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UFRRJ – ICE – Departamento de Química IC608 – Química Analítica IAula 02: Tratamentos Estatísticos de Erros Aleatórios EXERCÍCIOS 1. Diferencie: a. população X amostra b. amostra analítica X amostra estatística c. desvio padrão da amostra X variância 2. Que conclusão pode ser tirada acerca da média da população quando não existem erros sistemáticos em uma análise? 3. Defina o parâmetro z. 4. Defina o termo “N-1” na equação do cálculo do desvio padrão da amostra. Quais as conseqüências se “N-1” fosse substituído por “N” (como no calculo do desvio padrão da população), na determinação estimativa do desvio padrão? 5. Considere o seguinte conjunto de réplicas de medidas: a. para cada conjunto de dados, calcule a média, a mediana,a faixa, a estimativa do desvio padrão e o coeficiente de variação; b. supondo que os valores aceitos como verdadeiros são, 3,0; 70,05 e 0,830, para os conjuntos A, B e C, respectivamente, calcule o erros absoluto e relativo em ppmil. 6. Calcule o desvio padrão combinado (scomb) nas seguintes situações abaixo: a. duas embalagens de vinagre do mesmo lote são analisados para a determinação de ácido acético e os teores, em g/100 mL, encontrados são: Frasco 1: 4,55; 4,67; 4,61; 4,57; 4;70 Frasco 2: 4,66; 4,69; 4;74; 4,72 b. três amostras de leite são analisadas para a determinação de cálcio por um método titulométrico e os resultados encontrados foram: amostra A: 112 ± 8 mg/100 mL, fazendo 3 réplicas; amostra B: 108 ± 10 mg/100 mL, fazendo 5 réplicas; amostra C: 115 ± 3 mg/100 mL, fazendo 2 réplicas. Página 1 A B C 3,5 70,24 0,812 3,1 70,22 0,792 3,1 70,10 0,794 3,3 0,900 2,5 UFRRJ – ICE – Departamento de Química IC608 – Química Analítica IAula 02: Tratamentos Estatísticos de Erros Aleatórios 7. As análises de várias preparações alimentares, extraídas aleatoriamente da mesma população, envolvendo a determinação de potássio geraram os seguintes dados: Amostra Porcentagem de K+ 1 5,15; 5,03; 5,04; 5,18; 5,20 2 7,18; 7,17; 6,97 3 4,00; 3,93; 4,15; 3,86 4 4,68; 4,85; 4,79; 4,62 5 6,04; 6,02; 5,82; 6,06; 5,88 a. determine a média aritmética, a mediana, a estimativa do desvio padrão (s), a variância (s2), o desvio padrão relativo (sr) em porcentagem e a faixa (w) para cada amostra; b. obtenha o valor do desvio padrão combinado (scomb); c. por que o scomb é uma melhor estimativa de σ que o desvio padrão de qualquer amostra? 8. Calcule as incertezas absolutas e relativas e expresse cada resposta com um número razoável de algarismos significativos para os resultados. a. 3,4 (±0,2) + 2,6 (±0,1) e. )2,0(4,3 ± b. 3,4 (±0,2) ÷ 2,6 (±0,1) f. 103,4 (±0,2) c. [3,4 (±0,2) × 10-8] ÷ [2,6 (±0,1) × 103] g. ln [3.4 (±0.2)] d. [3,4 (±0,2) – 2,6 (±0,1)] × 3,4 (±0,2) h. e3,4 (±0,2) e. log [3,4 (±0,2)] f. [3,4 (±0,2)]2 9. Uma solução foi preparada dissolvendo 0,2222 (±0.0002) g de KIO3 [MM 214,0010 (±0,0009)] em 50,00 (±0,05) mL. a) Encontre a molaridade e sua incerteza associada com o número apropriado de algarismos significativos. b) A resposta será afetada significativamente se o reagente apresentar 99,9 % de pureza? Justifique. 10.A espectrometria de absorção molecular quantitativa baseia-se na lei de Beer, que pode ser escrita como: xbcT ε=− log Página 2 UFRRJ – ICE – Departamento de Química IC608 – Química Analítica IAula 02: Tratamentos Estatísticos de Erros Aleatórios em que T é a transmitância de uma solução contendo analito X, b é a espessura da solução absorvente, cx é a concentração molar de X e ε é uma constante determinada experimentalmente. Por meio de uma medida de uma série de soluções padrão de X, εb teve o seu valor determinado como 2505 (±12) mol.L -1, no qual o número entre parênteses representa o desvio padrão absoluto. Uma solução de X de concentração desconhecida foi medida em uma célula idêntica àquela usada para determinar εb. As réplicas dos resultados foram T = 0,273; 0,276; 0,268 e 0,274. Calcule: a) a concentração molar cx do analito em cada caso; b) o desvio padrão absoluto para cx; e, c) o coeficiente de variação para Cx. Referências e Bibliografia Recomendada 1. SKOOG, D.A.; WEST, D.M.; HOLLER, F.J.; CROUCH, S.R. Fundamentos em Química Analítica. Trad. GRASSI, M.; São Paulo: Pioneira Thompson Learning, 2006. 2. HARRIS, D.C. Análise química quantitativa. Rio de Janeiro: LTC Livros Técnicos e Científicos. Editora S.A., 2008. Página 3
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