Podstawy chemii. Natura pomiaru. masa 20 ± 1 g

Transkrypt

1 Podstawy chemii ) Sposoby badań obiektów (6 h) pomiar i jego atura klasycza aaliza jakościowa i ilościowa obliczeia rówowagi i ph metody aalizy promieiowaie elektromagetycze kwatowa atura atomu oddziaływaie promieiowaia z materią Natura pomiaru masa 0 ± g eergia ± J średia błąd jedostka

2 Międzyarodowy system miar (SI) Wł fizycza Masa Długość Czas Temperatura Prąd elektryczy Liczość materii Itesywość światła Physical Quatity Name Abbreviatio Mass kilogram kg Legth meter m Time secod s Temperature Kelvi K Electric Curret Ampere A Amout of Substace mole mol Lumious Itesity cadela cd SI przedrostki Prefix Symbol Multiplier Expoetial otatio exa- E,000,000,000,000,000, peta- P,000,000,000,000,000 0 tera- T,000,000,000,000 0 giga- G,000,000, mega- M,000, kilo- k,000 0 hecto- h 00 0 deca- da 0 0 deci- d ceti- c milli- m micro- µ ao pico- p femto- f atto- a

3 Niepewość pomiaru A digit that must be estimated is called ucertai.. A measuremet always has some degree of ucertaity. Niepewość pomiaru Precyzja i dokładość Dokładość określa zgodość wartości będącej wyikiem pomiaru daej wielkości fizyczej z jej prawdziwą wartością. Precyzja określa stopień spójości pomiędzy różymi wyikami pomiaru tej samej wielkości fizyczej

4 Niepewość pomiaru Precyzja i dokładość Brak precyzji i dokładości Neither precise or accurate Precyzyjy i iedokłady Precise but ot accurate Precyzyjy i dokłady Both precise ad accurate Niepewość pomiaru Rodzaje błędów pomiarowych Przypadkowy (Radom Error, Idetermiate Error) ma jedakowe prawdopodobieństwo bycia dużym lub małym w serii pomiarowej. Systematyczy (Systematic Error, Determiate Error) występuje w każdym pomiarze w serii powtarzaych pomiarów za każdym razem w tym samym kieruku. Często wyika z wady daej techiki pomiarowej.

5 Obliczeia błędów Przykład pomiar ph Nr pomiaru ph phi i ph ph + ph + ph + ph + ph ph średia.0 Obliczeia błędów Przykład pomiar ph Nr pomiaru średia odch. std. pom. ph Odchyleie stadardowe pomiaru ( ph phi ) i (.0.) + (.0.7) + (.0.0) + (.0.0) + (.0.80)

6 Obliczeia błędów Przykład pomiar ph Nr pomiaru średia odch. std. śr. ph Odchyleie stadardowe średiej i ( ph ph ) ( ) i (.0.) + (.0.7) + (.0.0) + (.0.0) + (.0.80) Obliczeia błędów Przykład pomiar ph ph.0 ± 0. ph. ± 0.

7 Obliczeia błędów Rozkład ormaly fukcja rozkładu krzywa Gaussa x liczba realizacji wyik pomiaru f ( x) e π ( x x) Obliczeia błędów Przedział ufości dla średiej t α α m, P{ X t < m < X + t } α α - odchyleie stadardowe z próby -wartość odczytaa z tablic rozkładu Studeta - współczyik ufości, wartość zmierzoa Im wyższa jest wartość współczyika ufości, tym szerszy przedział. α Im węższy przedział (różica między górą i dolą graicą przedziału), tym bardziej precyzyja jest estymacja przedziałowa.

8 Obliczeia błędów Przykład pomiar ph wartość średia i odchyleie std. ph.0 ± 0. przyjmijmy poziom ufości P 9 % wówczas wsp. ufości wyosi P α 0.0 przedział ufości dla wartości średiej (rozkład Studeta) wyosi: ph t α < m < ph + t α ph.7 0. < m < ph ph.0 ± 0.7 (0.9) Prawdopodobieństw o P. % α Liczba pomiarów ###### Współczyiki t α dla rozkladu Studeta

9 0_06 Niepewość pomiaru pomiar objętości ml Calibratio mark idicates -ml volume Valve (stopcock) cotrols the liquid flow ml Calibratio mark idicates 0-mL volume 00-mL graduated cylider -ml pipet 0-mL buret 0-mL volumetric flask Cyfry zaczące Wyraź liczbę w otacji aukowej (potęga dziesięta) Liczba cyfr możoych przez potęgę 0 to liczba cyfr zaczących

10 Cyfry zaczące Przykład cyfry zaczące cyfry zaczące cyfry zaczące cyfry zaczące Cyfry zaczące w operacjach matematyczych Możeie i dzieleie: liczba cyfr zaczących wyiku jest określoa przez ajmiejszą liczbę cyfr zaczących wyików pomiaru poddaych operacji ( cyfry zaczące)

11 Cyfry zaczące w operacjach matematyczych Dodawaie i odejmowaie: liczba cyfr zaczących wyiku jest jest rówa liczbie miejsc dziesiętych w ajmiej dokładym pomiarze ( cyfry zaczące) Niepewość pomiaru Przykład przygotowaie roztworu Ile wody ależy dodać do 0.00 cm 90.0 vol % roztworu alkoholu etylowego aby otrzymać roztwór 70.0 vol %? Czym odmierzyć? C C C P( vol) P P 0.7 V V H O Vet 00% V Vet 90% 00% 0 cm 70% V H O r cm cm H O 9 cm 00% + 0 cm 7 cm.87 cm 90% 0 cm Vet 00% 9 cm ( V + 0 cm ) H O 70% 9 cm 00% V HO.86 cm