto. Os resultados encontrados (usando uma bureta de 25mL com incerteza absoluta de 0,01 mL) foram: 14,96; 14;94; 15,02; 15,0; 14;98 mL. Calcule a média dos valores encontrados observando a aproximação correta dos algarismos significativos e a precisão dos resultados.

2) Se você precisar medir um volume de uma amostra para realizar um ensaio quantitativo, que tipo de vidraria você escolheria?

• Pipeta de volumétrica • Pipeta de graduada

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