Incertidumbe

Medidas e incertidumbres experimentales.

Resumen:
La mayoría de los experimentos que se realizan en los laboratorios, tienen como objetivo obtener información de alguna característica del sistema en forma de datos numéricos (datos experimentales) con el propósito de conocer la composición de un sistema, estudiar su comportamiento bajo ciertas condiciones para obtener un modelo matemático quelo describa o evaluar un modelo teórico que pretende describir el sistema.

La información se obtiene empleando distintos aparatos y material que tome diferentes tipos de medidas: de masa (la balanza granataria o analítica), de volumen (bureta, matraces aforados, probeta, pipeta), de temperatura (termómetros) o medidas relacionadas con la naturaleza y composición de los sistemas químicos(medidores de pH, conducímetros, espectrofotómetros de absorción UV-Vis).

Todas las medidas realizadas en n laboratorio poseen errores experimentales, esto es que si se repiten dos experiencias en las mismas condiciones, es probable que los resultados no coincidan y, por tanto los datos carecen de significado o valor científico si no van acompañados de una estimación del grado de incertidumbre quellevan asociado, misma estimación que necesita una adecuada calibración de los aparatos y/o materiales que se emplean.
Introducción:

Estimación de errores: En el trabajo experimental pueden presentarse tres tipos de errores:

* Errores crasos: errores graves que invalidan el experimento; se producen por avería del instrumento, pérdida de muestra, dilución accidental, etc. Este tipo deerrores generalmente se detecta con facilidad.
* Errores sistemáticos o determinados: son los que producen una desviación de las medidas, siempre en el mismo sentido, respecto al valor real o aceptado. Son debidos a fallos en el método de medida o a falta de calibración del instrumento. Este tipo de errores se puede corregir, pero a veces es difícil detectarlos.
* Errores aleatorios oindeterminados: son los que hacen que los resultados de un conjunto de medidas repetidas se dispersen al azar alrededor del valor medio. Son debidos a la influencia de las variables incontroladas que siempre intervienen en el proceso de medida. No se pueden identificar fácilmente y por tanto es difícil corregirlos, pero en muchos casos es posible disminuir su magnitud.

Rechazo de datos discrepantes:Con frecuencia, en un conjunto de medidas experimentales repetidas podemos encontrar algún dato que parece ser muy diferente del resto. Estos datos se denominan datos anómalos o discrepantes y debemos decidir entre retenerlos o rechazarlos, ya que los valores de la media y la desviación estándar pueden variar de forma importante si en su cálculo se incluyen dichos datos. Para ayudar a tomar ladecisión se han desarrollado métodos estadísticos que son fiables en distribuciones normales con más de 50 datos experimentales pero que se deben usar con precaución cuando se aplican a un pequeño número de datos.

Expresión de resultados: Los resultados experimentales deben ir acompañados de una estimación de los errores de medida. Existen varios procedimientos para expresar los resultados deun conjunto de medidas; una práctica común es tomar la media del conjunto como estimación de la cantidad medida y la desviación estándar como estimación de la precisión.
Cifras significativas: Son aquellas cifras que, en una cantidad nos aportan información ambigua y no superflua acerca de una determinada medida experimental. Las cifras no significativas no aparecen como resultados de los cálculosy no tienen significado alguno, mientras que las significativas de un número vienen determinadas por su error y ocupan una posición igual o superior al orden o posición del error.

Redondeo de resultados: Una vez que se ha determinado el número de cifras significativas que debe tener un resultado, se debe proceder al redondeo, de manera que la última cifra significativa se aumenta en una...