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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CAMPUS DE ARARANGUÁ CENTRO DE TECNOLOGIA, CIÊNCIA E SAÚDE BACHARELADO EM ENGENHARIA DE ENERGIA LABORATÓRIO DE QUÍMICA HENRIQUE SACHET HEITOR MARÇAL JÚLIO AGOSTINHO DINGNA RELATÓRIO DA PRÁTICA 01: MEDIDAS E TRATAMENTOS DE DADOS Araranguá - 17 de Agosto de 2017 HENRIQUE SACHET HEITOR MARÇAL JÚLIO AGOSTINHO DINGNA RELATÓRIO DA PRÁTICA 01: MEDIDAS E TRATAMENTOS DE DADOS Relatório de prática experimental apresentado como requisito de avaliação parcial na disciplina de Laboratório de Química do Curso de Engenharia de Energia da Universidade Federal de Santa Catarina, orientado pelo professor Dr. Tiago Elias Allieve Frizon. Araranguá – 17 de Agosto 2017 RESUMO A medida e tratamento de dados permitem aferir, interpretar e organizar dados de estudos ou pesquisas científicas, e não só – nas empresas, e em outros campos. Assim, é importante compreender o conceito de algarismos significativos, as unidades de medida e técnicas de manuseio dos equipamentos. Em química experimental, usa-se uma variedade de vidraria para preparação e armazenamento de experimentos. Palavras chaves: Algarismo significativo. Proveta. Pipeta volumetrica. Temperatura. SUMÁRIO RESUMO...........................................................................................................................3 INTRODUÇÃO.................................................................................................................3 PROCEDIMENTO............................................................................................................4 RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................................................................5 CONCLUSÕES.................................................................................................................8 REFERÊNCIAS................................................................................................................9 4 INTRODUÇÃO Na ciência, as conclusões são tiradas a partir de várias observações e medidas quer qualitativa como quantitativa. Na representação quantitativa de um experimento (ou observação), as quantidades e as unidades devem ser especificadas corretamente. O Brasil como a maioria dos países, adotaram como padrão as Unidades do Sistema Internacional (SI). Além, das unidades, é necessário uma representação clara e coerente dos dados experimentais. Ao representar um dado (ou conjunto de dados), deve se atentar a seguintes parâmetros: a precisão, a exatidão e o erro. A precisão, é o grau de coerência de um conjunto de dado, ou seja, o quão próximos as medidas estão uma da outra, independentemente de estarem ou não próximos ao valor de referência (tomada como aceitável). A exatidão, por sua vez, trata-se de quão próximos a medição estão do valor da referência. Enquanto que, o erro, indica a divergência entre o valor medido experimentalmente e o valor tido como exato. Um outro parâmetro importante numa medida é a incerteza. O tamanho da incerteza é expressa por meio de algarismos significativos. Os algarismos significativos incluem todos os algarismos de uma medida. A quantidade de algarismos significativos indicam o grau da certeza da medida. Por exemplo, o número 132,4 possui 4 algarismos significativos; o número 564,23 possui 5 algarismos significativos, logo, possui um grau de incerteza menor que o número 132,4. Apesar de o número 0,0023 possui 5 algarismos, ele é formado por 2 algarismos significativos, pois ele pode ser representado por 23×10−3 . Esta prática tem como objetivo de compreender e executar práticas de medidas e tratamento de dados. 5 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 1. Medida de massa Pesou-se um béquer de 100 mL e, em seguida, adicionado 50 gotas de água destilada com um conta-gotas e pesado e os resultados foram anotados. 2. Medidas de volume 2.1. Medida de volume usando Proveta Pesou-se um béquer de 100 mL até duas casas decimais e, em seguida, adicionou- se ao mesmo, 20 mL de água medida com uma proveta e pesado. Este procedimento foi repetido mais duas vezes e os resultados anotados. 2.2. Medida de volume usando Pipeta Volumétrica Repetiu-se o procedimento anterior mas, o volume de água foi medida com uma pipeta volumétrica de 20 mL e os resultados foram anotados. 3. Medida de Temperatura Colocou-se 50 mL de aguá de torneira em um béquer de 100 mL e, com um termômetro, mediu-se a temperatura da água. Este procedimento foi repetido mais duas vezes e os resultados anotado. RESULTADOS E DISCUSSÕES A balança usada tem 3 algarismos significativos, porém, como orientado no roteiro da prática, as medidas foram feitas usando 2 algarismos significativos e seguindo as regras de arredondamento salientado na introdução do manual experimental (vídeo a introdução deste relatório). A massa das 50 gotas de aguá foi calculada como diferença entre a massa do béquer com água e béquer sem água (seco). Tabela 1. Medidas das massas Medida de Massa (g) Massa do Béquer Massa do Bequer com Água Massa da Água 50,20 52,76 2,56 Para o tratamento dos dados obtidos nesta prática aplicou-se os conceitos estatísticos de variança, desvio, média ponderada e desvio padrão. 5 A média é o valor médio de um conjunto de dados, enquanto o desvio, mostra o quão distante uma medida está em relação à média; e, o desvio médio quantifica o grau de discrepância dos dados. Tabela 2. Medidas de Volume Medida de Volume Parâmetro Resultado (g) Proveta Pipeta Volumétrica Béquer seco 50,20 50,20 Massa do Béquer com 1º 20 mL de água 69,30 70,30 Massa do Béquer com 2º 20 mL de água 69,32 70,44 Massa do Béquer com 3º 20 mL de água 69,33 70,33 Massa do 1º 20 mL de água (m1) 19,10 20,10 Massa do 2º 20 mL de água (m2) 19,12 20,24 Massa do 3º 20 mL de água (m3) 19,13 20,13 Média das três massas de água (mm) 19,12 20,16 Desvio do 1º 20 mL de água à média (D1) 0,02 0,06 Desvio do 2º 20 mL de água à média (D2) 0,00 0,08 Desvio do 3º 20 mL de água à média (D3) 0,01 0,03 Média dos desvios ((Dm) 0,01 0,056 Valor final da Medida (mf) 19,12 ± 0,01 20,16 ± 0,056 A seguir, os cálculos dos resultados apresentados na Tabela 2: Dn=|mn−mm| n, = 1, 3 e 3 D1=|m1−mm|=|19,10 g−19,12g|=0,02 g , assim para todo o n Dm= D1+D2+D3 3 = (0,02+0,00+0,01) 3 =0,01 A media de desvios (coluna proveta) significa que, em média, a medidas se encontra 0,01 gramas distantes da média ponderada. Quantificando essa discrepância em termos de erro, assumindo a média das massas como o valor de referência, temos 5 Erro%= Dm mm ×100%= 0,01g 19,12g ×100%=0,052% Analisando o resultado percebe-se um elevado grau de precisão. Essa pequena discrepância pode ter sido causada por vários fatores como, uma leitura equivocada, resto de água no béquer nas medidas subsequentes, etc. Porém, a precisão obtida é bastante é satisfatória. Os mesmos cálculos foram feitos em medidas de volume com auxílio de pipeta volumétrica e também nos cálculos de medida de temperatura (Tabela 3). Para os dois últimos (Volume de pipeta e Temperatura), os erros percentuais foram de 0,27% e 2,03%, respetivamente. As medidas feitas com auxílio de proveta volumétrica foram mais preciso que as realizadas com ajuda de pipeta volumetrica. Isso pode ter sido ocasionado por leituras equivocadas, dificuldade no manuseio da pipeta volumetrica, entre outros fatores. Partindo do pressuposto que 20,00 mL de água à 20 ºC possui uma massa de 19,966 g (valor verdadeiro ou aceitável), temos: Erro proveta=mm−19,966=19,12−19,966=−0,846g Erro pipeta=mm−19,666=20,16−19,966=0,494g Assim, como esperado, a pipeta mostra-se mais exata, pois, em comparação com a proveta, sua medida está mais próximo do valor de referência. Isso, porque a mesma foi feita para uso em medições que requerem um grau relativamente alta de precisão. Tabela 3. Medida de Temperatura Medida de Temperatura (ºC) Parâmetro Resultado (ºC) Temperatura da 1ª medida 22,00 Temperatura da 2ª medida 21,00 Temperatura da 3ª medida 22,00 Média da temperatura das 3 medidas 21,67 Desvio da 1ª medida em relação à média 0,33 Desvio da 2ª medida em relação à média 0,67 Desvio da 3ª medida em relação à média 0,33 Média dos desvios 0,44 Valor final da média (Média ± Média dos desvios) 21,67 ± 0,44 5 As três medidas de temperatura apresentadas na Tabela 3, apresentam uma discrepância. Essa, discrepância pode ter sido causado por demora ou leituras prematuras da temperatura, equívoco na leitura ou também, erro inerente ao equipamento, pois usou-se dois termômetros diferentes. CONCLUSÕES Depois da prática e dos cálculos e discussões feitas foi possível compreender a medida e tratamento de dados. Também, foi possível praticar o manuseio dos equipamentos. REFERÊNCIAS KOTZ, John C.; TREICHEL, Paul M.; WEAVER, Gabriela C. Química & reações químicas, vol. 1. Tradução da 6ª ed. Norte-americana São Paulo: Cengage Learning, 2014. BROWN, Theodore L.; LEMAY, H. E.; BURSTEN, Bruce E., BURDGE, Julia R. Química, a Ciência Central, Tardução da 9ª ed. Norte-americana São Paulo: Perason Fundation do Brasil, 2005; p. 11. RESUMO INTRODUÇÃO PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL RESULTADOS E DISCUSSÕES CONCLUSÕES REFERÊNCIAS
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