Die Qualität des Wiegens, Probe Nr. 32, Qualität von Volumenmessungen

Teil A: Die Qualität des Wiegens, Probe Nr. 32

Teil B: Qualität von Volumenmessungen

Teil A:

Da das bestimmen von Massen zu den Grundlagen der Chemie, und der praktischen Chemie, gehört, ist es wichtig den Umgang mit den verschiedenen Arten von Waagen sich anzueignen. Zu diesem Zweck bekamen wir ein Präparateglas, bei mir mit der Nr. 32 versehe, indem 25 1-Pfennig-Stückchen enthalten waren. Die Aufgabe bestand darin, zuerst das Glas mit Deckel und Inhalt auf der Analysenwaage und auf der Präzisionswaage zu wiegen. Danach war das Gewicht jedes einzelnen Pfennigs zu ermitteln. Und nun sollte das Glas mit dem Deckel gewogen werden

1. Gewicht des Glases mit Deckel und Inhalt: Präzisionswaage: 70,98g Analysenwaage: 70,9913g

2. Einzelgewicht der Pfennige:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

3. Einzelgewicht des Präparateglases mit Schnappdeckel:

auf der Analysenwaage: 20,9405 g

4. € Also muß sich dann aus den einzelnen Wiegeergebnissen der „leeren“ Glases und des „vollen“ Glases , theoretisch, die Gesamtmasse der Pfennige ergeben.

Diese Wird berechnet, indem man die Masse des Glases mit Inhalt und Deckel, von der Masse des leeren Präparateglases mit Deckel subtrahiert. Daraus folgt ein Ergebnis von 50,508g. Die Summe der einzeln gewogenen Pfennige ist aber 50,0466g. Daraus ergibt sich eine Differenz von 0,0042g.

Mittelwert und Standardabweichung der Einzelwiegungen

å x

Der Mittelwert berechnet nach der Formel:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

ergibt 2,0019.

Die Standardabweichung s nach der Formel

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

berechnet ergibt 0,0175g

All diese Werte bestätigen, daß die Analysewaage bei richtiger Bedienung ein sehr genaues Meßinstrument bzw. Wiegeinstrument ist. Die schwankenden Meßwerte können viele Ursachen haben.

- Die Münzen sind unterschiedlich alt, daher können sie durch Abnutzung weniger, oder durch Verschmutzungen jeglicher Art mehr wiegen.
- Ein Grund kann auch sein, daß die unterschiedlichen Prägeanstalten einen Richtwert von 2g ± » 0,05g haben, und diese Unsicherheit, Toleranz, voll ausnutzen.

5. Berechnung des Variationskoeffizienten

Der Variationskoeffizient berechnet sich aus dem Mittelwert und der Standardabweichung. Die Formel hierfür lautet [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]. Das Ergebnis dieser

Formel, wenn man die vorher berechneten Ergebnisse einsetzt, ist 0,87%.

6. Ausreißertest

Um die Ergebnisse auf falsche Werte, „Ausreißer“, zu überprüfen, wendet man den Ausreißertest an. Hierbei addiert man zu dem Mittelwert die Standardabweichung, die mit einer Zahl zwischen eins und drei multipliziert wird. Wenn ein Wert dann nicht innerhalb des Bereiches ist.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Da alle meine Meßwerte zwischen 1,9715g und 2,0368hg liegen, kann ich sicher gehen, daß keine Ausreißer bei dieser Messung dabei sind. Die Meßwerte liegen alle im Bereich

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

7. Fazit des Ersten Teils

Bei diesem Versuch wurde deutlich, daß die Analysewaage eine sehr präzise Waage darstellt, die von 200g bis hin zu 1mg alles sehr genau wiegt. Die Schwankungen der Meßwerte ergeben sich ja durch oben genannte möglichen Ursachen, wie Toleranzen, Verunreinigung oder etwa die Abnutzung der Einzelnen Pfennigstücke und der Ausreißertest hat auch ergeben, daß „keine“ Meßfehler enthalten sind. Die Präzisionswaage ist auch eine genaue Waage, aber um zwei Dezimalstellen ungenauer als die Analysewaage. Für manche Anwendungsgebiete erscheint die Benutzung der Präzisionswaage besser, z.B. beim Wiegen von Substanzen mit einem Gewicht von ca. 1g bis zu 10000g, bei denen es nicht auf da µg ankommt. Auf jeden Fall muß man jeder Waage eines beachten, die herstellungsbedingte und natürliche Unsicherheit. Bei der Analysewaage kann man davon ausgehen, daß die letzte Stelle des Meßwertes unsicher ist, dadurch kann höchstens dann noch die vorletzte Stelle

„wackeln“, aber man muß sich immer im Klaren darüber sein, daß es nichts 100%ig genaues gibt.