Prática 1 (relatório)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS
CAMPUS SOROCABA
Prática 1 - Medidas de massa utilizando balança analítica.
Turma: Licenciatura em Física
Disciplina: Introdução as Práticas Laboratoriais
Professora: Drª Luciana Camargo de Oliveira
Data da Experiência: 13/03/2015. 		Data de Entrega: 20/03/2015.
	Nome dos Integrantes do Grupo
	RA dos Integrantes
	Ernani Gurgel Charantola
	633496
	Jean Vitor Leite Cardoso
	633380
	Michael de Oliveira Stavel
	633593
Sorocaba/2015
2. Introdução
O experimento a seguir, tem como objetivo a pesagem de diferentes amostras do mesmo material bem como o desvio padrão entre essas medições.
A medição de massa é algo comum no dia-a-dia, porém de acordo com a escala de medição, bem como a precisão desejada, alguns fatores devem ser observados.
Uma medição analítica deve ser efetuada em um ambiente com condições ambientais controladas (temperatura e umidade), em uma bancada que possibilite o nivelamento e estabilidade do padrão utilizado, no caso a balança analítica, visto que a alta resolução do instrumento propicia que várias fontes de incerteza sejam adicionadas ao experimento, isso ocasionaria leituras com baixa repetitividade e erros de medição, afetando diretamente a precisão e exatidão do sistema.
O princípio de medição de uma balança analítica eletrônica geralmente é por célula de carga, a mesma recebe a pressão mecânica e a transforma em sinais elétricos, sinais esses que são enviados a um processador A variação de intensidade elétrica recebida pelo processador influencia no resultado medido, ou seja, quanto maior a carga recebida, maior será a massa calculada pelo processador.
Outros fatores a serem observados, são a precisão e a exatidão do instrumento.
Diz-se que um instrumento é preciso quando a diferença entre as medições da mesma amostra apresenta uma boa repetitividade, ou seja, elas estão próximas umas das outras.
Já a exatidão é quando as medições apresentam valores reais próximos ou iguais ao valor real ou valor de referência, ou seja, os erros de medição estão dentro de um limite aceitável, pré-estabelecido de acordo com o experimento.
Observados esses fatores, podemos efetuar as medições e definir o desvio padrão entre as amostras, isso nada mais é do que o quanto as amostras distanciam-se de sua média, quando não há diferenças entre as amostras, seu desvio padrão é igual à zero.
3. Objetivos
Apresentar a utilidade da balança analítica familiarizando-se desde já com o modo correto de uso desta, a fim de se manter preservada a eficiência e calibração do instrumento e também de se obter uma medida precisa e longe de erros que poderiam ser evitados. Esta familiarização com o uso do instrumento é indispensável devido à sua importância e imensurável utilidade quando o assunto é a prática laboratorial. A balança analítica é um instrumento que continuará presente, indispensavelmente, na vida de quem realiza experimentos em laboratório, nasce assim a necessidade de se apresentar a forma correta de sua utilização o quanto antes a quem ingressa neste meio.
4. Materiais e métodos
Materiais e equipamentos utilizados:
	Balanças Analíticas
	Papel para pesagem
	Béquer
	Areia
	Feijões
Procedimento:
Foram realizadas duas medições. A medida da massa de uma quantidade de areia e posteriormente a medida da massa de grãos de feijão.
Primeira medição: apanhar qualquer quantidade de areia com massa entre 0,3000g e 0,6000g. Para isso um papel foi dobrado em forma de recipiente, colocado na balança analítica e teve sua massa tarada. Foi adicionado então areia a este recipiente, até se obter o valor de 0,4500g, valor escolhido pelo grupo. Este processo deveria ser realizado em triplicata, para ser realizada uma comparação entre as massas coletadas. Essa comparação foi dada através da média e do desvio padrão.
A média é dada pela somatória dos valores de cada elemento dividido pelo total de elementos medidos, como nos diz a fórmula abaixo:
O desvio padrão é dado pela seguinte fórmula: 
O grupo optou por montar três recipientes diferentes para cada uma das três (triplicata) quantidades de areia a serem obtidas. Houve assim a necessidade de tarar a massa de cada um destes recipientes antes da adição de areia.
Segunda medição: medir a massa de doze grãos de feijão separadamente, encontrar uma média entre esses valores de massa e também o desvio padrão entre elas. Foi utilizado um Becker, para não haver contato direto entre o grão de feijão e a balança analítica, que teve sua massa tarada, para só daí ser colocado o primeiro grão de feijão, que ao termino da medição foi retirado e separado para não haver o risco de medirmos sua massa novamente. Para remoção do grão de feijão houve a necessidade da retirada do Becker de dentro da balança, que quando recolocado lá, teve sua massa novamente medida, para dar certeza ao grupo de que o grão de feijão não teria deixado nenhum resíduo neste. Se a massa se estabiliza no 0,0000g estaria tudo certo para a adição do próximo grão de feijão. Repetindo o processo com cuidado mais onze vezes, poderíamos partir para realização dos cálculos de média e do desvio padrão entre as massas. 
5. Resultados e discussão
Primeira medição:
A intenção inicial do grupo era obter a massa de 0,4500g para todas as três coletas, porém como na primeira acabou passando um pouco, foi tomada a decisão de tentar obter na segunda e terceira coleta o valor obtido na primeira (0,04682g).
	Ordem das medições
	Massa Verificada (g)
	Primeira
	0,4682
	Segunda
	0,4762
	Terceira
	0,4733
	
	Tabela 5.1
Após a obtenção destas três massas o grupo realizou as seguintes operações matemáticas para chegar à média e no desvio padrão entre os valores:
Média:
 Equação 5.1
A média entre as três massa obtidas é de 0,4725g.
Desvio Padrão:
Equação 5.2
O desvio padrão entre as três massas obtidas é de 0,0040g.
Segunda medição:
Nesta segunda etapa, foram utilizados grãos de feijão para realização da medição. Após cada medida feita, foi retirado o grão e separado para não ser medido novamente. A massa obtida segue na tabela abaixo.
	Tabela 5.2
	Item Mensurado
	Massa Verificada (g)
	Feijão 01
	0,1675
	Feijão 02
	0,2265
	Feijão 03
	0,2299
	Feijão 04
	0,2082
	Feijão 05
	0,2101
	Feijão 06
	0,2535
	Feijão 07
	0,2781
	Feijão 08
	0,2406
	Feijão 09
	0,2770
	Feijão 10
	0,2803
	Feijão 11
	0,2027
	Feijão 12
	0,2302
	
Após obtenção destes doze valores de massa seguimos com os cálculos de média e de desvio padrão.
Média:
 Equação 5.3
 
A média entre as doze massas obtidas é de 0,2337g.
Desvio Padrão:
Equação 5.4
O desvio padrão entre as doze massas obtidas é de aproximadamente 0,0345g.
Após a realização de toda essa parte de cálculo de média e de desvio padrão pode-se com mais liberdade e referência, comparar os dados obtidos em cada uma das coletas dentro das duas medições. 
Na primeira medição, a qual foi realizada em triplicata, obtivemos a média de 0,4725g quando a ideia principal do grupo era alcançar nas três coletas a massa de 0,4500g, o que resultaria numa média pelo menos mais próxima deste valor do que as próprias coletas, porém as expectativas do grupo não foram alcançadas. Com o valor de desvio padrão de 0,0040g notamos que não houve grande diferença entre cada uma das três coletas, porém isso pode ser explicado pelo fato de que alteramos o objetivo primário de obtenção do valor de massa de 0,4500g para um novo valor, o encontrado na primeira coleta.
Na segunda medição a média entre as massas dos grãos de feijão foi de 0,2337g, e o desvio padrão de 0,0345g.
6. Conclusões
A balança analítica é um instrumento extremamente sensível, devido a sua alta precisão para com medidas de massa extremamente pequenas. Essa característica foi evidenciadaao grupo no momento em que houve a necessidade de se adicionar uma quantidade de areia equivalente à outra quantidade que fora antes medida. Cada pequena quantia de areia que era adicionado causava grande diferença em relação ao valor que estava sendo mostrado no visor antes da adição, e isto teve total relevância na hora de se obter os resultados, pois o grupo não tinha tempo para remover a quantidade adicionada que ultrapassou o valor desejado, devido a outros grupos estarem esperando a liberação da balança.
Notou-se com o segundo experimento que quanto maior a quantidade amostral (N) de elementos a serem comparados, maior será a proximidade do valor de média com a realidade. Quanto menor a quantidade amostral de elementos a serem comparados, maior a chance dos valores de média não serem próximos da realidade. Por exemplo, se nossa quantidade medida fosse dois grãos de feijão e justo estes tivessem massa menor que 0,2g, teríamos uma média menor que 0,2g. Como vimos na tabela referente à segunda medição, a grande maioria de grãos de feijão tem sua massa maior que 0,2g, uns maior até que 0,25g, porém se esta prática pedisse uma quantidade amostral menor haveria a chance de não visualizarmos isto.
7. Referências
1. Disponível em: <http://w3.ufsm.br/laequi/wp-content/uploads/2012/07/Uso-da-Balança.pdf> Acesso em: 18/03/2015
2. Disponível em: <http://www.balancas-analiticas.com.br/home/balanca-historia/> Acesso em: 14/03/2015
3. Disponível em: <http://www.ufpa.br/quimicanalitica/sbalancas.htm> Acesso em: 14/03/2015