PRACTICA DE LABORATORIO 2. MEDIDAS Y ERRORES
La importancia de la medida. Exactitud y precisión. Notación científica. Cifras significativas. Sistema de medidas internacional SI. Unidades de longitud. Unidades de volumen. Unidades de masa. Medidas de densidad. Gravedad específica. Medidas de temperatura. Error de una medida. Calculo del error derivado de medidas.

INTRODUCCIÓN

La medida de un valor es fundamental en toda ciencia experimental. El entendimiento del concepto científico esta siempre basado en una medida. Por esta razón, es importante entender este concepto y cuando la medida realizada es correcta o presenta errores. Por esta razón los objetivos de esta práctica son los siguientes

OBJETIVOS

1. Conocer cuáles son las principales fuentes de error cuando se realiza una medida.
2. Entender los conceptos de precisión y exactitud.
3. Aprender a calcular el error de una medida realizada en el laboratorio.

ERRORES

Los errores que se producen al medir una magnitud determinada pueden provenir de
La magnitud que se mide.
El equipo utilizado.
El operador que realiza la medida.

Los errores inherentes a una medida se pueden clasificar, según su origen como errores
DETERMINADOS E INDETERMINADOS. Un ERROR DETERMINADO es aquel que puede calcularse y el ERROR INDETERMINADO es debido a acciones fortuitas. El efecto de un error indeterminado sobre una serie de valores puede, a menudo, ser reducido a límites aceptables, pero nunca puede ser enteramente evitado.

ERRORDETERMINADO O SISTEMÁTICO: Los errores de observación producidos por imperfecciones en el instrumento de medida o por deficiencias en el método experimental se denominan Errores Determinados o Sistemáticos. Este tipo de error puede ser constante o variar de forma regular. Algunas de las causas que pueden producir errores sistemáticos son las imperfecciones en el equipo de medida, mala operación del equipo con que se mide, la calibración incorrecta de un instrumento, la alteración de la constancia en las condiciones experimentales. Este tipo de error tiende a dar valores reproducibles. Son difíciles de eliminar porque la repetición de la medida no lo revela.

ERROR INDETERMINADO O CASUAL: Los errores de observación producidos por descuidos momentáneos del experimentador o por pequeñas variaciones en las condiciones de experimentación se denominan Errores Casuales o Indeterminados. Este tipo de error puede ser descubierto ya que produce medidas poco reproducibles. Puede ser descubierto por repetición de la medida.

PRECISIÓN Y EXACTITUD
La medida de una propiedad determinada está dada por dos características principales: El valor verdadero o aceptado y lo reproducible del valor medido, denominándose estas dos características exactitud y precisión respectivamente.
EXACTITUD: El termino exactitud denota la proximidad de una medida al valor verdadero o aceptado. Se refiere a la cercanía de una magnitud al valor verdadero o aceptado, está relacionado con la apreciación del instrumento de medida y loserrores sistemáticos.

PRECISIÓN: Se utiliza para describir lo reproducible de un resultado. Se refiere a la similitud entre los valores medidos entre sí, está relacionada con los errores indeterminados o casuales.
La exactitud implica la comparación con relación a un valor verdadero o aceptado, en contraste con la precisión que compara un resultado con el mejor valor de varias medidas hechas de la misma manera.

TRATAMIENTO ESTADISTICO DE DATOS

Media: La media, media aritmética y el promedio son términos sinónimos que se refieren al valor numérico obtenido dividiendo la suma de una serie de medidas dividida entre el número de medidas
X=ΣXi
Donde n
X = media
Xi = valores medidos
n = número de medidas

Desviación Absoluta: Corresponde a la diferencia (valor absoluto) entre un valor medido y el que se toma como mejor valor de la serie. Generalmente la media se utiliza como el valor denominado mejor de la serie. Corresponde a una manera de expresar la precisión de un resultado.

di = ǀ Xi - X ǀ

Donde
Xi = valor medido
X = media

Desviación Relativa: Corresponde a otra manera de expresar la precisión. Representa el porcentaje de error en una medida determinada y viene dada por la expresión:

%di = di
X
Donde
di = ǀ Xi - X ǀ
X = media
Xi = valor medido


Error Absoluto: Se define como la diferencia entre el valor medido y el valor aceptado o verdadero.
E = Xi - Xv
Donde
Xi = valor medido y/o media
Xv = valor verdadero o aceptado

Error Relativo:Representa el porcentaje de error de una medida determinada y viene dada por la expresión:
%E = _E_
Xv

Donde
E = Xi –Xv
Xi = valor medido y/o media
Xv = valor verdadero o aceptado


Cifras Significativas: Las cifras significativas de una medida corresponden a todos los dígitos que son conocidos con precisión más un último dígito que es estimado. Corresponde a la cantidad medida o diferente de cero contada de izquierda a derecha.

Notación Científica: La notación científica es la manera de expresar una cantidad medida o calculada en base a potencias de diez. Cuando se escribe una cantidad en notación científica se puede resumir como el producto de dos números, un coeficiente y un exponente de base 10.
Por ejemplo
36.000; correspondería en notación científica a: 3,6x104
0,0081; correspondería en notación científica a: 8,1x10-3o 81x10-4

Unidades de medida S.I. (Sistema Internacional de medidas)
UNIDADES SI
MEDIDA
UNIDAD
SIMBOLO
Longitud
Metro
m
Masa
Kilogramo
Kg
Tiempo
Segundo
S
Corriente Eléctrica
Amper
A
Temperatura
Kelvin
K
Cantidad de Sustancia
Moles
mol

UNIDADES DE MEDIDA
UNIDADES S.I.
NO CORRESPONDEN AL SISTEMA S.I.
Longitud
metro (m)

Volumen
centímetro cúbico (cc, cm3)
litro (L)
Masa
kilogramo (kg)

Densidad
gramos/mililitro (g/mL)

Temperatura
kelvin (K)
celsius (C)
Presión
pascal (Pa)
atmósfera (atm)
Energía
joule (J)
caloría (cal)


CONOCIMIENTOS TEORICOS NECESARIOS PARA LA REALIZACION DE ESTA PRÁCTICA:
•Errores determinados e indeterminados
• Precisión y exactitud
• Tratamiento estadístico de datos analíticos


L. López, P. Lugo y K. Reátegui. Marzo de 2007

5
• Cifras significativas
• Densidad
• Calibración de material volumétrico (pipeta volumétrica y cilindro graduado
• sPor qué se debe calibrar el material volumétrico a ser utilizado en el laboratorio?

NOTA: Para el día de la práctica traer pera de succión.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

Calibración del material volumétrico.

Cada estudiante debe tener preparado en el cuaderno de laboratorio el procedimiento experimental a seguir para la calibración de un cilindro graduado y de una pipeta volumétrica.

Los datos, cálculos, tratamiento estadístico, factor de corrección y reporte de resultados, deben ser presentados con el con el número de cifras significativas correcto.

Presentación adecuada de los resultados obtenidos.

Discusión de los resultados. Además, debe discutir acerca de la precisión y exactitud obtenidas tanto con el cilindro graduado como con la pipeta volumétrica.



Bibliografía

Chocrón, P. y Escalona, I. 1976. Laboratorio de Física I. Facultad de Ciencias. Escuela de Física. 291 p.

Douglas, A.S. y Skoog, D.N. 1970. Fundamentos de Química Analítica. Tomo I. Editorial Reverte, España, 501 p.

Goncalves, J., Machado, F., De Sola V. y Pardey, A. 2000 Laboratorio de Principios de Química. Universidad Central de Venezuela. Facultad de Ciencias. Escuela de Química. 54 p.