Erro sistemático: como calculá-lo, em química, em física, exemplos

Erro sistemático: como calculá-lo, em química, em física, exemplos

O erro sistemático é aquele que faz parte dos erros experimentais ou observacionais (erros de medição) e afeta a precisão dos resultados. É também conhecido como erro determinado, pois na maioria das vezes pode ser detectado e eliminado sem a necessidade de repetidas experiências.

Uma característica importante do erro sistemático é que seu valor relativo é constante; isto é, não varia com o tamanho da amostra ou a espessura dos dados. Por exemplo, supondo que seu valor relativo seja 0,2%, se as medições forem repetidas nas mesmas condições, o erro sempre permanecerá 0,2% até que seja corrigido.

Geralmente, o erro sistemático está sujeito ao manuseio inadequado dos instrumentos ou a uma falha da técnica pelo analista ou cientista. É facilmente detectado ao comparar valores experimentais com um valor padrão ou certificado.

Exemplos deste tipo de erro experimental são apresentados quando balanças analíticas, termômetros, espectrofotômetros não são calibrados; ou nos casos em que não seja feita uma boa leitura das regras, dos vernieres, dos cilindros ou buretas graduados.

Como calcular o erro sistemático?

O erro sistemático afeta a precisão, fazendo com que os valores experimentais sejam maiores ou menores que os resultados reais. Um resultado ou valor real é entendido como aquele que foi exaustivamente verificado por muitos analistas e laboratórios, estabelecendo-se como um padrão de comparação.

Assim, comparando o valor experimental com o real, obtém-se uma diferença. Quanto maior essa diferença, maior o valor absoluto do erro sistemático.

Por exemplo, suponha que 105 peixes sejam contados em um tanque de peixes, mas é sabido antecipadamente ou de outras fontes que o número verdadeiro é 108. O erro sistemático é, portanto, 3 (108-105). Somos confrontados com um erro sistemático se, repetindo a contagem de peixes, obtemos 105 peixes repetidas vezes.

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No entanto, mais importante do que calcular o valor absoluto desse erro, é determinar seu valor relativo:

Erro relativo = (108-105) ÷ 108

= 0,0277

Que, quando expresso em porcentagem, temos 2,77%. Ou seja, o erro das contagens pesa 2,77% sobre o número real de peixes. Se o tanque de peixes tiver agora 1.000 peixes e você os contar arrastando o mesmo erro sistemático, você terá 28 peixes a menos do que o esperado, e não 3 como no tanque de peixes menor.

Constância e proporcionalidade

O erro sistemático é geralmente constante, aditivo e proporcional. No exemplo acima, o erro de 2,77% permanecerá constante desde que as medições sejam repetidas nas mesmas condições, independentemente do tamanho do tanque (já tocando em um aquário).

Observe também a proporcionalidade do erro sistemático: quanto maior o tamanho da amostra ou a espessura dos dados (ou o volume do tanque e o número de peixes), maior o erro sistemático. Se o tanque tiver agora 3.500 peixes, o erro será 97 peixes (3.500 x 0,0277); o erro absoluto aumenta, mas seu valor relativo é invariável, constante.

Se o número dobrar, desta vez com um tanque de 7.000 peixes, o erro será 194 peixes. O erro sistemático é, portanto, constante e também proporcional.

Isso não significa que seja necessário repetir a contagem de peixes: basta saber que o número determinado corresponde a 97,23% do total de peixes (100-2,77%). A partir daí, o número real de peixes pode ser calculado multiplicando pelo fator 100 / 97,23

Por exemplo, se fossem contados 5.200 peixes, o número real seria 5.348 peixes (5.200 x 100 / 97,23).

Erro sistemático em química

Na química, os erros sistemáticos são geralmente causados ​​por pesos baixos devido a uma balança desequilibrada ou pela leitura incorreta dos volumes nos materiais de vidro. Embora possam não parecer, eles prejudicam a precisão dos resultados, porque quanto mais existem, mais seus efeitos negativos se somam.

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Por exemplo, se a balança não estiver bem calibrada e, em uma determinada análise, for necessário realizar várias pesagens, o resultado final se afastará cada vez mais do esperado; será mais impreciso. O mesmo acontece se a análise medir constantemente volumes com uma bureta cuja leitura está incorreta.

Além da balança e dos materiais de vidro, os químicos também podem cometer erros no uso de termômetros e medidores de pH, na velocidade de agitação, no tempo necessário para que uma reação ocorra, na calibração do espectrofotômetros, ao assumir alta pureza em uma amostra ou reagente, etc.

Outros erros sistemáticos na química podem ocorrer quando a ordem na qual os reagentes são adicionados é alterada, a mistura de reação é aquecida a uma temperatura mais alta que a recomendada pelo método ou o produto de uma síntese não é recristalizado corretamente.

Erro sistemático em  física

Nos laboratórios de física, os erros sistemáticos são ainda mais técnicos: qualquer equipamento ou ferramenta sem calibração adequada, tensão aplicada incorretamente, arranjo incorreto de espelhos ou peças em um experimento, adicionando muito tempo a um objeto que deve cair devido ao efeito da gravidade, entre outros experimentos.

Observe que existem erros sistemáticos que se originam de uma imperfeição instrumental e outros que são mais do tipo operacional, produto de um erro por parte do analista, cientista ou indivíduo em questão que executa uma ação.

Exemplos de erro sistemático

Outros exemplos de erros sistemáticos, que não necessariamente precisam ocorrer dentro de um laboratório ou no campo científico, serão mencionados abaixo:

-Coloque os pãezinhos na parte inferior do forno, brindando mais do que o desejável

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– Má postura ao sentar

– Sele a cafeteira moka apenas por falta de força

-Não limpe os vapores das máquinas de café logo após texturizar ou aquecer o leite

-Use copos de tamanhos diferentes quando você seguir ou quiser repetir uma determinada receita

-Quer dosar radiação solar em dias de sombra

-Executar flexões nas barras com os ombros levantados em direção às orelhas

-Toque várias músicas em um violão sem primeiro afinar suas cordas

-Fry fritos com volume de óleo insuficiente em um caldeirão

-Executar titulações volumétricas subsequentes sem padronizar a solução titulante novamente

Referências

  1. Day, R. & Underwood, A. (1986). Química Analítica Quantitativa . (Quinta ed.). PEARSON Prentice Hall.
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  5. Sepúlveda, E. (2016). Erros sistemáticos. Recuperado da Física Online: fisicaenlinea.com
  6. Maria Irma García Ordaz. (sf). Problemas de erro de medição. Universidade Autônoma do Estado de Hidalgo. Recuperado de: uaeh.edu.mx
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  8. John Spacey. (18 de julho de 2018). 7 Tipos de erro sistemático. Recuperado de: simplicable.com

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