MEDIÇÃO EM QUÍMICA. Escola Secundária José Saramago FQA nível /2008. Adaptado por Marília Peres Fonte: Corrêa, C., Química, 2007, Porto Editora

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1 MEDIÇÃO EM QUÍMICA Escola Secundária José Saramago FQA nível /2008 Adaptado por Marília Peres Fonte: Corrêa, C., Química, 2007, Porto Editora

2 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

3 Obtenção e tratamento de medições experimentais Medir uma grandeza compará-la com outra da mesma espécie, que se toma para unidade. Medição de uma grandeza operação de medir. Medida resultado da medição. Uma medição pode ser directa ou indirecta. Medição directa massa volume Med. indirecta Química A - Ano 1 3

4 Equipamento de medição (directa) seleccionado de acordo com o que se pretende medir. Valores obtidos na medição lidos e registados de acordo com o que o equipamento permitir: número de algarismos, unidades e incerteza. 0,85 ± 0,02 kg 37,0 ± 0,2 kg 65,8 ± 0,1 mg Química A - Ano 1 4

5 Algarismos significativos, unidades e notação científica 0,85 ± 0,02 kg 370 ± 2 kg 60,8 ± 0,1 mg 2 algarismos significativos 3 algarismos significativos 3 algarismos significativos notação científica: notação científica: notação científica: 8,5 x 10-1 kg 3,70 x 10 2 kg 6,08 x 10-2 g 8,5 x 10 2 g 3,70 x 10 5 g 6,08 x 10-5 kg 850 g 0,37 Mg 6,08 cg ordem de grandeza ordem de grandeza ordem de grandeza 10 0 kg ou 10 3 g 10 2 kg ou 10 5 g 10-4 kg ou 10-1 g Química A - Ano 1 5

6 Operações com algarismos significativos 0,85 kg 47,0 kg Σ 60,8 g 0,85 kg 47,0 kg 0,0608 kg 47,9108 kg 47,9 kg 8,5 hg 470 hg 0,608 hg 479,108 hg 479 hg 47,35 m 47,35 m x 0,608 m = 28,8 m 2 Π 608 mm 28,7888? alg. sign.? unidades? Química A - Ano 1 6

7 Precisão Erros, precisão e exactidão Exactidão proximidade entre os vários valores de um conjunto de medições da mesma grandeza maior ou menor dispersão dos resultados obtidos na medição erros acidentais ou fortuitos (causas naturais, aleatórios) proximidade entre o resultado da medição e o valor real ou exacto (ou mais provável) de uma grandeza maior ou menor afastamento das medições ao valor verdadeiro erros sistemáticos (do instrumento, do observador ou do método) Maior precisão Menor precisão Maior exactidão Menor exactidão Química A - Ano 1 7

8 Erros, média, desvios e incertezas Erro absoluto módulo da diferença entre o valor da medição e o valor exacto da grandeza: e a(i) = v i v exacto. Erro relativo razão (ou quociente) entre o erro absoluto e o valor exacto da grandeza: e i = e a(i) / v exacto. Valor mais provável média aritmética de uma série de medições directas efectuadas: (x 1 + x 2 + x x n ) / n Desvio absoluto módulo da diferença entre o valor da medição e o valor médio das medições: d a(i) = v i. v Desvio relativo médio média dos desvios relativos (razões ou quocientes entre os desvios absolutos e o valor médio) Química A - Ano 1 8

9 Incerteza absoluta de uma leitura 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

10 Incerteza indicada no aparelho ou em tabelas? não sim 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

11 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 11

12 Incerteza absoluta de uma leitura Erro máximo que se pode cometer ao efectuar uma leitura. Incerteza indicada no aparelho ou em tabelas? não sim aparelho analógico aparelho digital Precisão, tolerância, erro,... indicada pelo fabricante metade da natureza Metade da menor divisão da escala do aparelho menor valor lido Salto entre 2 valores digitais sequenciais Incerteza absoluta de uma medição Maior valor entre d máximo e Δ escala (d máximo = desvio absoluto máximo; Δ escala = incerteza associada à escala) Química A - Ano 1 12

13 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 observar medir registar calcular (média, desvio, erro) exprimir o resultado interpretar e concluir Química A - Ano 1 13

14 I - Medição de volumes de líquidos Ler níveis de líquidos com os olhos no mesmo plano horizontal do menisco Estudo de: uma proveta graduada de 10 ml uma pipeta graduada de 10 ml uma pipeta volumétrica de 10 ml uma bureta de 25 ml Nunca pipete com a boca! ERRADO 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? Química A - Ano 1 14

15 II Outras medições Estudo de: uma régua graduada de 30 cm uma balança sensível ao cg um termómetro graduado Relatório: 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? Registo de resultados: Registe os valores obtidos nas várias leituras em quadros apropriados. Análise de resultados: Calcule a média e os desvios para exprimir convenientemente o resultado final de cada medição. Interprete e critique cada resultado obtido em função do(s) instrumento(s) utilizado/s) e das finalidades pretendidas. Química A - Ano 1 15

16 Prefixos apropriados para múltiplos e submúltiplos das unidades SI yotta Y deci d 10-1 zetta Z centi c 10-2 exa E mili m 10-3 peta P micro μ 10-6 tera T nano n 10-9 giga G 10 9 pico p mega M 10 6 fento f quilo k 10 3 atto a hecto h 10 2 zepto z deca da 10 1 yocto y Química A - Ano 1 16