UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE TECNOLOGIA
USO DE INSTRUMENTOS DE MEDIDA: BALANÇA E
TERMÔMETRO
DISCIPLINA: Laboratório de Química Geral e Inorgânica
CURSO: Engenharia de Alimentos Turma: 52
ACADÊMICOS: Ana Beatriz Costa Fernandes R.A.: 91018
Maria Izabela de Almeida Silva R.A.: 90006
Renan Rodrigues Borges de Moraes R.A.: 91022
Thainara Bovo Massa R.A.: 89625
PROF. Msc. Douglas Vanzin
UMUARAMA-PR, 30 de julho de 2014
I- INTRODUÇÃO
Na realização de experiências ocorrem análises de resultados de medições, que
na maioria das vezes são expressas por números que devem ser claramente definidos.
Quando realiza uma mensuração usando um instrumento, leva-se em conta o
erro do aparelho. Uma vez que se encontram valores que variam a cada medida que se
realiza. Na leitura de um valor mensurável consideram-se os algarismos significativos
(que são os números mínimos de caracteres utilizados para expressar uma medida) e os
algarismos duvidosos que geralmente são representados após a vírgula dos números
significativos.
Além desses algarismos representados, uma medida vem acompanhada com
certa margem de incerteza que deverá ser de ±1. Em geral nos instrumentos eletrônicos
essa incerteza é expressa no instrumento de medida. Como por exemplo, em uma
balança semi-analítica que têm uma incerteza de ± 0,01 g ou ± 0,001 g (contém
respectivamente, 2 ou 3 algarismos significativos após a virgula. Em uma balança
analítica geralmente contém uma incerteza de ±0,0001 g (apresenta 4 algarismos
significativos depois da vírgula), como a segunda balança alega uma quantidade de
algarismos significativos maior do que a primeira, ela é considerada mais eficaz em sua
medida do que a semi-analítica. Portanto, uma medida deve ser expressada da seguinte
maneira: (55,80 ± 0,01) g.
O valor ideal que se espera alcançar pode ser avaliado por meio de dois
conceitos, a exatidão e a imprecisão. Uma medida exata os valores encontrados estão
muito próximos do valor verdadeiro. E em uma medida precisa os valores que são
obtidos por meio de várias medições são muito próximos entre si. O ideal é que uma
medida seja exata e precisa, para assim ter um valor considerado correto em relação ao
valor real. Além dessa classificação, os valores de uma medida podem também serem
avaliados através dos cálculos do erro absoluto (equação 1) e o erro percentual (equação
2)
𝐸 = 𝑋𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝑋𝑟𝑒𝑎𝑙 (equação 1)
E = |𝑋𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙−𝑋 𝑟𝑒𝑎𝑙|
𝑋𝑟𝑒𝑎𝑙. 100 (equação 2)
Em uma experiência ao relatar seus valores encontrados pode-se ocorrer erros,
que são chamados de “erros experimentais”, que são classificados em: erros grosseiros
(ocorrem devido à falta de prática ou distração do observador), erros sistemáticos (são
erros que se caracterizam por ocorrerem e permanecerem, e acontecem principalmente
por algum defeito do instrumento), erros aleatórios ou acidentais (surgem por meio de
causas diversas e incoerentes, que não se conseguem prevê-los e nem eliminá-los).
No experimento realizado utilizaram-se dois instrumentos de medidas,
balança e termômetro. Determinando a medida de massa dos objetos e da temperatura.
A massa é o que mede a quantidade de matéria que está presente em um
corpo. A unidade de massa no Sistema Internacional de Medidas é apresentada em
gramas (g). Para determinar a massa de um objeto em geral utiliza-se uma balança. Que
deve ser manuseada com cuidado, pois qualquer impureza que contenha no prato da
balança pode ocorrer variações nos resultados. Na utilização da balança analítica deve-
se apresentar um cuidado maior ao colocar o corpo em seu prato, uma vez que ela é
mais sensível e mais precisa, portanto qualquer influência do meio externo altera seu
resultado.
A temperatura é a grandeza física que caracteriza o estado térmico de um
objeto. Sendo classificado como quente (alta agitação em suas moléculas) ou frio (baixa
agitação em suas moléculas). Para medir a temperatura de um corpo utiliza-se o
termômetro, que é constituído por um vidro com um bulbo que é ligado ao tubo capilar
e que contém uma substância termométrica, que geralmente é o mercúrio, pois têm uma
dilatação regular conforme a variação de temperatura. Quando o mercúrio se dilata e
preenche o tubo capilar significa que a temperatura aumentou. E o processo inverso
acontece quando a temperatura diminui. Para cada altura determinada pelo termômetro
está associada a uma temperatura. As escalas de temperaturas mais utilizadas em
laboratórios são Celsius (ponto de congelamento da água (0ºC) e o ponto de ebulição
(100ºC) e a escala Kelvin (-273,15ºC) sendo a temperatura mais baixa e (373 K)
sendo(100ºC).
Por conseguinte, realizando-se todas as medidas de maneira correta,
consegue-se obter valores precisos e exatos. Levando-se em conta a incerteza dos
objetos de medidas, como a balança e o termômetro que foram utilizados nesse
experimento.
II- OBJETIVO
Determinar a incerteza de instrumentos de medida de massa (balança
analítica e semi-analítica) e de temperatura(termômetro);
Aprender a usar a balança analítica e semi-analítica e o termômetro;
Através da teoria de erros identificar as fontes de erros experimentais;
Aprender a importância da precisão e da exatidão para interpretar as
medidas experimentais;
Aplicar a teoria de erros para interpretação de resultados quantitativos.
III- MATERIAIS E MÉTODOS
MATERIAIS
Vidrarias
Cápsula de porcelana;
Vidro de relógio;
Béquer 50mL;
Béquer 250mL;
Termômetro.
Figura 1. Cápsula de porcelana Figura 2. Vidro de relógio
Figura 3. Béquer 50mL Figura 4. Béquer 250mL
Figura 5. Termômetro
Equipamentos
Balança analítica;
Balança semi-analíticia;
Papel alumínio;
Rolha de borracha.
Figura 6. Balança analítica Figura 7. Balança semi-analítica
Figura 8. Papel alumínio Figura 9. Rolha de borracha
Reagentes
Cloreto de sódio;
Gelo;
Água destilada.
Figura 10. Cloreto de sódio Figura 11. Gelo
Figura 12. Água destilada
MÉTODOS
1) Determinação de massa
1.1. Determinar na balança semi-analítica a massa de uma cápsula de porcelana,
uma rolha de borracha, um vidro de relógio e um béquer de 50mL. Registrar os
valores na Tabela 1.
2) Uso de balanças semi-analíticas e analíticas
2.1. Pesar três pedaços de papel alumínio em uma balança semi-analítica. Tarar a
balança. Pesar as mesmas amostras em uma balança analítica. Tarar a balança;
2.2. Adicionar 0,5 g de cloreto de sódio (NaCl) sobre o papel alumínio. Pesar
usando a balança semi-analítica. Registrar os valores na Tabela 2;
2.3. Posteriormente, pesar casa amostra de sal usando a balança analítica. Registrar
os valores na Tabela 2;
2.4. Calcular a média das massas, o desvio padrão e o padrão da média.
3) Medida de temperatura
3.1. Colocar 50mL de água destilada em um béquer de 250mL. Medir a temperatura
utilizando o termômetro. Anotar o resultado na Tabela 3;
3.2. A seguir, colocar 5 cubos de gelo no mesmo béquer. Agitar devagar com um
bastão de vidro, medir a temperatura do sistema e anotar o resultado na
Tabela3;
3.3. Antes dos cubos de gelo, adicionado na etapa 3.2, derreterem por completo,
adicionar 5,0 g de cloreto de sódio previamente pesados ao sistema e agitar
com o bastão de vidro. Aguardar 2 minutos até a estabilização. Medir a
temperatura e anotar o resultado na Tabela 3.
Obs: A medida de temperatura deve ser realizada após a estabilização.
IV- RESULTADOS E DISCUSÕES
Tabela 1. Valores de massa de objetos comuns em laboratórios.
Objeto Massa (g) Incerteza
Cápsula de porcelana 55,81 ± 0,01
Rolha de borracha 5,27 ± 0,01
Vidro de relógio 29,31 ± 0,01
Béquer de 50mL 22,38 ± 0,01
Conclui-se que o objeto de maior massa foi a cápsula de porcelana [(55,81 ±
0,01) g], que coincidentemente é o objeto de maior porte físico; o inverso aconteceu
com a rolha de borracha, que por sua vez possui massa inferior [(5,27 ± 0,01) g] em
relação aos outros objetos e também coincidentemente o menor porte físico.
Tabela 2. Valores de massa de amostras de NaCl usando balanças semi-
analíticas e analíticas.
Amostra de NaCl Massa (g) (semi-analítica) Massa (g) (analítica)
1 0,510 0,5099
2 0,501 0,5011
3 0,561 0,5549
Média (g) 0,524 0,5220
S (g) 0,02 0,02
�� (g) 0,01 0,01
CV (%) 3,81 3,83
Fórmulas utilizadas para o cálculo de média, desvio padrão do valor médio e coeficiente
de variação:
�� = ∑ 𝑋𝑖
𝑛𝑖=1
𝑛 𝛿 = 𝑋𝑛 − ��
𝜎 = ± √∑ (𝛿𝑖)²𝑛
𝑖=1
𝑛−1 �� = ±
𝜎
√𝑛
𝐶. 𝑉 = 𝑆
�� × 100
Como foram feitas duas medições, em dois equipamentos de medida diferentes –
balança semi-analítica e analítica, consequentemente os resultados obtidos destas
foram díspares, pois a precisão destas são distintas. Levando em consideração a média,
o desvio padrão do valor médio e o coeficiente de variação para a conclusão da
comparação dos experimentos, observou-se que:
𝑋𝑆𝐴 > 𝑋𝐴
𝜎𝑆𝐴 < 𝜎𝐴
𝐶. 𝑉𝑆𝐴 < 𝐶. 𝑉𝐴
Onde, ��- média da massa, 𝜎- desvio padrão do valor médio e C.V – coeficiente
de variação.
Ao analisar estes resultados conclui-se que a precisão maior da balança analítica
obteve mais êxito durante o experiemento.
Tabela 3. Medidas da temperatura.
Amostra Temperatura (⁰C)
Água (23,0 ± 0,5)
Água + gelo (1,0 ± 0,5)
Água + gelo + NaCl (-3,0 ± 0,5)
Ao medir a temperatura da água [(23 ± 0,5) ⁰C], conclui-se que esta estava em
temperatura ambiente, já que em teoria este valor de aproxima de 25⁰C. Ao acrescentar
gelo no solvente universal em estado líquido, obteve-se uma queda significativa de
temperatura [(1,0 ± 0,5) ⁰C], isso ocorreu já que este por sua vez possui temperatura
acerca do 0⁰C; quando se acrescenta gelo na água, a temperatura tende a permanecer a
0⁰C e o gelo derreter, mostrando assim a eficiência do experimento realizado.
Agregando cloreto de sódio (NaCl) na solução heterogênea, observou-se que o gelo se
fundiu já que seu ponto foi diminuído pela adição do sal, que consequente fez com a
temperatura da mistura tivesse uma queda [(-3,0 ± 0,5) ⁰C].
IV. CONCLUSÃO
Ao determinar a incerteza dos instrumentos de medida, a massas e as
temperaturas das substâncias, pode-se analisar que apesar do uso quase preciso dos
instrumentos para que esses objetivos fossem alcançados, houve certa variação dos
resultados. Tendo em vista isso, pode-se adicionar ao raciocínio a ideia da teoria de
erros, que essa por sua vez marca as fontes desses tais erros, que podem ser
classificados com erros grosseiros - ocorrem devido à falta de prática ou distração do
observador, ou até mesmo erros sistemáticos – subdividido em: instrumentais, teóricos,
ambientais e falha do observador.
O experimento foi realizado é distribuído como exato e preciso já que seus erros
sistemáticos e acidentais não interferem ou não foram levados em consideração,
concluindo assim a eficiência do experimento.
V. REFERÊNCIAS
1. BARROS, Haroldo Lúcio de Castro. Mistura Gelo/NaCl: um
Experimento Simples sobre o Efeito Crioscópico. Disponível em:
<http://sec.sbq.org.br/cdrom/33ra/resumos/T1835-1.pdf>. Acesso em: 09 ago. 2014.
2. NAGASHIMA, Haroldo Naoyuki. INSTRUÇÕES PARA A
APRESENTAÇÃO DE RELATÓRIOS. 2013. Disponível em:
<https://www.dropbox.com/sh/3q5bptyll20hm3f/AAA2V6024lzaLqnHJ1begIe3a/Arqui
vos GERAIS/UNESP - Haroldo Naoyuki Nagashima.pdf>. Acesso em: 09 ago. 2014.
3. FREITAS, Gláucio da Silva. Unidades de Massa. Disponível em:
<http://www.infoescola.com/fisica/unidades-de-massa/>. Acesso em: 09 ago. 2014.
4. Lima Junior, P. . Fundamentos de Metrologia: Valor verdadeiro,
precisão e exatidão. 2012. Disponível em:
<http://www.if.ufrgs.br/fis1258/index_arquivos/TXT_01.pdf>. Acesso em: 09 ago.
2014.
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