Atividade Laboratorial 1.1Medição em Química

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Nº4

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Colégio Nossa Senhora da Boavista

Objetivos• Distinguir medição de medida;

• Selecionar instrumentos adequados à medição em vistacom diferentes precisões de forma a minimizar os errosacidentais;

• Interpretar as inscrições em instrumentos de medida;

• Diferenciar erros experimentais de erros sistemáticosnuma medida;

• Exprimir os resultados de uma medição atendendo aonúmero de algarismos significativos dados pela precisão doaparelho de medida;

Introdução teórica• A química é uma ciência experimental, como tal é

necessário efetuar medições de várias grandezas.

• A medida de uma grandeza é o resultado da medição eexprime-se através de um número, acompanhado daunidade apropriada

• A medição pode ser direta ou indireta

• Na medição direta compara-se a grandeza a medir comuma unidade da mesma espécie. Exemplos:

• Medir um comprimento com uma régua;

• Medir volumes com uma pipeta;

• Medir a massa de um corpo com uma balança.

• Na medição indireta aplica-se uma fórmula que relaciona agrandeza a medir com outras grandezas medidasdiretamente. Exemplos:

• calcular a área (A) de um retângulo, A=c x l

Questões pré-laboratoriais

a) Penso que a medição do mesmo volume com diferentesequipamentos não irá apresentar sempre o mesmo rigor,pois os equipamentos têm diferentes incertezasassociadas e a medição depende da temperatura dolíquido. O mesmo acontece com as medições de massa.

b) O alcance dos instrumentos que utilizamos nas mediçõesdeve ser o mais aproximado possível do valor quequeremos medir para que a medição tenha um maiorrigor.

c) Para registar o resultado das medições em função doequipamento utilizado, regista-se o valor médio obtidomais ou menos a incerteza do aparelho.

Tarefa A

• Proveta 50 ml

• Pipeta graduada 25 ml

• Balão volumétrico 250 ml

• Gobelé 250 ml

• Pompete

• Água

Material

Procedimento1. Medir com uma proveta 47 ml de água. Registar o volume

lido atendendo aos algarismos significativos e à incertezaassociada à medição.

2. Medir 10 ml de água com uma pipeta graduada. Registaro volume atendendo a algarismos significativos dadospela precisão do aparelho de medida.

3. Verter a solução medida para dentro de uma proveta.Apresentar a medida tendo em conta algarismossignificativos dados pela precisão do aparelho de medida.

4. Colocar num gobelé água, até ao traço de 250 ml.

5. Verter esta solução para um balão volumétrico de 250 ml.Atingiu o traço referente aos 250 ml ?

_________________

Instrumento

ProvetaPipeta

graduadaBalão Gobelé

Classe

AS _ _ _ _

A _ X X _

B X _ _ X

Tipo de calibração

Ex _ X X _

In X _ _ _

Capacidade 50 ml 25 ml 250 ml 250 ml

Menor divisão da escala

0,5 ml 0,1 ml _ 25 ml

Tolerância ±0,25 ±0,06 ±0,15 _

Tempo de escoamento

15s 15s _ _

Temperatura de calibração

20°C 20°C 20°C 20°C

Questões pós-laboratoriais

• Muitos instrumentos de medida apresentam inscriçõescomo a escala e outras que podem indicar o alcance ou aprecisão do aparelho de medida.

Todos os recipientes graduados têm marcações gravadasno vidro, que correspondem a volumes de líquidos queneles contidos quando medidos a uma determinadatemperatura.• Ex: balão volumétrico

250 ml ± 0,15

In 20°C A

V = (250 ± 0,15) ml

O valor inscrito é a incerteza absoluta de leitura.

O alcance de um instrumento de medida é o valor máximoque se pode medir.

O tipo de escoamento e a temperatura dizem se o volumeinclui (In) ou não (Ex) os resíduos aderentes à parede e aque temperatura foi calibrado.

• Existem dois tipos de erros que podem ter influenciadoestas medições:• Erros sistemáticos de paralaxe, que são os erros associados à

incorreta posição do observador. A leitura deverá ser feita demodo a que a direção do olhar coincida com a linha tangente àparte interna do menisco se este for côncavo ou à parteexterna do menisco se este for convexo.

• Erros acidentais que são limitações do operador (diferentescapacidades de visão) ou flutuações bruscas de temperatura.

• Os diferentes instrumentos para medição do volume permitem obter resultados com diferente rigor.

• Pipetas – são instrumentos de vidro utilizados para a medição rigorosa de volumes, as pipetas volumétricas são mais rigorosas que as graduadas.

• Balão volumétrico – É utilizado na preparação de soluções, para medir volumes grandes com elevada precisão.

• Buretas – Permitem medir rigorosamente volumes de líquidos. Normalmente são utilizadas para titulações.

• Provetas – Permitem a medição de líquidos de volumes variáveis até ao valor máximo da sua escala

Graduadas – medir uma ampla gama de volumes

Volumétricas – medir pequenos volumes com precisãoPipetas

• Balança Kern 440-45 (alcance 600g)

• Balança Kern 440-33 (alcance 200g)

• Vidro de relógio

• Moeda de 50 cêntimos

Tarefa B

Material

Procedimento1. Colocar o vidro de relógio no prato da balança B1 e

carregar no botão tara.

2. Colocar a moeda de 50 cêntimos e registar na tabela o valor obtido

3. Reprtir 4 vezes o procedimento indicado no ponto anterior

4. Determinar o valor médio da massa

5. Calcular o desvio de cada medida em relação ao valor médio

6. Registar o resultado experimental da massa da moeda, atendendo a algarismos significativos dados pela precisão do aparelho de medida.

7. Repetir as etapas anteriores para a balança B2

Balança Marca AlcanceMenor divisão

Incerteza

B1 Kern 440-45 600g 0,1g 0,1g

B2 Kern 440-33 200g 0,01g 0,01g

Ensaio Massa (g)Massa mais

provável

Desvio absoluto

Incerteza absoluta

1 7,7g

7,7g

0,0g

0,0g2 7,7g 0,0g

3 7,7g 0,0g

4 7,7g 0,0g

Resultado final: 7,7 ± (0,0) g

Balança 1

Ensaio Massa (g)Massa mais

provável

Desvio absoluto

Incerteza absoluta

1 7,77g

7,77g

0,00g

0,01g2 7,77g 0,00g

3 7,78g 0,01g

4 7,77g 0,00g

Balança 2

Resultado final: 7,77 ± (0,1) g

Questões pós-laboratoriais

• Erros sistemáticos :

• Balança mal calibrada e deficiência de funcionamento.

• Erros acidentais:

• Recipiente molhado.

• O recipiente que se colocou no prato da balança nãodeve estar a uma temperatura diferente datemperatura ambiente.

• Vibrações na mesa ou na bancada onde se encontra abalança.

• Derrame de reagentes sobre o prato da balança.

• A utilização da mesma balança minimizou alguns erros, ossistemáticos pois afetam a medida sempre da mesmaforma, ou por excesso ou por defeito . A balança dois temuma menor repetibilidade entre os resultados . A menorprecisão encontrada entre os vários valores registados nasmedições repetidas foi afetada por erros acidentais.

• Para diminuir o efeito de eventuais erros aleatórios , éusual efetuar-se mais do que uma medição de grandezaque se pretende medir, determinando-se em seguida ovalor médio dos valores mais concordantes.

• Termómetro digital (1350 °C)

• Termómetro graduado (110°C)

• Água

Tarefa C

Material

Procedimento1. Colocar o termómetro digital no gobelé com água e

registar os valores obtidos

2. Repetir o processo com o termómetro graduado e registar os valores obtidos

TermómetroValor

máximo

Menor divisão da

escala

Incerteza absoluta

máxima da leitura

leitura

Digital 1350 °C0,1 °C 0,1 °C 21,3 °C

Graduado110 °C 1 °C 0,5 °C

19,6 °C

• O material volumétrico só pode medir o volumecorrespondente à sua capacidade, enquanto o materialgraduado tem uma escala que permite medir uma amplagama de volumes.

• A precisão e a exatidão são caraterísticas diferentes, énatural que possa haver muita precisão e pouca exatidão,muita exatidão e pouca precisão ou muita precisão eexatidão. Neste caso pode haver uma grande precisãoquando a dispersão dos valores é pequena e a mais precisaé a do desvio menor, ou seja, a que está mais próxima dovalor médio, no entanto nem sempre acontece nasmedições.

• A) Os valores medidos com a pipeta são mais precisos doque os medidos na proveta.

• B) O gobelé não mede valores de volumes com rigor.

• Na balança 1 a precisão foi superior. Os erros acidentaiscometidos nas medições da balança 2 foram maiores,assim a dispersão das medidas foi maior.

• É impossível fazer-se uma medição exata. As medições sãoafetadas por diversos fatores, como o método, oobservador e o instrumento de medida. O instrumentoescolhido para utilizar deve ser apropriado à medição arealizar de acordo com a exatidão e precisão necessária.

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Questões pós-laboratoriais I

• 2.1 X= 5,1020 g/dm3

• 2.2 d1=|5,1019-5,1020|=0,0001 g/dm3

d2=|5,1022-5,1020|=0,0002 g/dm3

d3=|5,1023-5,1020|=0,0003 g/dm3

d4=|5,1020-5,1020|=0,0000 g/dm3

d5=|5,1018-5,1020|=0,0002 g/dm3

dmax=0,0003 g/dm3

2.3 P= ( 5,1020±0,0003) g/dm3

2.4 É o 4 resultado, poque o valor é igual ao valor verdadeiro.

3.1.1 XA= 8,96 d/cm3

XB= 8,86 g/cm3

XC= 8,89 g/dm3

3.1.2 A- dmax =|8,96-8,90|=0,04 g/cm3

B- dmax =|8,86-8,90|=0,09 g/cm3

C. dmax =|8,89-8,90|=0,01 g/cm3

3.2.1 É o aluno C porque, tem menor desvio absolutomáximo.

3.2.2 É o aluno C porque o valor médio aproxima-se do valorverdadeiro.

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Questões pós-laboratoriais II

• 4- Valor mais provável= XA= 20,41 mm

• Desvios

• d1=|20,38-20,41|=0,03 mm

• d1=|20,40-20,41|=0,01 mm

• d1=|20,46-20,41|=0,05 mm

• d1=|20,40-20,41|=0,01 mm

• dmax= 0,05 mm

• Resultado: (20,41±0,05) mm

• Xb=5,84 mm

• Desvios

• d1= 0,05 mm

• d2= 0,04 mm

• d3= 0,04 mm

• d4= 0,04 mm

• dmax=0,05 mm

• Resultado: (5,84±0,05) mm

• 4.2 Ir(A)=0,05/20,41 * 100=0,2 %

Ir (B) = 0,05/5,84*100=0,8%

• O lado A foi medido com maior precisão do que o B ,porque comparando a incerteza relativa observa-se que Aé menor.

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