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
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in Teil A des Dokuments „Die Qualität des Wiegens, Probe Nr. 32“?
Teil A befasst sich mit der Qualität des Wiegens und beschreibt einen Versuch, bei dem 25 1-Pfennig-Stücke in einem Präparateglas gewogen werden. Ziel ist es, den Umgang mit verschiedenen Arten von Waagen (Analysenwaage und Präzisionswaage) zu üben und die Genauigkeit der Messungen zu analysieren.
Welche Messungen wurden mit dem Präparateglas durchgeführt?
Folgende Messungen wurden durchgeführt:
- Gewicht des Glases mit Deckel und Inhalt (25 Pfennig-Stücke) auf der Präzisionswaage und Analysenwaage.
- Einzelgewicht jedes einzelnen Pfennigs.
- Gewicht des leeren Präparateglases mit Schnappdeckel auf der Analysenwaage.
Wie wurde die Gesamtmasse der Pfennige berechnet und verglichen?
Die theoretische Gesamtmasse der Pfennige wurde berechnet, indem die Masse des leeren Glases mit Deckel von der Masse des gefüllten Glases (mit Deckel) subtrahiert wurde. Dieses Ergebnis wurde mit der Summe der einzeln gewogenen Pfennige verglichen, um eine Differenz festzustellen.
Wie wurden Mittelwert und Standardabweichung der Einzelwiegungen berechnet?
Der Mittelwert wurde durch die Summe aller Einzelwiegungen geteilt durch die Anzahl der Wiegungen (25) berechnet. Die Standardabweichung wurde mithilfe einer Formel berechnet, die die Abweichung jeder Einzelwiegung vom Mittelwert berücksichtigt. Die spezifischen Formeln werden im Text erwähnt, aber in dieser FAQ nicht explizit aufgeführt.
Was sind mögliche Ursachen für schwankende Messwerte?
Mehrere Ursachen für schwankende Messwerte werden genannt:
- Unterschiedliches Alter der Münzen (Abnutzung).
- Verschmutzungen.
- Toleranzen bei der Prägung (Richtwert von 2g ± 0,05g).
Wie wurde der Variationskoeffizient berechnet und was sagt er aus?
Der Variationskoeffizient wurde aus dem Mittelwert und der Standardabweichung berechnet (Formel im Text erwähnt, aber nicht explizit aufgeführt). Er gibt einen Hinweis auf die relative Streuung der Messwerte.
Was ist ein Ausreißertest und wie wurde er angewendet?
Der Ausreißertest wird verwendet, um falsche Werte ("Ausreißer") zu identifizieren. Dabei wird die Standardabweichung (multipliziert mit einem Faktor zwischen 1 und 3) zum Mittelwert addiert und subtrahiert. Wenn ein Messwert außerhalb dieses Bereichs liegt, gilt er als Ausreißer. Im vorliegenden Fall ergab der Test keine Ausreißer.
Was ist das Fazit des ersten Teils (Teil A)?
Das Fazit ist, dass die Analysenwaage ein sehr präzises Messinstrument ist. Die Schwankungen der Messwerte sind auf oben genannte Ursachen zurückzuführen. Der Ausreißertest ergab keine Messfehler. Die Präzisionswaage ist ebenfalls genau, aber weniger genau als die Analysenwaage. Es wird betont, dass jede Waage eine herstellungsbedingte und natürliche Unsicherheit hat.
- Quote paper
- Tobias Scharla (Author), 2001, Die Qualität des Wiegens, Probe Nr. 32, Qualität von Volumenmessungen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/102631
