Rapport de laboratoire en chimie 1 PDF

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Laboratoire 1...

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RAPPORT DE LABORATOIRE Initiation la précision et à la justesse des mesures

Travail remis à Denis Bilodeau Enseignant

Dans le cadre du cours 202-NYA-05 Chimie générale : la matière Groupe 00001

Cégep de Saint-Hyacinthe Date de l’expérience : 21 septembre2016 Remis le 28 septembre 2016

Titre : Initiation à la précision et à la justesse des mesures

But : Comparer la précision des masses volumiques de l’eau obtenues à partir d’un cylindre 10 ml, en pesant avec une balance au dixième, au centième et au millième. Par la suite, avec une burette de 25 ml, un erlenmeyer de 25 ml. Aussi, comparer l’exactitude des différentes mesures à partir du calcul de la justesse réalisé avec la valeur littéraire de la masse volumique de l’eau.

Théorie abrégé : On mesure 10 cm³ à l’aide d’un cylindre de 10 cm³ et on le pèse avec une balance au dixième, au centième et au millième. Après, on mesure 10 cm³ avec une burette de 25 ml dans un erlenmeyer de 25 ml et on le pèse sur une balance au dixième, au centième et au millième. Par différence, on trouve la masse d’Eau et en divisant cette masse par le volume on obtient la masse volumique. Ensuite, il reste à calculer l’incertitude relative. Pour finir, il suffit de comparer la justesse avec le résultat attendu pour comparer l’exactitude des différentes mesures.

Manipulations : Déterminer le volume et la masse de 10 cm³ d’eau à l’aide des instruments suivants : 

Expérience 1 : Mesurer 10 cm³ à l’aide d’un cylindre de 10cm³ et peser le avec une balance au dixième de gramme.



Expérience 2 : Mesurer 10 cm³ à l’aide d’un cylindre de 10 cm³ et peser le avec une balance au centième de gramme.



Expérience 3 : Mesurer 10 cm³ à l’aide d’un cylindre de 10 cm³ et peser le avec une balance au millième de gramme.



Expérience 4 : Mesurer 10 cm³ à l’aide d’une burette de 25 cm³, le placer dans un erlenmeyer de 25 cm³ et peser l’erlenmeyer avec une balance au dixième de gramme.

2



Expérience 5 : Mesurer 10 cm³ à l’aide d’une burette de 25 cm³, le placer dans un erlenmeyer de 25 cm³ et peser l’erlenmeyer avec une balance au centième de gramme.



Expérience 6 : Mesurer 10 cm³ à l’aide d’une burette de 25 cm³, le placer dans un erlenmeyer de 25 cm³ et peser l’erlenmeyer avec une balance au millième de gramme.

Tableaux :

Exemples de calculs : 3

Légende : Δ : incertitude absolue P : masse volumique m : masse v : volume

Calcul 1 : Masse d’eau : (Tableau 1, essai 1, p.1) m eau= m contenant plein – m contenant vide m eau =17,4 g – 7,4 g =10g Incertitude absolue de la masse d’eau : (Tableau 1, essai 1, p.1) Δ m eau =Δ contenant plein + Δ contenant vide Δ m eau =0,1g + 0,1g = 0,2g

Masse volumique : (Tableau 2, essai 1, p.2) P=

m v

10,0 g / 10,0 mL= 1,0 g/mL Incertitude absolue de la masse volumique : (Tableau 2, essai 1, p.2) 4

(Incertitude relative de la m eau + incertitude relative du v eau) (0,1 g/10,0 ml + 0,2 g/10.0 ml )

× P=ΔP

× 1,00 g/ml = 0,03 g

Incertitude relative : (Tableau 2, essai 1, p.2) (Δ P / P) x 100 = Incertitude relative (0,03% / 1,00 g/ml) x 100 = 3,0% Justesse : (Tableau 1, masse volumique de l’eau, p.1 et tableau 2, essai 1, p.2)

Justesse=100−

[(

|Valeur observée−valeur réelle|

[(

Justesse= 100−

valeur réelle

|1,00 g/ml−0,99773 g /ml| 0,9973 g/ml

)× 100]

)× 100 ]

= 99,97%

Discussion : L’expérience de ce laboratoire était de comparer les limites de trois balances différentes : au dixième, au centième et au millième de gramme, en mesurant la masse volumique de l’eau. Au fond, il fallait calculer le pourcentage d’erreur relative (tel que vu dans le tableau 2) de chaque essai, en utilisant la masse volumique de l’eau observée et son incertitude absolue. Pour comparer les limites des balances, il faut comparer les pourcentages d’erreur des chaque essai. Ces pourcentages démontrent que plus la balance est précise, plus son pourcentage d’erreur est bas. Au contraire, moins la balance est précise, plus son pourcentage d’erreur est haut. En effet, la balance au dixième de gramme possède un pourcentage d’incertitude relative de 2,2 %, avec le cylindre de 10 cm3, et un pourcentage d’erreur relative de 0,50% avec la burette de 25 cm 3. Quant à la balance au centième de gramme, à la première partie de l’expérience, elle a un pourcentage d’erreur relative de 2,0 % et pour la deuxième partie de l’expérience, un 5

pourcentage d’erreur relative de 0,32 %. Finalement, la balance au millième de gramme a premièrement obtenu un pourcentage d’erreur relative de 2,0 % et deuxièmement, 0,30 %. Ces résultats s’expliquent par le fait, que la balance avec le moins de décimale possède une plus grande incertitude absolue et que celle avec plus de décimales. Il faut aussi remarquer, que le résultat le plus précis n’est pas toujours le plus juste. L’essaies 5 le démontre très bien. La cause d’erreur étant que la température a augmentée durant le laboratoire a certainement pu faire varier les résultats. En effet, la masse volumique de l’eau réelle dépend de la température. Donc, il est possible que la valeur de la masse volumique utilisée dans le calcul de la justesse ne soit pas la bonne. Ce qui entraine donc des pourcentages de justesse quelque peu erronés.

Conclusion : En conclusion, le but, qui était de comparer les limites des différentes balances, fût atteint, car nous avons effectivement trouvé un lien. En effet, nous avons pu observer que plus une balance est précise, plus son pourcentage d’erreur relative est bas et donc, moins une balance est précise, plus son pourcentage d’erreur relative est faible. La balance au dixième de gramme est donc plus limitée, car sa seule décimale n’offre pas une grande précision pour effectuer les calculs.

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