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Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro – UNIRIO Centro de Ciências Biológicas e da Saúde – CCBS Instituto Biomédico – IB Disciplina: Química Experimental Professora: Roberta Lourenço Ziolli Aluno: Camila Costa Silva Curso: Biomedicina Nº da prática: 1 Prática realizada no dia: 24 de novembro de 2021 Medições e Erros Rio de Janeiro, 2021_2 1 - INTRODUÇÃO: O conhecimento de instrumentos e medições corretas, para preparo de substâncias no geral dentro de um laboratório, ou a utilização desses métodos para realização de exames, é essencial tendo em vista que são rotineiramente efetuadas e os percentuais de erros deverão ser levados em consideração para que os resultados sejam fiéis. Dessa forma, as vidrarias de laboratório são categorizadas de acordo com o método ou para que serão utilizadas, o que leva a cada prática de laboratório ter características específicas. Sendo assim, os materiais empregues para as medições indispensáveis às práticas laboratoriais, são criados para conter, precisamente, o volume indicado em cada um deles, de acordo com sua finalidade. Sendo assim, é evidente que toda análise volumétrica realizada em práticas laboratoriais deve ser precisa, e seu manuseio deve ser feito corretamente, como erro absoluto, marcação e volume máximo, que são informações dadas pelo fabricante. Dito isso, toda medida possui um grau de incerteza conhecida como erro. Há o erro grosseiro, e o erro sistemático, o grosseiro acontece quando o indivíduo não está atento, desconhece o manuseio correto do material, ou faz uma interpretação errada dos dados ou cálculos, já o erro sistemático é característico dos processos da medição, podendo ser devido impureza de reagentes ou calibração de um determinado material. Os instrumentos destinados a mensuração de volumes podem ser aparelhos volumétricos e graduados, os volumétricos são calibrados para a medida de um único volume de líquido, já os graduados apresentam uma escala gradual, que permite a medição de vários volumes de um líquido. Desse modo, a fim de evitar erros, principalmente erros de paralaxe durante a leitura de volumes, o indivíduo deve igualar seu olhar ao nível da superfície do líquido a fim de enxergar o menisco na superfície, tangendo a marcação da vidraria. É importante ter ciência de que existem os erros absoluto e relativo, o absoluto é a diferença entre o valor exato da grandeza e o valor determinado do experimento, sendo assim, não permite uma avaliação da precisão entre dois resultados de forma correta, visto que não possibilita a consideração da grandeza destes números, já o erro relativo é a incerteza da determinação da parcela de uma quantidade medida pois considera a proporção dos valores observados. Além disso, há os algoritmos significativos, que são responsáveis por dar exatidão a um número. São os dígitos que dão certeza que são um valor em uma medida, e em um experimento é necessário garantir que o máximo de algoritmos da medição sejam exatos. Dito isso, é essencial saber das diversas variações que podem ser observadas durante procedimentos laboratoriais, de modo a evitar esses erros. 2 - OBJETIVO: O experimento teve como objetivo proporcionar conhecimento acerca dos instrumentos de medição e distinguir os erros pertinentes aos instrumentos e ao método científico empregados, para que não ocorram erros no manuseio dos materiais utilizados, no registro e operação dos dados coletados e preparo de substâncias. 3 - MATERIAIS UTILIZADOS: o Água destilada o Balão volumétrico de 100 ml o Béquer de 250 ml o Erlenmeyer de 200 ml o Pêra de sucção o Pipeta graduada de 10 ml o Pissete o Proveta de 50 ml Figura 1Balão volumétrico Figura 2 Béquer Figura 3 Erlenmeyer Figura 4 Pêra de sucção Figura 5 Pipeta graduada Figura 6 Pissete Figura 7 Proveta 4 - METODOLOGIA: O experimento iniciou-se adicionando água destilada à uma proveta de 50 ml por meio de um pissete, medindo um valor inferior a 30 ml e, em seguida, anotando os valores, observando a marcação do menisco, tangenciando-o para verificar o volume correto. Após isso, adicionou-se mais uma certa quantidade de água à mesma proveta, medindo um valor superior a 30 ml e inferior a 50 ml, e conferiuse seu volume observando o menisco. Dessa forma, após a obtenção dos dois valores calculou-se o erro relativo para cada uma das duas medidas da proveta. Após o procedimento anterior, encaixou-se uma pêra de sucção à extremidade superior de uma pipeta graduada de 10 ml, em seguida colocou-se a pipeta em um béquer com água destilada e ascendendo o volume contido no béquer através do manuseio da pêra. Logo, utilizou-se a mesma pêra para auxiliar no esvaziamento da água contida na pipeta por meio das válvulas. Em seguida, esvaziou-se o líquido contido na pipeta graduada para dentro de um Erlenmeyer. Aperta-se a válvula A simultaneamente ao corpo da pêra, para retirar o volume contido na mesma e para sugar a o líquido pela pipeta pressiona-se a válvula S e, para escoá-lo, pressiona-se a válvula E, localizada na lateral, que permite o descarte do líquido. Em seguida, após pipetar a água destilada oriunda do béquer, zerou-se a pipeta graduada. Observou-se o menisco na marcação volumétrica em que se encontrava o limite do líquido contido na pipeta graduada ao elevar o olhar à altura da pipeta. Logo após, um volume de água destilada menor que 5 ml foi escoado de dentro da pipeta para o interior de um erlenmeyer, medindo-se o volume contido. Posteriormente, escoou-se um volume superior a 5 ml e inferior a 10 ml, para o interior do mesmo erlenmeyer e aferiu-se as medidas. Adiante, calculou-se o erro relativo de ambas as medidas. O experimento encerrou-se ao preencher um balão volumétrico de 100 ml com água destilada, e para aferir seu volume, tangenciou-se o menisco a marcação de referência presente no pescoço da vidraria, considerando o erro absoluto do instrumento. 5- RESULTADOS E DISCUSSÕES: 5.1- Resultados: Experimento Instrumento Quantidade Medida Erro absoluto do instrumento de medida Erro relativo percentual Nº algarismos significativos 1 a Proveta 21,0 ml 0,5 ml 2,80% 3 1 b Proveta 48,5 ml 0,5 ml 1,0% 3 2 a Pipeta graduada 3,50 ml 0,05 ml 1,43% 3 2 b Pipeta graduada 8,0 ml 0,05 ml 1% 2 3 Balão volumétrico 100,00 ml 0,02 ml 0,02% 5 Observa-se abaixo na imagem a fórmula referente ao cálculo do erro relativo percentual das medidas obtidas na proveta de 50 ml utilizada nos experimentos descritos: O Erel percentual refere-se ao erro relativo, o Eabs ao erro absoluto e Xv ao valor verdadeiro da grandeza. Ao longo do experimento calculou-se os erros relativos das medidas obtidas dos volumes contidos na proveta de 50 ml. Levou-se em consideraçãoo erro absoluto do instrumento de 0,5, sendo obtidos dois valores distintos. Constatou-se 21,0 ml para a primeira quantidade inferior a 30 ml, e o erro percentual foi de 2,80%. Já para a quantidade superior a 30 ml, constatou-se 47,0 ml, a partir da mesma equação demonstrada, obteve-se o erro relativo percentual de 1,06%. Para o volume escoado da pipeta graduada para o erlenmeyer foram de 3,50 ml e 8,10 ml. Considerando o erro absoluto de 0,5 da vidraria, para o volume de 3,50 ml apresentou- se 1 ,43% de erro relativo percentual. Para o volume de 8,10% aferiu-se 0,61 de erro relativo percentual. Por fim, a um balão volumétrico de 100 ml, já com erro absoluto de 0,02 sendo considerado, adicionou-se água destilada por meio de um pissete até atingir o volume da marcação indicada na vidraria, com volume de 100,00, com erro relativo de 0,02%. Foi considerado o número de algarismos significativos das medidas e foi escrito a porcentagem de peso por volume de H2O2. Fórmula para a porcentagem de H 2O2 na água oxigenada: Medições consideradas: Volume de água oxigenada = 2,0 ml Volume de KMnO4(aq) = 16,24 ml [ KMnO4(aq)] = 6,82 g L-1 M(KMnO4) = 158,1 g mol-1 M(H2O2) = 34,02 g mol-1 Substituindo os valores: 16,24 x 6,82 x 34,02 x 0,25 = 158,1 x 2,0 3767,946336 x 0,25 = ]316,2 11,9163388235 x 0,25 = 2 ,9790847059 = 3,0% 5.2- Discussões: Todos os experimentos realizados, foram essenciais para a compreensão dos diferentes tipos de erros que podem acontecer no cotidiano de um laboratório. Os procedimentos, foram simples e esclarecedores, seus resultados obtidos foram cruciais para o entendimento da diferença de cada vidraria/material e seu modo de uso adequado. Ter esse conhecimento é crucial para qualquer prática laboratorial. A pipeta graduada e a proveta apesar de serem os mais utilizados no experimento, são materiais de baixa precisão enquanto que o balão volumétrico e a pipeta volumétrica são materiais de precisão maior, assim como é importante saber que o béquer e o erlenmeyer são vidrarias sem precisão. Já a pêra (balão volumétrico), tem volume definido, ou seja, possui uma alta precisão. Dito isso, entende-se o quão fundamental é ter esses conhecimentos. 6 - CONCLUSÕES: É essencial para a formação do estudante conhecer os instrumentos, equipamentos e vidrarias laboratoriais que devem ser utilizados em cada medição, cada prática, e seus erros inerentes. Dessa forma, o aprendizado acerca das medições, precisões dos materiais e os cálculos. São essenciais para a formação de um profissional da área da saúde. Dito isso, os experimentos realizados apesar de curtos e simplórios, aludem muito bem sobre como é importante esse conhecimento e o quão significativo é utilizar o método, instrumento e vidraria correta, levando sempre em consideração seu erro relativo e fazendo corretamente a utilização e cálculo dos algoritmos significativos. 7 - REFERÊNCIAS: 1. A.Fonseca, I., Erros experimentais - Uma abordagem pedagógica. Parte 1 . [ebook] Disponível em: <https://www.eq.uc.pt/~fonseca/artigos/019_Erros_experimentais_I.pdf>. [Acesso em 28 de novembro de 2021]. 2. Universidade do Estado de Santa Catarina. Uso da Vidraria Volumétrica e Determinação de Densidade. Disponível em:< http s:// docplayer.com.br/67959450Figura-2-surgimento- do-menisco-nos-equipamentos- volumetricos.html> . [Acesso em 28 de novembro de 2021]. 3. Greelane.com. 2020. É assim que se calcula o erro percentual . [online] Disponível em: <https://www.greelane.com/pt/ci%c3%aancia-tecnologia- matem%c3%a1tica/ci%c3%aancia/how-to-calculate-percent-error-609584 /> [Acessado em 28 de novembro de 2021]. 4. Fogaça, J., 2021. Vidrarias de laboratório. Vidrarias de laboratório de Química - Manual da Química . [online] Manual da Química. Disponível em: <https://www.manualdaquimica.com/quimica-geral/vidrarias-laboratorio.htm> [Acesso em 28 de novembro de 2021]. 5. 2003. INTRODUÇÃO AO CÁLCULO DE ERROS NAS MEDIDAS DE GRANDEZAS FÍSICAS . [ebook] Disponível em: <http://fisica.uc.pt/data/20072008/apontamentos/apnt_221_1.pdf> [Acesso em 28 de novembro de 2021].
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