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ROTEIRO Tema Medidas de Massa e Volume de Líquidos Semana nº 01 Local onde acontecerá a prática Laboratório de Química Disciplina (s) Química Geral e Ciência dos Materiais Pontuação Data da última atualização 13/09/2021 I. Instruções e observações LEIA COM ATENÇÃO AS SEGUINTES INSTRUÇÕES E OBSERVAÇÕES 1. A atividade prática será realizada no Laboratório de Química Geral, no dia indicado pelo professor. 2. É importante o conhecimento prévio do conteúdo da prática. 3. Os estudantes devem realizar a atividade em equipes, com número máximo de integrantes indicados pelo professor. 4. É imprescindível ter o roteiro da prática em mãos, pois as respostas serão escritas nesse roteiro e ao final da aula será entregue ao professor. II. Equipamentos, materiais, reagentes ou produtos Descrição Quantidade por grupo Balança analítica 1 unidade Proveta 50 mL 1 unidade Béquer 50 mL 1 unidade Pipeta volumétrica 5mL 1 unidade Pipeta graduada 10 mL 1 unidade Proveta 10 mL 1 unidade Bureta 25 mL 1 unidade Suporte universal 1 unidade Garra com mufa 1 unidade Pisseta com água destilada 1 unidade III. Introdução Todas as medidas de uma propriedade físico-química estão afetadas por uma incerteza, chamada em geral erro, desvio ou imprecisão da medida. Por isso, os resultados das medidas devem ser expressos de modo tal que se possa avaliar a precisão com que elas foram feitas (ou calculadas). Segundo o DOQ-CGCRE-008 (2010), todas as generalizações e leis científicas são baseadas na regularidade derivada de observações experimentais. Portanto é necessário para qualquer cientista levar em consideração as limitações e confiabilidade dos dados a partir dos quais são tiradas as conclusões. Um erro de medida ocorre quando há uma diferença entre o valor real e o valor experimental. Vários fatores introduzem erros sistemáticos ou determinados (erros no sistema que podem ser detectados e eliminados). Por exemplo: equipamentos não calibrados, reagentes impuros e erros no procedimento. A medida é também afetada por erros indeterminados ou aleatórios (erros que estão além do controle do operador). Erros aleatórios podem afetar uma medida tanto numa direção positiva quanto negativa. Assim um resultado poderá ser ligeiramente maior ou menor do que o valor real. Duas ou mais determinações de cada medida são efetuadas na esperança de que erros positivos e negativos se cancelem. A precisão de uma medida se refere à concordância entre diferentes determinações de uma mesma medida. Você pode encontrar que uma mesa tenha 100,0 cm, 100,2 cm ou 99,9 cm para cada uma das operações de medida que realizar. Como erros aleatórios não podem nunca ser completamente eliminados, a perfeita precisão ou reprodutibilidade nunca é esperada. Exatidão é a concordância entre o valor medido e o real. Para calcular o erro em uma medida deve-se saber o valor real. Isto raramente é possível, pois normalmente não se sabe o valor real. O melhor a fazer é projetar instrumentos de medida e realizar medidas de forma a tornar o desvio tão pequeno quanto possível. Uma medida altamente precisa pode ser inexata devido ao instrumento utilizado que pode não estar calibrado corretamente. A precisão depende mais do operador e a exatidão depende tanto do operador quanto do instrumento de medida. Para medir volumes aproximados de líquidos, pode-se utilizar uma vidraria não muito precisa, embora prático, que é a proveta graduada ou cilindro graduado, enquanto que, para medidas precisas, utiliza-se equipamentos, tais como balões volumétricos, buretas e pipetas. Para se medir a massa de um material em laboratório utiliza-se a balança analítica, que é um equipamento que apresenta uma precisão mínima na quarta casa decimal 0,0001 g. Para se medir temperatura pode-se usar termômetro de vidro ou sensores de temperatura (termopares) quando se quer medir altas temperaturas. Os equipamentos volumétricos são calibrados pelo fabricante a uma temperatura padrão de 20 ºC, devendo-se utilizá-los de preferência nesta temperatura, para evitar desvios, em virtude de anomalias ocasionadas pelas alterações de temperatura. A tendência resultante de medidas, pode ser expressa pela moda, mediana ou média. A moda é o valor mais repetido, a mediana o valor central, para números ímpares de medições, sendo par, a mediana passa a ser a média dos valores centrais, a média e o resultado médio das medidas e é calculado pela soma das medidas dividido pelo número de medidas. Embora a média seja a forma mais usada para representar uma tendência de uma medida, o desvio padrão deve sempre acompanhar o resultado da média, para que se tenha uma maior confiabilidade da medida. Por exemplo, utilizando-se uma pipeta graduada de 10 mL com escala semelhante a imagem ao lado, que apresenta uma medida de volume com precisão de duas casas decimais, sendo a primeira casa o representativo e a segunda o duvidoso, obteve-se os valores: 2,46 mL, 2,42 mL, 2,45 mL, 2,48 mL, 2,48 mL, 2,47 mL, 2,49 mL. X → Média das medidas = Soma das medidas / número de medidas X = (2,46 mL+ 2,42 mL+ 2,45 mL+ 2,48 mL+ 2,48 mL + 2,47 mL+ 2,49 mL) / 7. Calculando da média: s → desvio padrão = A raiz quadrada da soma dos quadrados dos desvios das medidas em relação à média / (n – 1), onde n é o número de medidas. IV. Objetivos de Aprendizagem ▪ Desenvolver o poder de observação e caracterização de fenômenos que ocorrem na natureza, através do conhecimento dos conceitos e princípios fundamentais da Química. ▪ Avaliar as interações químicas e ser capaz de prever as suas consequências. ▪ Estabelecer relações entre o conteúdo teórico e o conteúdo prático, com outras disciplinas, com a vida cotidiana e com a atividade profissional. V. Experimento Ao término desta atividade o aluno deverá ter competência para identificar os equipamentos adequados para realizar medição de massa e volume, determinar a exatidão de cada equipamento, e calcular o erro, desvio padrão e média das medições realizadas. EXPERIMENTO 1: Medidas de massas e volumes de líquidos 1. Pedir ao seu professor instruções sobre o uso das balanças antes de pesar os seguintes recipientes secos: uma proveta de 50 mL e um béquer de 50 mL. 2. Colocar cuidadosamente 10 mL de água destilada (aferindo na marcação de cada equipamento) em cada recipiente referido no item anterior e pese-os novamente. Anotar os resultados na tabela abaixo de medidas de massas e volumes de líquidos). EXPERIMENTO 2: Medidas de volumes de líquido 1. Identificar três vidrarias diferentes, existentes na sua bancada que podem medir um volume de 5 mL de água. Justifique a escolha das vidrarias utilizadas. Repita o procedimento agora para um volume de 40 mL. 2. Encher uma bureta de 25 mL com água destilada. Depois de tê-la zerado, abrir a torneira e deixar escoar uma porção qualquer do líquido. Fechar a torneira e verificar o volume escoado. Conferir com o professor se sua leitura está correta. • É possível retirar uma porção maior que 25 mL de uma só vez usando a bureta? Justifique. 3. Preparar novamente a bureta de 25 mL completando seu volume até a indicação zero. Despejar sobre uma proveta de 50 mL, um volume de 10 mL de água. Verificar o volume na proveta em mL. Descartar esta amostra da proveta e medir novamente 25 mL de água no mesmo. Transferir para a proveta este volume e verificar o volume na proveta emmL. Registrar na tabela abaixo os resultados das medidas dos volumes de líquidos: Muita atenção na leitura de volumes! Questões: a) Ainda no procedimento 1 com qual a vidraria se conseguiu melhor resultado? Explique sua resposta. b) Em que volume se observou um menor erro ao comparar com os volumes obtidos com da bureta? c) Para o procedimento experimental 2 determine a média, desvio padrão obtidos pela turma nos dois experimentos? VI. Avaliação do experimento Atende Não Atende 1 Medidas de massas e volumes de líquidos 2 Medidas de volumes de líquido 3 Cálculo do erro VII. Referências RUSSEL, J.B., Química Geral, Vol. 1, 2 Ed., São Paulo, Mc Graw-Hill, 1982. VOGEL, A.; Análise Inorgânica Quantitativa; Editora Guanabara; Rio de Janeiro, 1986. Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO); Orientações sobre Validação de Métodos de Ensaios Químicos, DOQ-CGCRE-008, 2010. Leitura complementar: http://webeduc.mec.gov.br/portaldoprofessor/quimica/sbq/QNE sc27/09-eeq-5006.pdf
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