Definisi bilangan eksak dalam kimia

Dalam sains, dan khususnya kimia, angka pasti dipahami sebagai angka yang nilainya diketahui secara pasti dan dengan kepastian mutlak. Dengan kata lain, ini adalah angka-angka yang nilainya tidak mengakui adanya ketidakpastian, dan yang memiliki angka signifikan tak terhingga yang nilainya kita ketahui sebelumnya.

Belajar membedakan antara bilangan eksak dan pasangannya, bilangan tak eksak atau terukur, sangat penting dalam kimia dan sains secara umum, karena ia menentukan bilangan mana yang harus kita perhitungkan untuk melakukan analisis ketidakpastian. melakukan perhitungan. Jenis analisis ini sangat penting di banyak cabang kimia, tetapi terutama di bidang kimia analitik. Di bidang ini, ketidakpastian sangat penting untuk menentukan dengan aman beberapa parameter yang sangat penting terkait dengan metode analisis, seperti batas deteksi dan kuantifikasi.

Ciri-ciri bilangan eksak

Ciri-ciri utama bilangan eksak adalah:

• Nilainya tidak memiliki ketidakpastian terkait.
• Mereka memiliki jumlah angka penting yang tak terhingga.
• Tidak memiliki ketidakpastian, mereka tidak mempengaruhi ketidakpastian jumlah yang dihitung dari mereka. Artinya, mereka tidak mempengaruhi jumlah angka penting selama perhitungan.
• Mereka bukan angka terukur.
• Mereka dihasilkan baik dengan definisi sewenang-wenang (seperti ketika kita mendefinisikan selusin sebagai 12 unit sesuatu) atau dari proses penghitungan unit dari beberapa jenis (seperti ketika kita menghitung jumlah tablet dalam kemasan blister obat).
• Dalam kebanyakan kasus, mereka adalah bilangan bulat, meskipun ada pengecualian.

Bagaimana cara mengidentifikasi angka pasti dalam kimia?

Mengamati daftar karakteristik di atas mungkin cukup untuk belajar mengidentifikasi kapan kita berada di hadapan angka yang tepat dan kapan tidak. Namun, sebagai ilmu eksperimental, kimia cenderung berurusan dengan berbagai besaran dan variabel, sehingga dapat membingungkan untuk membedakan angka mana yang tepat.

Mengingat hal di atas, kami sajikan di bawah serangkaian kriteria yang akan berfungsi untuk mengidentifikasi, tanpa keraguan, apakah suatu angka tepat atau tidak. Dalam pengertian ini, angka akan tepat jika:

Angka diperoleh dengan menghitung satuan dari sesuatu.

Saat kita menghitung satuan seperti apel, pir, atau berapa kali kita mengulangi percobaan, kita selalu mendapatkan angka yang tepat. Misalnya, dalam kimia kita sering melakukan perhitungan statistik di mana kita harus menghitung berapa kali percobaan dilakukan, jumlah sampel yang dianalisis atau berapa kali suatu peristiwa atau hasil tertentu diulang. Dalam semua kasus ini, angka yang diperoleh tepat.

Angka tersebut sesuai dengan rasio stoikiometri.

Dalam reaksi kimia apa pun, kita dapat menulis hubungan bilangan bulat sederhana antara jumlah atom atau molekul reaktan dan/atau produk, atau antara jumlah mol reaktan dan/atau produk. Hubungan ini, yang dikenal sebagai hubungan stoikiometri, dapat digunakan untuk melakukan perhitungan stoikiometri apapun yang kita inginkan. Mengingat fakta bahwa angka-angka yang membentuk hubungan stoikiometri berasal dari penghitungan dan, oleh karena itu, merupakan angka yang tepat; dalam hal ini hubungan stoikiometri yang ditetapkan dalam jumlah atom dan molekul atau mol juga akan menjadi angka yang tepat. Namun, hal yang sama tidak dapat dikatakan tentang hubungan stoikiometri yang dinyatakan dalam massa atom dan molekul, karena ini adalah kuantitas yang ditentukan secara eksperimental.

Angka tersebut sesuai dengan definisi beberapa unit dalam sistem unit tertentu.

Dalam semua sistem satuan utama, upaya telah dilakukan untuk mendefinisikan semua satuan fundamental bukan dalam besaran terukur, tetapi dalam besaran yang dapat dihitung, atau sebagai bilangan murni yang berubah-ubah. Contohnya adalah definisi detik dalam sistem internasional, yang terdiri dari “durasi 9.192.631.770 osilasi radiasi yang dipancarkan dalam transisi antara dua tingkat hiperhalus dari keadaan dasar isotop 133 atom cesium… pada temperatur 0K”. Jumlah osilasi adalah angka yang dapat dihitung dengan tepat, menjadikannya definisi dari angka yang tepat.

Angka tersebut terdiri dari faktor konversi antara dua unit.

Faktor konversi yang kita gunakan untuk melakukan transformasi dari satu satuan ke satuan lainnya adalah bilangan eksak. Ini adalah konsekuensi dari fakta bahwa definisi satuan juga merupakan angka pasti.

Ini adalah bilangan rasional murni yang bertindak sebagai konstanta dalam rumus matematika.

Selain angka yang kita hitung atau pilih untuk menentukan satuan pengukuran kita, adalah umum untuk menemukan angka pasti lainnya dalam kimia. Ini adalah kasus bilangan konstanta yang muncul secara alami selama proses deduksi beberapa persamaan. Misalnya, rumus untuk menghitung volume bola adalah:

Dalam hal ini, faktor 4/3 yang mengalikan seluruh ruas kanan persamaan adalah bilangan rasional eksak. Di sisi lain, angka π (pi) tidak bisa menjadi angka pasti karena merupakan angka irasional, yang menyiratkan bahwa ia memiliki jumlah desimal tak terbatas yang tidak mengikuti pola apa pun.

Ketidakpastian dan Angka Penting

Menjadi ilmu eksperimental, kimia melibatkan pengukuran berbagai kuantitas dan variabel eksperimental dengan berbagai tingkat akurasi dan ketidakpastian. Setiap instrumen ilmiah mampu mengukur dengan tingkat apresiasi tertentu, oleh karena itu hanya memberi kita informasi terbatas tentang apa yang kita ukur, menyisakan tingkat ketidakpastian yang berbeda.

Ketidakpastian ini tercermin dalam hasil pengukuran berupa angka penting dalam jumlah terbatas, yaitu angka yang memberikan informasi nyata tentang pengukuran. Secara umum, semakin besar jumlah angka penting, semakin rendah ketidakpastian suatu pengukuran.

Tetapi mengapa penting untuk mempertimbangkan angka penting?

Sebab, saat melakukan perhitungan dengan nilai yang tidak eksak, ketidakpastian nilai tersebut dirambatkan terhadap hasil perhitungan. Untuk menentukan seberapa jauh ketidakpastian ini menyebar, seperangkat aturan logis harus diikuti untuk menentukan cara bekerja dengan angka penting.

Akan tetapi, karena bilangan eksak tidak membatasi jumlah angka penting, maka angka tersebut tidak mempengaruhi jumlah angka penting hasil.

Contoh bilangan eksak dalam kimia

Contoh angka eksak dengan berhitung

• Jumlah item yang dianalisis dalam sampel.
• Banyaknya siswa yang tergabung dalam satu kelompok.
• Berapa kali ekstraksi pelarut dilakukan.
• Jumlah analit (komponen kepentingan analitis) yang ada dalam sampel.
• Jumlah elektron valensi
• Jumlah proton atau neutron dalam inti.
• Nomor massa isotop tertentu dari setiap elemen.

Contoh angka pasti menurut definisi

• Definisi detik sebagai jumlah osilasi pada 0 K dari radiasi yang dipancarkan oleh atom isotop 130 cesium.
• Jumlah partikel dalam satu mol didefinisikan persis 6,02214076 x 10 ²³ .
• Kecepatan cahaya yang nilainya tetap adalah 299.792.458 meter per detik.
• Definisi meter adalah jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa dalam waktu 1/299.792.458 detik.

Contoh faktor konversi eksak

• 1.000 meter untuk setiap 1 kilometer.
• 1 inci sama persis dengan 2,54 sentimeter.
• 1 milidetik untuk setiap 10 ^-3 detik.
• 1 jam untuk setiap 60 menit.

Referensi

Chang, R. (2021). Kimia ( ^edisi ke-11 ). PENDIDIKAN BUKIT MCGRAW.

Definisi Angka Eksak dalam Kimia. (td). Kolibri. http://kolibri.tacherinabox.org.au/modules/en-boundless/www.boundless.com/chemistry/definition/exact-numbers/index.html

Helmenstine, A. (2021, 20 September). Apa Itu Angka Pasti? Definisi dan Contoh . Catatan dan Proyek Sains. https://sciencenotes.org/what-is-an-exact-number-definition-and-examples/

Libretext. (2021, 19 Mei). 1.4: Pengukuran dan Angka Eksak . Teks Libre Kimia. https://chem.libretexts.org/Courses/Modesto_Junior_College/Chemistry_142%3A_Pre-General_Chemistry_(Brzezinski)/CHEM_142%3A_Text_(Brzezinski)/01%3A_Introduction/1.04%3A_New_Page

Mott, V. (nd). Angka Tepat | Pengantar Kimia . com.lumenlearning. https://courses.lumenlearning.com/introchem/chapter/exact-numbers/

Redefinisi mol . (2018, Mei). latu.org. https://www.latu.org.uy/wp/wp-content/uploads/2018/05/Redefinici%C3%B3n-del-mol.pdf