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Universidade Federal do Estado do Rio de Janeiro - UNIRIO Centro de Ciências Biológicas e da Saúde – CCBS Instituto de Biociências – IBIO Departamento de Ciências Naturais – DCN Disciplina: Química Geral e Inorgânica Professora: Claudia Jorge Do Nascimento Aluno: Mariana Abrahão Barreiro Alvarez Curso: Biomedicina Turma: A Nº da prática: 1 Prática realizada no dia: 25/03/2019 Medições e erros Rio de Janeiro Semestre: 1º ano: 2019 I. Introdução A compreensão acerca de medições e possíveis erros fazem-se indubitavelmente relevante para o êxito na prática de experimentos laboratoriais, assim como conceitos inerentes à mesma. Há possibilidade de determinados tipos de erros nas medições, sendo eles: Erros grosseiros, que se caracterizam pelos erros nos cálculos, na leitura e na paralaxe. A fim de evitá-los, é de suma importância o conhecimento de técnicas de medição, como por exemplo: ao realizar a medição do volume de determinada substância na proveta, é necessário observar o menisco (interface entre o ar e o líquido a ser medido¹) de um ângulo, onde este esteja exatamente na altura dos olhos. Erros sistemáticos, que ocorrem devido à operação, ao instrumento ou ao método; portanto, torna-se necessário o cuidado na correta utilização do método, nas operações inerentes ao experimento e no uso dos instrumentos necessários. Erros acidentais, como a incerteza nas medidas, causadas ou não pela limitação do aparelho utilizado, o que define o erro absoluto ou relativo. O erro absoluto é o erro que pertence necessariamente ao instrumento utilizado, e o erro relativo é o erro onde é se considera a quantidade da medida do volume da substância, ademais do erro pertencente ao instrumento. Dessa forma, o erro relativo é a razão entre o erro absoluto e o valor de determinada medida. O conhecimento de determinados conceitos são de fundamental relevância para a prática do experimento, entre eles: Exatidão: é calculada pela divisão da média da amostra pela média do valor verdadeiro da amostra. Pode ser representado por valores percentuais, onde “100%” será considerado como valor máximo.² Precisão: É representada pelo coeficiente de variação, calculado através da divisão do desvio padrão pela média aritmética da amostra de controle.² A utilização de algarismos significativos é essencial nas medições da prática, haja vista que, por mais preciso que seja o instrumento utilizado, a medida sempre é aproximada. Dessa forma, é necessário o uso de algarismos com a certeza de estarem corretos e apenas o uso de um algarismo duvidoso é admitido. São esses os algarismos significativos e seu uso estará ligado diretamente á precisão da medida.³ Ao analisar a medida volumétrica da substância, é necessário levar em consideração dois conceitos, como: volume contido, que é aquele que se mantém no instrumento em que ocorre a medição e volume escoado, que é aquele que não se mantém no instrumento de medida, portanto, é perdido no experimento. II. Objetivos A realização da prática teve como finalidade a compreensão de como realizar leituras em instrumentos de medição, assim como os erros inerentes a esses instrumentos e a utilização de métodos e técnicas. III. Materiais e métodos a. Materiais utilizados Água Proveta de 50 mL Pipeta graduada de 10 mL Erlenmeyer Pera de sucção Pipeta volumétrica de 10 mL Pipeta volumétrica de 20 mL Espátula Bicarbonato de sódio (NaHCO3) Balão volumétrico de 100 mL Balão volumétrico de 250 mL Conta gotas Bureta de 25 mL Balança Vidro de relógio Carbonato de sódio (Na2CO3) b. Metodologia Primeiramente, no experimento 1, utilizou-se uma proveta de 50 mL, acrescentou-se água, mediu-se um volume inferior a 10 mL e um valor superior a 30 mL e os valores foram registrados. No experimento 2, uma pipeta graduada de 10 mL foi utilizada, a água foi pipetada acima do traço de referência com a ajuda da pera de sucção e depois a medida zero foi acertada. Em seguida, foi medido um volume inferior a 5 mL e um volume superior a 5 mL, os valores foram registrados e houve a transferência do líquido para um erlenmeyer. No experimento 3, foram utilizadas duas pipetas volumétricas, uma de 10 mL e outra de 20 mL. Da mesma forma do experimento anterior, com o auxílio da pera de sucção, o traço de referência foi acertado com água em ambas, corrigindo-a na marca 0. Após isso, foi medido o volume escoado de cada uma delas, anotaram-se os valores e a água foi transferida para um erlenmeyer. No experimento 4, foram utilizados dois balões volumétricos, um de 100 mL e outro de 250 mL. Em cada um deles foi introduzido a ponta de espátula com NaHCO3 (bicarbonato de sódio), em seguida acrescentou-se água até dissolver o sal. Após esse processo, com o auxílio do conta gotas, a água foi acertada no ponto de referência em cada um deles, e os valores foram anotados. No experimento 5, uma bureta de 25 mL foi cheia com água e parte do líquido foi escoado até encher completamente a parte inferior da bureta. Após isso, acrescentou-se mais água até o traço de referência (zero); em seguida, foi medido um volume inferior a 5 mL e um volume superior a 20 mL, os valores foram registrados e o líquido foi transferido para um erlenmeyer. No experimento 6, foi utilizada uma balança, ela foi tareada e, em seguida, com um vidro de relógio, pesou-se menos de 1g e mais de 10g de Na2CO3 (carbonato de sódio). No experimento 7 (exp. 07), foi calculada a porcentagem peso por volume de H2O2 (peróxido de hidrogênio) na água oxigenada, onde foi considerada as seguintes medições: Volume de água oxigenada igual a 2,0 mL, volume de KMnO4(aq) igual a 16,24 mL, [KMnO4(aq)] com 6,82 g L-1, M(KMnO4) com 158,1 g mol-1, M(H2O2) com 34,02 g mol-1. Exp. 07 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝐾𝑀𝑛𝑂4 𝑥 [𝐾𝑀𝑛𝑂4] 𝑥 𝑀(𝐻2𝑂2) 𝑀(𝐾𝑀𝑛𝑂4) 𝑥 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎 𝑜𝑥𝑖𝑔𝑒𝑛𝑎𝑑𝑎 𝑥 0,25 IV. Resultados e Discussão Tabela 01 Exp. 07 – Cálculo 16,24𝑚𝐿 𝑥 6,82gL−1𝑥 34,02𝑔 𝑚𝑜𝑙−1 158,1𝑔 𝑚𝑜𝑙−1 𝑥 2,0𝑚𝐿 𝑥 0,25 = 2,98 g L-1 Todos os valores da medida se deram baseados nos algarismos significativos. Por exemplo, na proveta de 50 mL foi medido 9,49 mL, no entanto, como seu erro absoluto é Instrumento Quantidade medida Erro absoluto do instrumento de medida Erro relativo percentual Nº algarismos significativos Algarismo duvidoso Proveta 9,5 mL ±0,5 mL 5,3% 2 5 Proveta 31,5 mL ±0,5 mL 1,6% 3 5 Pipeta graduada 4,10 mL ±0,05 mL 1,2% 3 0 Pipeta graduada 5,40 mL ±0,05 mL 0,9% 3 0 Pipeta volumétrica 10,00 mL ±0,02 mL 0,2% 4 0 Pipeta volumétrica 20,00 mL ±0,02 mL 0,1% 4 0 Balão volumétrico 100,00 mL ±0,02 mL 0,02% 5 0 Balão volumétrico 250,00 mL ±0,02 mL 0,008% 5 0 Bureta 3,35 mL ±0,03 mL 0,9% 3 5 Bureta 20,88 mL ±0,03 mL 0,14% 4 8 Balança 0,84 g ±0,01 g 1,2% 3 4 Balança 11,96 g ±0,01 g 0,08% 4 6 de ±0,5 mL, portanto 1 algarismo significativo no erro absoluto, a medida foi arredondada para 9,5 mL. E assim foi feito em todos os resultados obtidos em cada um dos experimentos, baseado no número de algarismos significativos do erro absoluto do instrumento de medida utilizado. Para o cálculo de todos os erros relativos percentuais foi usada a fórmula: 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑎𝑏𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜 𝑑𝑜 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑟𝑢𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑎 𝑋100 Ademais, todas as medições realizadas obedeceram às regras e técnicas,como, por exemplo, observar o menisco na altura do olho e tarear a balança antes de pesar determinada substância. V. Conclusão A realização da prática teve êxito. Juntamente com a aula teórica, na aula prática, foi possível compreender métodos, conceitos e técnicas de medição, erros inerentes ou não ao instrumento utilizado, assim como calcular seus respectivos erros percentuais. VII. Referências Bibliográficas [1] RELACRE, Guia 1. Calibração de material volumétrico. Ed. 3, Novembro, 2009 [2] ANDRIOTTI, José Leonardo S. Técnicas estatísticas aplicáveis a tratamento de informações oriundas de procedimentos laboratoriais. Porto Alegre: CPRM, 2005 [3] LIMA, Carlos R. A. Teoria de erros, medidas e gráficos. Universidade Federal de Juiz de Fora. Março/2010
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