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I – TÍTULO ALGARISMOS SIGNIFICATIVOS II – OBJETIVO Apresentar fundamentos e regras que permitam a correta expressão de um valor. III – INTRODUÇÃO Começaremos definindo alguns conceitos. 1. Exatidão: indica fidelidade da medida, ou seja, o grau de concordância do valor experimental com o valor verdadeiro 2. Precisão: indica reprodutibilidade, isto é, a concordância entre os valores individuais dentro de um conjunto de medidas. Quanto maior a dispersão dos resultados, menor sua precisão. 3. Erro Absoluto: 𝐸 = (𝑥 − 𝐴), onde x = resultado experimental A = valor verdadeiro. Está associado à Exatidão Possui a mesma dimensão do valor medido 4. Erro Relativo: 𝐸𝑅 = ("#$) $ 𝑜𝑢 & $ (adimensional) 5. Algarismos significativos de um número: os algarismos significativos em um número são todos os dígitos exatos mais aquele que representa a incerteza. Ex.: em uma régua de 30 cm, graduada a cada 0,1 cm, pode-se ler com exatidão 20,2 cm e estimar 0,02 cm (que, por convenção, corresponde a 1/5 da menor divisão de escala). Portanto, deve- se expressar o resultado como, por exemplo: 20,24 cm. Neste caso, temos 3 dígitos exatos mais 1 dígito que corresponde a incerteza, o que resulta em 4 algarismos significativos para esta leitura. 6. O Zero: O zero, cercado por dígitos diferentes de zero, sempre é significativo. Ex.1: 30,24 mL (4 algarismos significativos). Os zeros usados para marcar a posição decimal ou a dimensão de um número não são significativos. Ex.2: 0,03024 (4 algarismos significativos). Usar notação científica: 3,024 X 10-2 Os zeros à direita da vírgula ou ponto decimal sempre são significativos. Ex.3: 2,00 X 103 (3 algarismos significativos). QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL – QUI01003 QUÍMICA GERAL EXPERIMENTAL B – QUI01161 AULA Nº 3a 7. Algarismos significativos em cálculos: Nos cálculos, os objetivos ao analisar um resultado são determinar a posição da incerteza e o primeiro dígito a sua direita, que chamaremos de resíduo. A função do resíduo será a de permitir empregar critérios de arredondamento da incerteza. Assim: a) Se o resíduo for menor que 5, mantém-se a incerteza inalterada; b) Se o resíduo for maior que 5, aumenta-se o valor da incerteza em uma unidade; c) Se o resíduo for igual a 5 e a incerteza for ímpar, aumenta-se o valor da incerteza em uma unidade. Caso a incerteza seja par, mantém-se a incerteza inalterada. Somas e Subtrações: o resultado será expresso com o mesmo número de casas decimais, que o elemento na operação com o menor número de casas decimais. Ex.: (3,4 + 0,020 + 7,31) = 10,730. Neste caso, o elemento com o menor número de casas é o número 3,4. Assim, o resultado terá uma casa decimal, sendo a incerteza o dígito 7 e o resíduo, o dígito 3: Aplicando as regras de arredondamento, o resultado correto para este cálculo é 10,7 (3 algarismos significativos). Produtos e Quocientes: nestas operações, a precisão do resultado está limitada à precisão do elemento da operação com a menor precisão, ou seja, menor número de algarismos significativos. Há duas formas de determinar-se a precisão do resultado: uso da Regra Geral e aplicação do Intervalo de Confiança, que delimita valores máximo e mínimos em função da incerteza do elemento menos preciso na operação. Regra geral: o resultado deverá ser apresentado com o mesmo número de algarismos significativos que o elemento da operação com o menor número de algarismos significativos, levando-se em conta o arredondamento devido. Assim, na operação (ex. 1) '( " (,+' ,--,- = 1,0848 a precisão do resultado será de 2 algarismos significativos considerando que o elemento 24 é o de menor precisão. Dessa forma, a incerteza recairia sobre o algarismo 0 (primeira casa decimal) e o resíduo sobre o algarismo 8 (segunda casa decimal). Aplicando-se as regras de arredondamento, sua expressão correta é 1,1 (2 algarismos significativos). Intervalo de confiança: trata-se de um intervalo fechado que compreende desde 1/5 até 2 vezes o valor da incerteza de uma unidade sobre o último algarismo do elemento de menor precisão na operação. Aplicando à expressão acima, o elemento de menor precisão é o número 24. Assim, temos o valor de 1/24 para a maior incerteza nessa operação. Aplicando-se o intervalo de confiança, vem que 12 1 54 2 1 244 ; 2 2 1 2447 = 1 1 120 ; 1 127 Considerando o resultado de 1,0848, temos que a incerteza recai, agora, sobre a segunda casa decimal, o algarismo 8, que corresponde a uma incerteza de 1/108, que fica dentro do intervalo. Caso escolhêssemos a primeira casa decimal, o algarismo 0, estaríamos subestimando a precisão do resultado pois a incerteza seria de 1/10, que está fora do intervalo determinado. Portanto, a expressão correta do resultado, usando o intervalo de confiança e considerando o arredondamento correto é 1,08 (3 algarismos significativos): Ex. 2: 20,1 x 0,030 x 81,2 = 48,96360 Regra geral: elemento com menor precisão = 0,030 (2 algarismos significativos). Resultado: Resposta: 49. 10,7 | 31,07 | 3 incerteza resíduo (< 5) incerteza resíduo (<5) 1,08 | 48 incerteza resíduo (< 5) 48, | 96360 incerteza resíduo (> 5) IV – EXERCÍCIOS 1. 0,35 + 1,246743 + 130,2 + 1,0 = 2. 0,35 – 1,246743 + 130,2 – 1,0 = 3. (30 x 2,01) / 100,0 = 4. log 6 x 103 = 5. log 6,0 x 103 = 6. log 6,00 x 103 = 7. antilog 3,6 = 8. antilog 3,60 = 9. antilog 3,600 = 10. Encontre o valor para y usando as regras para somas e subtrações e os intervalos de confiança adequados aos produtos e quocientes 𝑦 = {[(46,77 𝑥 0,100) − (5,439 𝑥 0,1200)] 𝑥 [(119,6 − 10,05)]} (4,978 + 0,2345) Intervalo de confiança: 12 1 54 2 1 304 ; 2 2 1 3047 = 1 1 150 ; 1 157 Aplicando ao resultado: Entretanto: E a resposta é 49 (2 algarismos significativos). Logaritmos e Antilogaritmos: no logaritmo de um número, sua mantissa (casas decimais) deverá ter o mesmo número de algarismos que o número de algarismos significativos do número original. Ex.: Resposta: - 4,3979 (mantissa com 4 algarismos significativos). No antilogaritmo de um número, o resultado terá o mesmo número de algarismos que houver na mantissa (decimais) do número original. Ex.: Resposta: 3 x 1012. 48,9 | 6360 1/489, fora do intervalo resíduo (> 5) 48, | 96360 1/48, dentro do intervalo resíduo (< 5) log (4,000 x 10-5) = - 4,3979 | 400 4 algarismos significativos incerteza resíduo (< 5) antilog (12,5) = 3, | 162277 x 1012 1 algarismo na mantissa incerteza
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