Chimica Inorganica e Laboratorio

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Benedetto Cipriani
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1 Chimica Inorganica e Laboratorio Le diapositive seguenti sono tratte dai lucidi utilizzati in aula per le lezioni del corso di Chimica Inorganica e Laboratorio. Nelle diapositive impiegate a lezione possono essere presenti immagini e tabelle tratte dai libri di testo e da materiale editoriale potenzialmente coperto da diritto d autore. Pertanto in queste diapositive è riportata solo l origine del materiale bibliografico adottato per le lezioni. Le diapositive possono contenere imprecisioni di varia natura e pertanto esse non rappresentano in alcun modo un materiale di studio. Anche le fonti internet non rappresentano un materiale di studio. Gli studenti sonoinvitati a studiare esclusivamente dai testi consigliati ed elencati nel programma. Sarannoadottate leseguentiabbreviazioni: Atkins Miessler P.W. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller, F. Armstrong, Chimica Inorganica, a edizione italiana condotta sulla quinta edizione inglese,zanichelli, 0, ISBN: G.L. Miessler, D.A. Tarr, Chimica Inorganica, 4 a edizione italiana, Piccin, 0, ISBN:

2 I dati misurati o calcolati possono essere espressi nella notazione scientifica sotto forma di potenze di 0. In questa forma i calcoli possono essere sveltiti e semplificati. Devono essere riportate solo le cifre che hanno significato fisico, dette appunto cifre significative. Numero Notazione Cifre significative

3 Il numero di cifre decimali dipende dallo strumento impiegato! Es.: bilancia avente sensibilità a 0. mg Pesata g: Cifre significative: 5 Cifre decimali : 4 Errore: La massa misurata è compresa fra e g. Pesata g: Cifre significative: 6 Cifre decimali : 4 Errore: La massa misurata è compresa fra e 0.00 g.

4 Arrotondamento: Operazione che riduce il numero di cifre decimali riportate in un numero Prima cifra non significativa >5 Es: Riduzione a 3 cifre < 5 NO NO SI SI Cifra successiva Si incrementa la ultima cifra significativa L ultima cifra significativa resta inalterata

5 Operazioni fra numeri aventi diverse cifre significative e decimali: Addizione/sottrazione Il risultato deve essere espresso con un numero di cifre decimali pari a quelle del termine che ne possiede il minor numero Moltiplicazione/divisione Il risultato deve essere espresso con un numero di cifre significative pari a quelle del termine che ne possiede il minor numero Logaritmo La mantissa deve presentare tante cifre significative quante ne possiede l argomento del logaritmo

6 Addizione/sottrazione Esprimere i numeri in notazione scientifica con lo stesso esponente. Il risultato deve essere espresso con un numero di cifre decimali pari a quelle del termine che ne possiede il minor numero Cifre non significative 09.87

7 Moltiplicazione/divisione Il risultato deve essere espresso con un numero di cifre significative pari a quelle del termine che ne possiede il minor numero ooo Logaritmo La mantissa deve presentare tante cifre significative quante ne possiede l argomento del logaritmo log n a n 0 a log

Calcolare il volume occupato da 3.54 g di un gas avente peso molecolare di 8.34 Dalton, alla pressione di.00 atm ed alla temperatura di 98.5 K. w 3.54 g PM 8.34 Dalton T 98.5 K P.00 atm R 0.

8 Calcolare il volume occupato da 3.54 g di un gas avente peso molecolare di 8.34 Dalton, alla pressione di.00 atm ed alla temperatura di 98.5 K. w 3.54 g PM 8.34 Dalton T 98.5 K P.00 atm R atm dm3 K- mol- V nrt P ! 98.5!!.00 Semplificazione potenze di 0 Unità di misura g! g / mol atm! dm mol! K atm " ! 0!.985! 0 3! dm.834! ! 8.06!.985 (" + " ) 3! 0 dm.83dm cifre significative 3 3 K

9 Errore sistematico È caratterizzato da una direzione costante. Dipende generalmente da un fattore ripetuto in tutte le misure. Può essere strumentale o dovuto all operatore. Si può contenere mediante tarature e calibrazioni. Errore casuale È dovuto ad errori non ripetibili umani o strumentali. Può essere valutato mediante un indagine statistica.

10 Accuratezza Precisione È la vicinanza al valore vero. È l indice della ripetibilità di una misura A + P P non A A non P non A non P Media Scarto

11 Deviazione standard σ ! 0.5! Deviazione standard (n piccolo) flesso ! Deviazione media (n piccolo) Nella realtà il numero di misure n è contenuto, pertanto non è possibile conoscere i valori reali della media μ e della deviazione standard σ! σ 68.3 % σ 95.5 % 3σ 99.7 %

12 Esempio: Misure: 7, 8, 0, 5, n 5 Media ( )/5.4

Test Q: eliminazione dei dati errati Q(90%) n 0.76 4 0.64 5 0.56 6 0.5 7 0.47 8 0.44 9 0.

30 0 È un test per riconoscere i dati che non rientrano in una serie omogenea.

13 Test Q: eliminazione dei dati errati Q(90%) n È un test per riconoscere i dati che non rientrano in una serie omogenea. Q distanza intervallo Se il valore di Q calcolato è maggiore di quello tabulato, il valore è da scartare. intervallo ma - min distanza (i) (i+) (i) : (i)<(i+), 0 < i < n

Test Q: eliminazione dei dati errati Esempio: resa % della reazione di sintesi del dietilditiocarbammato di Ni II [(C H 5 ) N-CS ] Ni n 7.8 9. 9.4 9.5 9.9 0.0 0. 0.6 0.8.3.

14 Test Q: eliminazione dei dati errati Esempio: resa % della reazione di sintesi del dietilditiocarbammato di Ni II [(C H 5 ) N-CS ] Ni n intervallo 3.8 distanza.4 Q distanza /intervallo.4 / Q(90%) n Poiché 0.37 < 0.38, il dato deve essere considerato statisticamente valido

f sulla misura di f.!! S S Come calcolare!s? Sma (+!) (+!) +!+!+!! Smin (-!) (-!) -!-!+!!!S (Sma- Smin)/ ½ [( +!

15 Misure indirette Una misura indiretta consiste nella determinazione di una grandezza f(,, 3, ) tramite misure delle variabili,, 3 da cui essa dipende. L errore!,!,!3 sulle misure,, 3 si propaga sull errore!f sulla misura di f.!! S S Come calcolare!s? Sma (+!) (+!) +!+!+!! Smin (-!) (-!) -!-!+!!!S (Sma- Smin)/ ½ [( +!+!+!!)-( -!-!+!!)] ½ ( +!+!+!!- +!+!-!!) ½ (! +!)! +!

16 Misure indirette S!S! +!!S/S! / +! / Errore limite Errore limite relativo L errore limite è l errore massimo che è possibile commettere ricavando analiticamente una grandezza da altre di cui si conoscano le incertezze. Esso dipende pertanto: dagli errori!,!, dalla forma analitica della dipendenza

17 Misure indirette È possibile calcolare a priori l errore tramite un operazione di differenziazione. Data una f(,,, n ), sarà Es: S! ds(, ) " S " d + " S " d! d +! d ds S d + d Passando dai differenziali ds alle differenze finite!s si trova N.B.: le differenze finite si considerano sempre positive

Misure indirette In alcuni casi, può essere più semplice applicare il metodo logaritmico, consistente nel differenziare il logaritmo di entrambi i membri della formula

18 Misure indirette In alcuni casi, può essere più semplice applicare il metodo logaritmico, consistente nel differenziare il logaritmo di entrambi i membri della formula analitica. S " lne log S log + log log0 d(log S) d(log ) + d(log ) log( " y) log + log y ds S Passando alle differenze finite:! S S d! d +! + log d y log log d! log d y

19 Misure indirette Esempi Calcolo della concentrazione di una soluzione preparata per pesata: w C!! w PM V! C + PM "! V PM " V Calcolo della concentrazione di una soluzione preparata per diluizione:

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