Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Química Experimental 1, Marcos Gabriel Lopes da Silva, Experimento 1. 1 Química Experimental 1, Marcos Gabriel Lopes da Silva, Experimento 1. 2 AFERIÇA O E TESTE DE PRECISA O E EXATIDA O DE VA RIOS INSTRUMENTOS Ex p er im en to 1 Marcos Gabriel Lopes da Silva Departamento de Química Fundamental, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, Brasil Data da prática: 04/06/2021; Data de entrega do relatório: 11/04/2021 Palavras chaves: exatidão; precisão; instrumentos; química. Introdução Saber manusear os diversos equipamentos presentes em um laboratório de química é muito importante, tanto para a segurança de quem está trabalhando dentro do laboratório, quanto para a precisão e a acurácia do conjunto de dados a ser obtido. Este experimento foi divido em duas grandes partes. A primeira trata-se de técnicas para melhorar a confiança do conjunto de dados, sendo estas: técnica de aferição do menisco e técnicas de pipetam. A segunda parte envolver testar a precisão e a exatidão de alguns instrumentos utilizados no laboratório de química geral, o que também é de extrema importância, visto que, um experimento feito com uma vidraria inadequada gera um conjunto de informações duvidosas e, consequentemente compromete a investigação científica . Metodologia 1) Primeira parte Aferindo o menisco com o auxílio de uma pipeta volumétrica de 5ml, fazendo a sucção de água destilada que deve estar contida em um béquer, para isso, o seguinte procedimento deve ser adotado: tome uma propipeta, aperte a válvula(A) e comprima a parte que tem aparência de uma bola; solte a válvula(A) e somente em seguida libere a mão usada para compressão; encaixe a pró pipeta na pipeta volumétrica, sempre segurando a pipeta na parte superior para que a mesma não quebre; insira a ponta da pipeta na água destilada contida na béquer; aperte a válvula(S) para fazer a sucção; faça a sucção até que a água passe da marca que está indicada na pipeta volumétrica; limpe a ponta da pipeta volumétrica com um papel(presente na bancada); expulse a água destilada presente na pipeta(sem muita velocidade e não tão lentamente. Como já dizia Aristóteles: “O equilíbrio é a perfeição”) até que a parte inferior da curva observada(menisco) encoste na marcação da pipeta, faça isto utilizando a válvula(E) com a pipeta paralela a linhas dos olhos (nem acima, nem abaixo). Técnicas de pipetam. Antes de começar é importante saber que: pipetas volumétricas quem contém duas marcações na parte superior são ditas de escoamento total, ou seja, todo o líquido será escoado ao final do processo de pipetagem e, pipetas volumétricas que contém apenas uma marcação na parte superior são de escoamento parcial, isto quer dizer que, ao final do procedimento restará uma pequena parte do líquido na pipeta. Para as técnicas, será utilizada uma pipeta volumétrica e uma pipeta graduada, ambas de 5mL. Procedimentos: utilize o mesmo procedimento feito para aferir o menisco (com a pipeta graduada e com a pipeta volumétrica), lembre-se de verificar se a propipeta não está desgastada (caso esteja, troque). 2) Segunda parte Agora vamos testar a precisão e a exatidão de diversos instrumentos presentes no laboratório de química. Química Experimental 1, Marcos Gabriel Lopes da Silva, Experimento 1. 3 Os materiais utilizados são: pipeta de Pasteur 5 mL, pipeta graduada 5 mL, balão volumétrico 25 mL, béquer 25 mL, béquer 5 mL ou vidro relógio, bureta 25 mL, pipeta graduada 25 mL, pipeta volumétrica 25 mL, proveta 25 mL, balança analítica, balança semi-analítica e água destilada. 2.1) Comparando o volume de gostas a) Procedimento experimental: Coloque um vidro de relógio numa balança analítica e tare-a; Utilizando a pipeta de Pasteur 5 ml, coloque 20 gotas de água destilada no vidro relógio; meça(anote) a massa das 20 gotas de água; repita este procedimento por 3 vezes. Agora repita o procedimento (a) com um pipeta graduada de 5 mL. 2.2) Comparando o volume medido em vários instrumentos. b) Procedimento experimental: pipete 25 mL de água destilada, utilize uma pipeta volumétrica 25 mL; Coloque os 25mL de água destilada medidos com a pipeta volumétrica dentro dos seguintes recipientes (todos com capacidade de 25 mL): balão volumétrico, béquer, bureta(preencha o volume morto com água destilada) e numa proveta; com a pipeta de Pasteur incremente ou retire quantidades de água para que o instrumento marque exatamente 25 mL; conte o número de gotas adicionado/retirado; repita o procedimento (b) 3 vezes para cada instrumento. 2.3) Comparando a precisão e a exatidão das massas. c) Procedimento experimental: Pese 5 rolhas separadamente numa balança analítica e numa balança semi-analítica; Pese as 5 rolhas juntas numa balança analítica e numa balança semi-analítica; escolha uma das rolhas e pese-a 5 vezes numa balança analítica e numa balança semi-analítica; Resultados e Discussão 1) Comparar os volumes médios de gotas As massas das gotas de água pesadas em laboratório com uma balança analítica estão presentes na tabela 1. Tabela 1. Massa de 20 gostas de água a partir de uma pipeta de Pasteur e de uma pipeta graduada. Procedimentos Pipeta de Pasteur, massa de 20 gotas de água(g) Pipeta graduada, massa de 20 gotas de água((g) 1 0,5084 0,9188 2 0,5230 0,9584 3 0,5238 0,9453 4 0,5241 0,9641 O cálculo do volume de cada gota de água pode ser feito através das relações presentes na figura 1. Figura 1. Relações matemáticas para o cálculo do volume de cada gota. O volume de cada gota de água está representado na tabela 2, para cada processo. Tabela 2.Volume de cada de água a partir de uma pipeta de Pasteur e de uma pipeta graduada para cada um dos procedimentos de medida. Procedimentos Pipeta de Pasteur, volume de cada gota(mL) Pipeta graduada, volume de cada gota (mL) 1 0,0254 0,0459 2 0,0262 0,0479 3 0,0262 0,0473 4 0,0262 0,0482 Química Experimental 1, Marcos Gabriel Lopes da Silva, Experimento 1. 4 Média: 0,026 0,0473 Desvio: 0,0004 0,0010 O volume de cada gota de água com sua respectiva incerteza está representado na tabela 3, para cada processo. Tabela 3.Volume de cada de água a partir de uma pipeta de Pasteur e de uma pipeta graduada para cada um dos procedimentos de medida com a respectiva incerteza. Procedimentos Pipeta de Pasteur, volume de cada gota(mL) Pipeta graduada, volume de cada gota (mL) 1 0,0254±0,0004 0,0459±0,001 2 0,0262±0,0004 0,0479±0,001 3 0,0262±0,0004 0,0473±0,001 4 0,0262±0,0004 0,0482±0,001 Analisando as tabelas 1,2, 3 e seus respectivos dados é possível observar que: a) Tanto com pipeta de Pasteur com a pipeta graduada: para a pesagem da massa no procedimento 1 e para volume cada gota também no procedimento 1, é perceptível que tais medidas são as mais discrepantes (estão fora da margem de incerteza). Estas medidas discrepantes ocorreram pois ao utilizar as pipetas pela primeira vez, as primeiras gotas de água foram expulsas das pipetas continham ar. O ar contido nas primeiras gotas de água sugere um erro instrumental. b) A massa de vinte gostas de água obtidas por uma pipeta de Pasteur é aproximadamente 55%±1%(verificação a cargo do leitor) da massa de 20 gotas de água obtidas por uma pipeta graduada. Tal diferença pode ser explicada pelo simples fato de que a saída da pipeta de Pasteur utilizada no experimento é menor do que a saída da pipeta graduada, logo, a pipeta graduada dever expulsar gostascom maior massa e volume. 2) Comparar os volumes médios de gotas Observe a tabela 4, que mostra o número de gotas de água destilada retiradas de vários instrumentos. Tabela 4. Gotas retiradas de cada equipamento com suas respectivas incertezas e a conversão de gotas em mL. GOTAS RETIRADAS I II III IV inc Béquer 51,00 54,00 53,00 49,00 ±2,22 Bureta 3,00 3,00 4,00 2,00 ±0,82 Balão volumétrico 5,00 4,00 5,00 3,00 ±0,96 Proveta 2,00 3,00 2,00 2,00 ± 0,5 Tabela 5. Conversão das gotas retiradas (tabela 4) para ml. Volum e(mL) Béquer Bureta Balão volum Proveta I 1,3362 0,0786 0,131 0,0524 II 1,4148 0,0786 0,105 0,0786 III 1,3886 0,1045 0,131 0,0524 IV 1,2838 0,0524 0,079 0,0524 Média 1,355 0,0785 0,111 0,0589 Química Experimental 1, Marcos Gabriel Lopes da Silva, Experimento 1. 5 Com os dados obtidos é possível fazer um tratamento de dados, observe a tabela 6. Tabela 6. Análise dos dados. anális e dos dados obtidos Béque r Buret a Balão volu m Provet a Média 1,356 0,079 0,111 0,059 Desvio padrão 0,058 0,021 3 0,0251 0,0131 Volum e aferido 26,355 25,07 9 25,111 25,059 Erro relativ o 5,42 0,32 0,44 0,237 Analisando nossa tabela 6, percebemos que: a proveta seria o instrumento mais adequado para fazer a medição de 25 mL de água, visto que é o instrumento que possui o menor valor para o erro relativo, ou seja, o instrumento mais confiável segundo este experimento. Na realidade o esperado é que o balão volumétrico seja o instrumento mais preciso, porém, devido a usos inadequados como, por exemplo, aquecimentos ou resfriamentos demasiados o balão volumétrico vai perdendo sua precisão. Logo, concluímos que o balão volumétrico utilizado neste experimento está dessaibrado. 3) Comparar a precisão e exatidão de massas A tabela 7 mostra as massas de 5 tampas pesadas em uma balança analítica e em uma balança semi- analítica. Tabela 7. Massas de 5 tampas Balança analítica(g) Balança semi- analítica(g) Tampa 1 1,4539 1,465 Tampa 2 1,8272 1,828 Tampa 3 4,1894 4,184 Tampa 4 5,6584 5,654 Tampa 5 6,8481 6,840 A tabela 8 mostra as massas de 5 tampas pesadas simultaneamente em uma balança analítica e em uma balança semi-analítica Tabela 8. Massas de 5 tampas pesadas simultaneamente Balança analítica(g) Balança semi- analítica(g) Total 19,9771 19,957 A tabela 9 mostra a massa de um única rolha medida 5 vezes na balança analítica e 5 vezes na balança semi- analitica. Tabela 10. Massa de um única rolha pesada 5 vezes. Balança analítica(g) Balança semi- analítica(g) Tampa 2 1,8276 1,823 Tampa 2 1,8275 1,825 Tampa 2 1,8276 1,825 Tampa 2 1,8276 1,823 Tampa 2 1,8275 1,824 Química Experimental 1, Marcos Gabriel Lopes da Silva, Experimento 1. 6 Observando a tabela 8 percebemos que: a balança analítica é mais exata, visto que, os valores obtidos ao utilizarmos uma balança analítica tem um menor intervalor de variação quando comparados aos valores obtidos na balança semi-analitica. A precisão indica que uma medida fazendo uso de certa ferramenta ou característica trará resultados similares toda vez em que for utilizada(wikihow). A precisão para as duas balanças levando em conta as medidas realizadas na mesma rolha pode ser feita da seguinte maneira: 1) Determine o maior valor mensurado. 2) Determine o menor valor mensurado 3) Subtraia o menor valor do maior valor para encontrar a precisão. Logo, temos as seguintes precisões: Balança analítica: 0,0001 Balança semi-analitica: 0,002 Façamos agora uma tabela para comparar as rolhas pesadas separadamente e as rolhas pesadas juntas em ambas as balanças. Tabela 10. Comparação comparaç ão Balança analítica( g) semi- analítica( g) Juntas 19,9771 19,957 Separadas 19,9777 19,971 Percebemos que, quando as rolhas são pesadas juntas ou separadamente na balança analítica o resultado é idêntico tendo apenas uma pequena diferença que por sinal está no algarismo duvidoso. Quando observamos o mesmo procedimento na balança semi-analítica, a diferença já não ocorre apenas no algarismo duvidoso, quando as rolhas são pesadas juntas obtemos um valor menor do que quando as mesmas são pesadas separadamente, essa diferença de valor se dá devido a soma dos erros aleatórios das 5 medidas feitas, elevando assim a soma das massas das 5 rolhas as quais foram pesadas separadamente. O erro relativo encontrado ao compararmos as massas das cinco rolhas pesadas juntas e separadamente é: Erro relativo: 0,070 Eu não consegui perceber a tal linearidade da balança semi-analítica descrita na apostila. Conclusão Podemos concluir que: pipetas graduadas expelem gotas cujo volume tende a ser maior em relação a gotas expelidas por uma pipeta de Pasteur; no caso da realização de uma contagem de gotas com ambas as pipetas, as primeiras gotas da primeira pipetagem tendem a sair com um pouco de ar comprometendo assim o valor da massa; a utilização de equipamentos do laboratório de forma inadequada compromete sua precisão e sua exatidão; analisar um conjunto de dados obtido com um instrumento dessaibrado compromete toda investigação científica; as balanças analíticas são mais precisas do que as balanças semi-analíticas; Química Experimental 1, Marcos Gabriel Lopes da Silva, Experimento 1. 7 Referências pt.wikihow.com Brasil escola Harris, Daniel C., Analise Química Quantitativa, LTC, 6aed., 2005. Mendham, J. - Denney, R.C. - Barnes, J.D. - Thomas, M.J.K., Vogel/Análise Química Quantitativa, LTC, 2002. knwaagen.com.br Química Experimental 1, Marcos Gabriel Lopes da Silva, Experimento 1. 8 Questões 1) Mé dia: 14,98 Précisa o: 15,02- 14.94= 0,08 2) Uma pipéta graduada dé éscoaménto total, visto qué, tém pouca incértéza associada a afériça o. Na ausé ncia dé uma pipétada graduada um bala o volumé trico. 3) Massa molar do hidro xido dé so dio: 39,997 g/mol M = 5x10-3 mol. 39,997 g/mol= 0,2 g V= (0,2g) .(20.10^-3 g/ml)= 10 mL Quantidadé dé gotas = 10 mL/ 0,0262 ml = 382 gotas
Compartilhar