• Author / Uploaded
• JUAN MIGUEL VELEZ GARCIA

Citation preview

UNIVERSIDAD DEL QUINDIO-PROGRAMA DE QUIMICA QUIMICA ANALITICA 2 ERRORES Y TRATAMIENTO DE DATOS ANALITICOS PREGUNTAS Y PROBLEMAS PROPUESTOS PROFESOR: GUSTAVO ADOLOFO OSPINA GOMEZ TALLER N° 1 1. Errores. Explique si los siguientes errores son determinados o indeterminados. Si el error es determinado, diga si es metódico, operativo o instrumental y cómo podría ser eliminado. a) Las pesas analíticas están corroídas. b) El analista esparce sin darse cuenta un poco de solución del matraz durante una titulación. c) Una muestra recoge humedad durante una pesada. d) Se utiliza un reactivo que contiene un poco de la sustancia que se va a determinar. e) Se lee mal la bureta una vez. f) Un estudiante utiliza un peso equivalente equivocado en sus cálculos. 2. La inexactitud en cada lectura de una balanza semimicro es de ± 0,01 mg. Al utilizar esta balanza, ¿qué tan grande debe tomarse la muestra para que la máxima inexactitud relativa en el peso de ésta sea de 2,0 ppmil? R/ 10 mg 3. Cuál es la máxima inexactitud relativa al leer un volumen de 10 mL en una bureta, si la inexactitud en cada lectura es de ± 0,02mL? R/ 0,002 4. En un cierto método para determinar Sílice, SiO2, éste se precipita y se pesa. Se encontró que la cantidad obtenida de SiO 2 siempre es de 0,4 mg en exceso, sin importar el peso de la muestra tomada para el análisis. Calcule el error relativo en partes por mil de una muestra que contiene 10% de SiO 2 si el tamaño de la muestra analizada es de 0,5 gramos. R/ 8 ppmil 5. a) ¿Qué porcentaje de error representa un error relativo de 5 ppmil? b) ¿Cuántas partes por 2000 representa un error relativo de 0,4%? c) ¿Cuántas partes por mil representa un error relativo de 10 ppm (ppm)? d) ¿Cuántas partes por mil representa un error relativo de 2%? R/ a) 0,5 %; b) 8 ; c) 0,010 ppmil ; d) 20 ppmil 6. Un estudiante analiza el cloruro de una muestra precipitándolo y pesándolo en forma de AgCl. Una muestra de 0,8625 g le da 0,7864 g de AgCl . a) Calcule el porcentaje de cloro en la muestra. b) Si por un error el estudiante utiliza un peso atómico del Cl de 35,345 g en vez de 35,453 g (al calcular el peso molecular del AgCl y el factor gravimétrico), ¿qué

porcentaje de cloro encontraría? Calcule el error absoluto en el porcentaje de cloro así como el error relativo expresado en partes por mil. R/ a) 22,53% de Cl ; b) 22,49 de Cl ; Er = - 1,7754 ppmil 7. Un analista A reportó los siguientes porcentajes de hierro en una muestra: 20,18; 20,25; 20,28; 20,30; 20,23 y 20,20. Para esta serie de resultados calcule a) la media, la mediana, el rango, la desviación promedio, la desviación promedio relativa (en partes por mil), la desviación estándar y la desviación estándar relativa en porcentaje; b) el intervalo de confianza del 95% de la media, primero a partir de la desviación estándar y después a partir del rango. R/ a) media = 20,24; mediana = 20,24; rango = 0,12; desvió medio = 0,036 desvío medio relativo = 1,77 ppmil ; desviación estándar = 0,046 ; desviación estándar relativa = 0,22 ; b) intervalo de confianza de la media(a partir de s) = 20,24 ± 0,048 ; intervalo de confianza de la media(a partir de w) = 20,24 ± 0,127 8. Un analista B reportó los siguientes porcentajes de hierro en la misma muestra del problema No.8: 20,16; 20,38; 20,30; 20,42; 20,12 y 20,26. Para esta serie de resultados calcule a) la media, la mediana, el rango, la desviación promedio, la desviación promedio relativa (en partes por mil), la desviación estándar y la desviación estándar relativa en porcentaje; b) el intervalo de confianza del 95% de la media, primero a partir de la desviación estándar y después a partir del rango. 9. El valor de la National Bureau of Estándar para el porcentaje de hierro en la misma muestra de los problemas No.8 y No.9 es de 20,18 %. a) Calcule los errores absolutos y relativos de los analistas A y B. b) ¿Qué puede decir el lector sobre el trabajo de los dos analistas? 10. En el curso de un análisis para el Zn hay una pérdida de 0,4 mg del elemento. Calcúlese el porcentaje de error relativo debido a esta pérdida si el peso del Zn en la muestra es 40,0 mg. R/ 1,0% 11. El análisis para el ion potasio de varias preparaciones para alimentos vegetales dio los siguientes datos: Muestr a 1 2 3 4 5

Porcentaje Medio de K+ 4,80 8,04 3,77 4,07 6,84

Número de Desviación de los resultados individuales observaciones Respecto de la media 5 0.13, 0.09, 0.07, 0.05, 0.06 3 0.09, 0.08, 0.12 4 0.02, 0.15, 0.07, 0.10 4 0.12, 0.06, 0.05, 0.11 5 0.06, 0.07, 0.13,0.10, 0.09

a) Evalúese la desviación estándar s para cada muestra b) Obtenga un estimado ponderado para s

R/ a) Muestr a 1 2 3 4 5

S, % K 0,095 0,12 0,11 0,10 0,10

b) Sponderada = 0,11% K 12. Un método de absorción atómica para determinar la cantidad de hierro presente en el aceite que se usa en motores de avión a reacción se encontró que al agrupar 30 análisis por triplicado se obtuvo una desviación estándar s → σ = 2,4 µg/mL. a) Calcúlese el límite de confianza al 95% para el resultado de 18,5 µg de Fe/mL, si está basado en la media de cuatro análisis. b) Cuantas mediciones repetidas son necesarias para reducir el resultado a ±1,5 µg de Fe/mL con un intervalo de confianza del 99%? R/ a) 18 ± 2; b) N = 17 “Problema 13” 49 13. A partir de un gran número de determinaciones, se sabe que la desviación estándar de un método para determinar la cantidad de hierro en el acero es de 0,10. ¿Cuántas determinaciones deben realizarse con este método si a) el 99% del intervalo de confianza de la media es de ± 0,08 ; b) el 95% del intervalo de confianza de la media es de ± 0,08? R/ a) 11; b) 6 14. Un químico analiza el manganeso de un mineral y obtiene un valor de 7,54% con una desviación estándar de 0,09. Calcule el 95% de intervalo de confianza de la media del análisis en base a a) cinco determinaciones; b) diez determinaciones. R/ a) 7,54 ± 0,11; b) 7,54 ± 0,06 “Problema 15” 51 15. En un análisis volumétrico para calcio en muestras por triplicado del suero sanguíneo de un paciente que se sospecha padece de hiperparatiroidismo, se obtuvieron los siguientes datos: meq de Ca/L = 3,15 ; 3,25 y 3,26 ¿Cuál es el límite de confianza al 95% para la media de los datos suponiendo que: a) No se dispone de información acerca de la precisión del análisis? b) s → σ = 0,056 meq de Ca/L? R/ a) 3,22 ± 0,15mmol/L ; b) 3,22 ± 0,06 mmol/l 16. Un estudiante obtuvo los siguientes resultados para la normalidad de una solución:

0,1029; 0,1055; 0,1036; 0,1032 y 0,1024. a) ¿Puede descartarse alguno de estos resultados por medio de la prueba Q? b) ¿Qué valor debe reportarse para la normalidad? R/ a) No puede descartarse ningún resultado; b) N = 0,1035 eq-g/L 17. El estudiante del problema 16 realiza una estandarización adicional y obtiene una normalidad de 0,1028. ¿Se puede descartar ahora cualquiera de los resultados? Explique por qué. R/ sí; 0,1055 18. El análisis de cloruros en una mezcla de sales dio los siguientes valores del tanto por ciento en cloruros: 22,60; 22,53; 22,62; y 22,51. Encontrar el valor verdadero con los límites de confianza del 99%. µ = 22,56 ± 0,15 19. La tabla siguiente muestra una distribución de frecuencias del porcentaje de Zn en una aleación. Los datos incluidos en ella representan varios análisis de Zinc en una aleación. Porcentaje de Zinc en una aleación % Zinc Frecuencia 2,01 – 2,10 1 2,11 – 2,20 3 2,21 – 2,30 9 2,31 – 2,40 16 2,41 – 2,50 19 2,51 30 2,60 2,61 – 2,70 18 2,71 – 2,80 12 2,81 – 2,90 6 2,91 – 3,00 1 Con los datos de la tabla construir: a) Un histograma de frecuencias. b) Un polígono de frecuencias para la distribución 20. Cuando se introducen cobre metálico y azufre en polvo en un crisol y se calienta, el producto obtenido es un sulfuro cuya fórmula empírica es Cu xS cuando la reacción se ha completado. El valor de x puede determinarse pesando el cobre y el azufre antes de la ignición y hallando la masa de CuxS cuando la reacción se ha completado. A continuación se recogen los cocientes Cu/S en 35 experimentos de este tipo:

1,764 1,897 1,920 1,939 1,957 1,968 1,993

1,838 1,899 1,922 1,940 1,957 1,969 1,993

1,865 1,900 1,927 1,941 1,957 1,973 1,995

1,866 1,906 1,931 1,941 1,959 1,975 1,995

1,872 1,908 1,935 1,942 1,962 1,976 1,995

a) Calcule la media y la desviación estándar de estos datos b) Dibuje un histograma de frecuencias con este grupo de datos c) Construir un polígono de frecuencias para la distribución R/ media aritmética = 1,933; s = 0,048