ERRORE SISTEMATICO: COME CALCOLARLO, IN CHIMICA, IN FISICA, ESEMPI - CHIMICA - 2026

L' errore sistematico è quello che fa parte degli errori sperimentali o di osservazione (errori di misurazione) e che influenza l'accuratezza dei risultati. È anche noto come errore determinato, poiché la maggior parte delle volte può essere rilevato ed eliminato senza ripetere gli esperimenti.

Una caratteristica importante dell'errore sistematico è che il suo valore relativo è costante; cioè, non varia con la dimensione del campione o lo spessore dei dati. Ad esempio, supponendo che il suo valore relativo sia dello 0,2%, se le misurazioni vengono ripetute nelle stesse condizioni, l'errore rimarrà sempre dello 0,2% fino a quando non verrà corretto.

In laboratorio, una cattiva tecnica o un passaggio sbagliato in qualsiasi metodo finisce per diventare un errore sistematico che influisce sull'accuratezza dei risultati. Fonte: Jarmoluk tramite Pixabay.

In generale, l'errore sistematico è soggetto a una manipolazione inappropriata degli strumenti o al fallimento tecnico da parte dell'analista o dello scienziato. È facilmente rilevabile quando i valori sperimentali vengono confrontati con un valore standard o certificato.

Esempi di questo tipo di errore sperimentale si verificano quando le bilance analitiche, i termometri e gli spettrofotometri non sono calibrati; oppure nei casi in cui non si effettua una buona lettura delle regole, i noni, i cilindri graduati o le burette.

Come calcolare l'errore sistematico?

L'errore sistematico influisce sulla precisione, facendo sì che i valori sperimentali siano superiori o inferiori ai risultati effettivi. Per risultato o valore reale si intende quello che è stato esaurientemente verificato da molti analisti e laboratori, affermandosi come standard di confronto.

Così, confrontando il valore sperimentale con quello reale, si ottiene una differenza. Maggiore è questa differenza, maggiore è il valore assoluto dell'errore sistematico.

Ad esempio, supponiamo che 105 pesci siano contati in un acquario, ma è noto in anticipo o da altre fonti che il numero vero è 108. L'errore sistematico è quindi 3 (108-105). Ci troviamo di fronte a un errore sistematico se ripetendo il conteggio dei pesci otteniamo 105 pesci più e più volte.

Tuttavia, più importante del calcolo del valore assoluto di questo errore è determinarne il valore relativo:

Errore relativo = (108-105) ÷ 108

= 0,0277

Che se espresso in percentuale, abbiamo il 2,77%. Cioè l'errore dei conteggi ha un peso del 2,77% sul numero reale di pesci. Se la vasca ora ha 1.000 pesci, e procede a contarli trascinando lo stesso errore sistematico, allora ci sarebbero 28 pesci in meno del previsto, e non 3 come accade con l'acquario più piccolo.

Costanza e proporzionalità

L'errore sistematico è solitamente costante, additivo e proporzionale. Nell'esempio sopra, l'errore del 2,77% rimarrà costante fintanto che le misurazioni vengono ripetute nelle stesse condizioni, indipendentemente dalle dimensioni dell'acquario (che sta già toccando un acquario).

Notare anche la proporzionalità dell'errore sistematico: maggiore è la dimensione del campione o lo spessore dei dati (o il volume della vasca e il numero dei suoi pesci), maggiore è l'errore sistematico. Se la vasca ora ha 3.500 pesci, l'errore sarà 97 pesci (3.500 x 0,0277); l'errore assoluto aumenta, ma il suo valore relativo è invariabile, costante.

Se il numero è raddoppiato, questa volta con un acquario di 7.000 pesci, l'errore sarà di 194 pesci. L'errore sistematico è quindi costante e anche proporzionale.

Ciò non significa che sia necessario ripetere il conteggio dei pesci: basterà sapere che il numero determinato corrisponde al 97,23% del pesce totale (100-2,77%). Da lì, il numero reale di pesci può essere calcolato moltiplicando per il fattore 100 / 97,23

Ad esempio, se si contassero 5.200 pesci, il numero effettivo sarebbe 5.348 pesci (5.200 x 100 / 97,23).

Errore sistematico in chimica

In chimica, gli errori sistematici sono generalmente causati da cattive pesate dovute a una bilancia non calibrata o da una cattiva lettura dei volumi nei materiali di vetro. Sebbene possano non sembrare così, influenzano l'accuratezza dei risultati, perché più ce ne sono, più si sommano i loro effetti negativi.

Ad esempio, se la bilancia non è ben calibrata, e in una certa analisi è necessario effettuare più pesate, allora il risultato finale sarà sempre più lontano da quanto previsto; sarà più impreciso. Lo stesso accade se l'analisi misura costantemente i volumi con una buretta la cui lettura non è corretta.

Oltre alla bilancia e ai materiali in vetro, i chimici possono anche commettere errori nella manipolazione di termometri e pHmetri, nella velocità di agitazione, nel tempo necessario perché avvenga una reazione, nella calibrazione del spettrofotometri, assumendo un'elevata purezza in un campione o reagente, ecc.

Altri errori sistematici in chimica possono essere quando l'ordine in cui vengono aggiunti i reagenti viene alterato, la miscela di una reazione viene riscaldata a una temperatura superiore a quella raccomandata dal metodo o il prodotto di una sintesi non viene ricristallizzato correttamente.

Errore sistematico in fisica

Nei laboratori di fisica, gli errori sistematici sono ancora più tecnici: qualsiasi apparecchiatura o strumento senza una corretta calibrazione, una tensione errata applicata, la disposizione sbagliata di specchi o parti in un esperimento, aggiungendo troppo momento a un oggetto che dovrebbe cadere a causa dell'effetto della gravità, tra gli altri esperimenti.

Si noti che ci sono errori sistematici che hanno origine da un'imperfezione strumentale, e altri che sono più di tipo operativo, il prodotto di un errore da parte dell'analista, scienziato o individuo in questione che compie un'azione.

Esempi di errore sistematico

Di seguito verranno menzionati altri esempi di errori sistematici, che non devono necessariamente verificarsi all'interno di un laboratorio o in ambito scientifico:

-Posizionate i panini nella parte inferiore del forno, tostandoli più del necessario

-Scarsa postura quando si è seduti

-Sigillare la caffettiera solo per mancanza di forza

-Non pulire i vaporiere delle macchine da caffè subito dopo aver lavorato o riscaldato il latte

-Utilizzare tazze di dimensioni diverse quando si segue o si desidera ripetere una determinata ricetta

-Vuoi dosare la radiazione solare nelle giornate ombreggiate

-Esegui le trazioni sulle barre con le spalle sollevate verso le orecchie

- Riproduci più brani su una chitarra senza prima accordare le corde

-Friggere le frittelle con un volume di olio insufficiente in un calderone

-Eseguire titolazioni volumetriche successive senza standardizzare nuovamente la soluzione titolante

Riferimenti

1. Day, R. e Underwood, A. (1986). Chimica analitica quantitativa. (Quinto ed.). PEARSON Prentice Hall.
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