ERREUR SYSTÉMATIQUE: COMMENT LA CALCULER, EN CHIMIE, EN PHYSIQUE, EXEMPLES - CHIMIE - 2024

L' erreur systématique fait partie des erreurs expérimentales ou d'observation (erreurs de mesure) et qui affecte la précision des résultats. Elle est également connue comme une erreur déterminée, car la plupart du temps, elle peut être détectée et éliminée sans répéter les expériences.

Une caractéristique importante de l'erreur systématique est que sa valeur relative est constante; c'est-à-dire qu'il ne varie pas avec la taille de l'échantillon ou l'épaisseur des données. Par exemple, en supposant que sa valeur relative est de 0,2%, si les mesures sont répétées dans les mêmes conditions, l'erreur restera toujours 0,2% jusqu'à ce qu'elle soit corrigée.

En laboratoire, une mauvaise technique ou une mauvaise étape dans n'importe quelle méthode finit par devenir une erreur systématique qui affecte l'exactitude des résultats. Source: Jarmoluk via Pixabay.

En général, l'erreur systématique est sujette à une manipulation inappropriée des instruments ou à une défaillance technique de la part de l'analyste ou du scientifique. Il est facilement détecté lorsque les valeurs expérimentales sont comparées à une valeur standard ou certifiée.

Des exemples de ce type d'erreur expérimentale se produisent lorsque les balances analytiques, les thermomètres et les spectrophotomètres ne sont pas étalonnés; ou dans les cas où une bonne lecture des règles, des verniers, des cylindres gradués ou des burettes n'est pas effectuée.

Comment calculer l'erreur systématique?

Une erreur systématique affecte la précision, ce qui fait que les valeurs expérimentales sont supérieures ou inférieures aux résultats réels. On entend par résultat ou valeur réelle celle qui a été vérifiée de manière exhaustive par de nombreux analystes et laboratoires, s'imposant comme une norme de comparaison.

Ainsi, en comparant la valeur expérimentale avec la valeur réelle, une différence est obtenue. Plus cette différence est grande, plus la valeur absolue de l'erreur systématique est grande.

Par exemple, supposons que 105 poissons soient comptés dans un réservoir, mais que l'on sache à l'avance ou par d'autres sources que le vrai nombre est 108. L'erreur systématique est donc 3 (108-105). Nous sommes confrontés à une erreur systématique si en répétant le comptage des poissons nous obtenons 105 poissons encore et encore.

Cependant, plus important que de calculer la valeur absolue de cette erreur est de déterminer sa valeur relative:

Erreur relative = (108-105) ÷ 108

= 0,0277

Exprimé en pourcentage, nous avons 2,77%. Autrement dit, l'erreur de comptage a un poids de 2,77% sur le nombre réel de poissons. Si le réservoir a maintenant 1000 poissons et qu'il continue à les compter en traînant la même erreur systématique, alors il y aurait 28 poissons de moins que prévu, et non 3 comme cela se produit avec le plus petit réservoir.

Constance et proportionnalité

L'erreur systématique est généralement constante, additive et proportionnelle. Dans l'exemple ci-dessus, l'erreur de 2,77% restera constante tant que les mesures sont répétées dans les mêmes conditions, quelle que soit la taille de l'aquarium (qui touche déjà un aquarium).

Notez également la proportionnalité de l'erreur systématique: plus la taille de l'échantillon ou l'épaisseur des données (ou le volume du réservoir et le nombre de ses poissons) est grande, plus l'erreur systématique est grande. Si le réservoir a maintenant 3 500 poissons, l'erreur sera de 97 poissons (3 500 x 0,0277); l'erreur absolue augmente, mais sa valeur relative est invariable, constante.

Si le nombre est doublé, cette fois avec un aquarium de 7 000 poissons, l'erreur sera de 194 poissons. L'erreur systématique est donc constante et également proportionnelle.

Cela ne signifie pas qu'il soit nécessaire de répéter le comptage des poissons: il suffira de savoir que le nombre déterminé correspond à 97,23% du total des poissons (100-2,77%). À partir de là, le nombre réel de poissons peut être calculé en multipliant par le facteur 100 / 97.23

Par exemple, si 5 200 poissons étaient dénombrés, le nombre réel serait de 5 348 poissons (5 200 x 100 / 97,23).

Erreur systématique en chimie

En chimie, les erreurs systématiques sont généralement causées par de mauvaises pesées dues à une balance non calibrée, ou par une mauvaise lecture des volumes dans les matériaux en verre. Bien qu'ils puissent ne pas en avoir l'air, ils affectent la précision des résultats, car plus il y en a, plus leurs effets négatifs s'accumulent.

Par exemple, si la balance n'est pas bien calibrée, et dans une certaine analyse il est nécessaire d'effectuer plusieurs pesées, alors le résultat final sera de plus en plus éloigné de ce qui est attendu; ce sera plus inexact. Il en va de même si l'analyse mesure en permanence des volumes avec une burette dont la lecture est incorrecte.

Outre la balance et les matériaux en verre, les chimistes peuvent également faire des erreurs dans la manipulation des thermomètres et des pH-mètres, dans la vitesse d'agitation, dans le temps nécessaire pour qu'une réaction se produise, dans l'étalonnage du spectrophotomètres, en supposant une grande pureté dans un échantillon ou un réactif, etc.

D'autres erreurs systématiques en chimie peuvent être lorsque l'ordre dans lequel les réactifs sont ajoutés est modifié, le mélange d'une réaction est chauffé à une température supérieure à celle recommandée par le procédé, ou le produit d'une synthèse n'est pas recristallisé correctement.

Erreur systématique en physique

Dans les laboratoires de physique, les erreurs systématiques sont encore plus techniques: tout équipement ou outil sans étalonnage approprié, une mauvaise tension appliquée, la mauvaise disposition des miroirs ou des pièces dans une expérience, ajoutant trop de moment à un objet qui devrait tomber en raison de l'effet de la gravité, entre autres expériences.

Notons qu'il existe des erreurs systématiques qui proviennent d'une imperfection instrumentale, et d'autres qui sont plutôt de type opérationnel, le produit d'une erreur de la part de l'analyste, du scientifique ou de l'individu en question qui effectue une action.

Exemples d' erreur systématique

D'autres exemples d'erreurs systématiques seront mentionnés ci-dessous, qui ne doivent pas nécessairement se produire au sein d'un laboratoire ou dans le domaine scientifique:

-Placer les petits pains dans la partie inférieure du four, en les faisant griller plus que ce qui est souhaitable

-Mauvaise posture en position assise

-Celler le pot de moka uniquement en raison d'un manque de force

-Ne nettoyez pas les cuiseurs vapeur des machines à café juste après avoir texturé ou chauffé le lait

-Utilisez des tasses de différentes tailles lorsque vous suivez ou souhaitez répéter une certaine recette

-Voulez doser le rayonnement solaire les jours ombragés

-Exécutez des chin-ups sur les barres avec vos épaules levées vers vos oreilles

-Jouez plusieurs chansons sur une guitare sans d'abord accorder ses cordes

-Fry beignets avec un volume d'huile insuffisant dans un chaudron

-Effectuez des titrages volumétriques ultérieurs sans normaliser à nouveau la solution de titrant

Références

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