Medição - Escola Secundária José Saramago

MEDIÇÃO EM QUÍMICA
Escola Secundária José Saramago
FQA – nível 1 - 2007/2008
Adaptado por Marília Peres
Fonte: Corrêa, C., Química, 2007, Porto Editora
A L 1.1 – Medição em Química
SUMÁRIO:
Obtenção e tratamento de medições
experimentais.
Algarismos significativos, unidades e
notação científica;
erros, precisão e exactidão;
média, desvios e incertezas.
A L 1.1 – Medição em química
Química A - Ano 1
2
Obtenção e tratamento de medições experimentais
Medir uma grandeza Æ compará-la com outra da
mesma espécie, que se toma para unidade.
Medição de uma grandeza Æ operação de medir.
Medida Æ resultado da medição.
Uma medição pode ser directa ou indirecta.
Medição directa
massa
volume
Med. indirecta
Química A - Ano 1
3
Equipamento de medição (directa) Æ seleccionado
de acordo com o que se pretende medir.
Valores obtidos na medição Æ lidos e registados
de acordo com o que o equipamento permitir:
número de algarismos, unidades e incerteza.
0,85 ± 0,02 kg
Química A - Ano 1
37,0 ± 0,2 kg
65,8 ± 0,1 mg
4
Algarismos significativos, unidades e notação científica
0,85 ± 0,02 kg
370 ± 2 kg
2 algarismos
3 algarismos
3 algarismos
significativos
significativos
significativos
notação científica:
notação científica:
60,8 ± 0,1 mg
notação científica:
8,5 x 10-1 kg
3,70 x 102 kg
6,08 x 10-2 g
8,5 x 102 g
3,70 x 105 g
6,08 x 10-5 kg
850 g
0,37 Mg
6,08 cg
ordem de grandeza
100 kg ou 103 g
Química A - Ano 1
ordem de grandeza
ordem de grandeza
102 kg ou 105 g
10-4 kg ou 10-1 g
5
Operações com algarismos significativos
0,85 kg
47,0 kg
Σ
60,8 g
47,35 m
Π
8,5 hg
0,85 kg
470 hg
47,0 kg
0,608 hg
0,0608 kg
47,9108 kg
479,108 hg
47,9 kg
479 hg
47,35 m
x
0,608 m
=
28,8 m2
608 mm
alg. sign.?
Química A - Ano 1
28,7888 ?
unidades?
6
Erros, precisão e exactidão
Precisão
Exactidão
• proximidade entre os vários
valores de um conjunto de
medições da mesma grandeza
• proximidade entre o resultado da
medição e o valor real ou exacto (ou
mais provável) de uma grandeza
• maior ou menor dispersão dos
resultados obtidos na medição
• maior ou menor afastamento das
medições ao valor verdadeiro
• erros acidentais ou fortuitos
(causas naturais, aleatórios)
• erros sistemáticos (do instrumento,
do observador ou do método)
Ma
io
rp
re
Química A - Ano 1
ão
ão
ecis
r
p
r
Meno
exact
idão
tid
xac
cis
ão
re
no
Me
Maior
7
Erros, média, desvios e incertezas
Erro absoluto
• módulo da diferença entre o valor da medição e o valor exacto da grandeza:
ea(i) = |vi – vexacto|.
Erro relativo
• razão (ou quociente) entre o erro absoluto e o valor exacto da grandeza:
ei = ea(i) / vexacto.
Valor mais provável
• média aritmética de uma série de medições directas efectuadas:
(x1 + x2 + x3 + ... + xn) / n
Desvio absoluto
• módulo da diferença entre o valor da medição e o valor médio das medições:
da(i) = |vi – v|.
Desvio relativo médio
• média dos desvios relativos (razões ou quocientes entre os desvios
absolutos e o valor médio)
Química A - Ano 1
8
Incerteza absoluta de uma leitura
¾ Erro máximo que se pode cometer ao efectuar uma leitura.
Incerteza indicada no
aparelho ou em tabelas?
não
...
sim
Precisão, tolerância, erro, ...
indicada pelo fabricante
V(pipetado) = (100,00 ± 0,08) mL
V(contido) = (1000,0 ± 0,4) mL
Química A - Ano 1
9
Incerteza indicada no
aparelho ou em tabelas?
sim
...
não
aparelho analógico
...
metade da natureza
Metade da menor divisão
da escala do aparelho
U = (3,2 ± 0,2) V
I = (5 ± 1) μA
Química A - Ano 1
10
Incerteza indicada no
aparelho ou em tabelas?
sim
...
não
aparelho analógico
aparelho digital
...
menor valor lido
Salto entre 2 valores
digitais sequenciais
m’ = (7,4384 ± 0,0001) g
m” = (63,54 ± 0,01) g
e = 0,1 g d = 0,01 g
e = exacto
d = duvidoso
Química A - Ano 1
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Incerteza absoluta de uma leitura
¾ Erro máximo que se pode cometer ao efectuar uma leitura.
Incerteza indicada no
aparelho ou em tabelas?
sim
Precisão, tolerância, erro, ...
indicada pelo fabricante
não
aparelho analógico
aparelho digital
metade da natureza
menor valor lido
Metade da menor divisão
da escala do aparelho
Salto entre 2 valores
digitais sequenciais
Incerteza absoluta de uma medição
¾ Maior valor entre dmáximo e Δescala
(dmáximo = desvio absoluto máximo; Δescala = incerteza associada à escala)
Química A - Ano 1
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ACTIVIDADE LABORATORIAL 1.1
Objectivo:
Conhecer e utilizar vários instrumentos de medida directa
Interpretar e seleccionar escalas e inscrições
Registar valores com incertezas e unidades
Calcular médias, desvios e erros
Material e equipamento:
Vários instrumentos de medida como, por exemplo, fitas métricas graduadas
em centímetros, réguas graduadas em milímetros, provetas, pipetas, buretas,
termómetros e balanças com várias escalas e sensibilidades.
Enchedores de pipetas, funis, suportes, frascos de restos, espátulas, …
Procedimento:
Seleccionar equipamento Æ observar Æ medir Æ registar Æ calcular
(média, desvio, erro) Æ exprimir o resultado Æ interpretar e concluir
Química A - Ano 1
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I - Medição de volumes de líquidos
O
D
A
R
ER
Ler níveis de líquidos
com os olhos
no mesmo plano
horizontal do menisco
Estudo de:
9 uma proveta graduada de 10 mL
9 uma pipeta graduada de 10 mL
9 uma pipeta volumétrica de 10 mL
9 uma bureta de 25 mL
Nunca pipete com a boca!
Química A - Ano 1
™
™
™
™
Como são graduadas?
Qual é a menor divisão da escala?
Quais as suas inscrições e marcas?
Qual a incerteza máxima que pode
apresentar uma medida?
14
II – Outras medições
Estudo de:
9 uma régua graduada de 30 cm
9 uma balança sensível ao cg
9 um termómetro graduado
™
™
™
™
Como são graduadas?
Qual é a menor divisão da escala?
Quais as suas inscrições e marcas?
Qual a incerteza máxima que pode
apresentar uma medida?
Relatório:
Registo de resultados:
Registe os valores obtidos nas várias leituras em quadros apropriados.
Análise de resultados:
9 Calcule a média e os desvios para exprimir convenientemente o
resultado final de cada medição.
9 Interprete e critique cada resultado obtido em função do(s)
instrumento(s) utilizado/s) e das finalidades pretendidas.
Química A - Ano 1
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Prefixos apropriados para múltiplos e submúltiplos das unidades SI
yotta
Y
1024
deci
d
10-1
zetta
Z
1021
centi
c
10-2
exa
E
1018
mili
m
10-3
peta
P
1015
micro
μ
10-6
tera
T
1012
nano
n
10-9
giga
G
109
pico
p
10-12
mega
M
106
fento
f
10-15
quilo
k
103
atto
a
10-18
hecto
h
102
zepto
z
10-21
deca
da
101
yocto
y
10-24
Química A - Ano 1
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