KESALAHAN SISTEMATIS: CARA MENGHITUNGNYA, DALAM KIMIA, DALAM FISIKA, CONTOH - KIMIA - 2025

The kesalahan sistematik adalah salah satu yang merupakan bagian dari eksperimen atau kesalahan observasional (kesalahan pengukuran), dan yang mempengaruhi keakuratan hasil. Ini juga dikenal sebagai kesalahan yang ditentukan, karena sebagian besar waktu dapat dideteksi dan dihilangkan tanpa mengulangi eksperimen.

Karakteristik penting dari kesalahan sistematis adalah nilai relatifnya konstan; Artinya, tidak berbeda dengan ukuran sampel atau ketebalan data. Misalnya, dengan asumsi bahwa nilai relatifnya adalah 0,2%, jika pengukuran diulang dalam kondisi yang sama, kesalahan akan selalu tetap 0,2% hingga kesalahan diperbaiki.

Di laboratorium, teknik yang buruk atau langkah yang salah dalam metode apa pun akhirnya menjadi kesalahan sistematis yang memengaruhi keakuratan hasil. Sumber: Jarmoluk via Pixabay.

Umumnya, kesalahan sistematik tergantung pada penanganan instrumen yang tidak tepat, atau kegagalan teknis oleh analis atau ilmuwan. Ini mudah dideteksi ketika nilai eksperimental dibandingkan dengan nilai standar atau bersertifikat.

Contoh jenis kesalahan eksperimental ini terjadi jika timbangan analitik, termometer, dan spektrofotometer tidak dikalibrasi; atau dalam kasus di mana pembacaan aturan yang baik, vernier, silinder atau buret yang lulus tidak dilakukan.

Bagaimana cara menghitung kesalahan sistematis?

Kesalahan sistematis memengaruhi akurasi, menyebabkan nilai eksperimen menjadi lebih tinggi atau lebih rendah dari hasil sebenarnya. Hasil atau nilai nyata dipahami sebagai salah satu yang telah diverifikasi secara mendalam oleh banyak analis dan laboratorium, menetapkan dirinya sebagai standar perbandingan.

Dengan demikian, membandingkan nilai eksperimen dengan yang nyata, diperoleh perbedaan. Semakin besar perbedaan ini, semakin besar nilai absolut dari kesalahan sistematis.

Misalnya, anggaplah 105 ikan dihitung dalam tangki, tetapi diketahui sebelumnya atau dari sumber lain bahwa bilangan sebenarnya adalah 108. Oleh karena itu, kesalahan sistematisnya adalah 3 (108-105). Kami dihadapkan pada kesalahan sistematik jika dengan mengulang penghitungan ikan kami memperoleh 105 ikan berulang kali.

Namun, yang lebih penting daripada menghitung nilai absolut dari kesalahan ini adalah menentukan nilai relatifnya:

Kesalahan relatif = (108-105) ÷ 108

= 0,0277

Bahwa bila dinyatakan sebagai persentase, kami memiliki 2,77%. Artinya, kesalahan penghitungan berbobot 2,77% pada jumlah ikan sebenarnya. Jika tangki sekarang memiliki 1.000 ikan, dan ia mulai menghitung mereka menyeret kesalahan sistematis yang sama, maka akan ada 28 ikan lebih sedikit dari yang diharapkan, dan bukan 3 seperti yang terjadi dengan tangki yang lebih kecil.

Keteguhan dan proporsionalitas

Kesalahan sistematis biasanya konstan, aditif dan proporsional. Pada contoh di atas, kesalahan 2,77% akan tetap konstan selama pengukuran diulang dalam kondisi yang sama, terlepas dari ukuran tangki ikan (sudah menyentuh akuarium).

Perhatikan juga proporsionalitas kesalahan sistematis: semakin besar ukuran sampel atau ketebalan data (atau volume tangki dan jumlah ikannya), semakin besar kesalahan sistematisnya. Jika tangki sekarang memiliki 3.500 ikan, kesalahannya akan menjadi 97 ikan (3.500 x 0,0277); kesalahan absolut meningkat, tetapi nilai relatifnya tidak berubah, konstan.

Jika jumlahnya digandakan, kali ini dengan tangki ikan 7.000, maka kesalahannya akan menjadi 194 ikan. Oleh karena itu, kesalahan sistematis konstan dan juga proporsional.

Ini tidak berarti bahwa hitungan ikan harus diulang: cukup untuk mengetahui bahwa jumlah yang ditentukan sesuai dengan 97,23% dari total ikan (100-2,77%). Dari situ, jumlah ikan sebenarnya bisa dihitung dengan mengalikan faktor 100 / 97.23

Misalnya, jika dihitung 5.200 ikan, maka jumlah sebenarnya adalah 5.348 ikan (5.200 x 100 / 97.23).

Kesalahan sistematis dalam kimia

Dalam kimia, kesalahan sistematis biasanya disebabkan oleh penimbangan yang buruk karena timbangan yang tidak terkalibrasi, atau oleh pembacaan volume yang buruk pada bahan kaca. Meskipun mereka mungkin tidak terlihat seperti itu, mereka mempengaruhi keakuratan hasil, karena semakin banyak, semakin banyak efek negatifnya bertambah.

Misalnya, jika timbangan tidak terkalibrasi dengan baik, dan dalam analisis tertentu perlu dilakukan beberapa penimbangan, maka hasil akhirnya akan semakin jauh dari yang diharapkan; itu akan lebih tidak akurat. Hal yang sama terjadi jika analisis terus-menerus mengukur volume dengan buret yang pembacaannya salah.

Selain timbangan dan bahan kaca, ahli kimia juga dapat membuat kesalahan dalam menangani termometer dan pH-meter, dalam kecepatan pengadukan, waktu yang diperlukan untuk terjadinya reaksi, dalam kalibrasi bahan. spektrofotometer, dengan asumsi kemurnian tinggi dalam sampel atau reagen, dll.

Kesalahan sistematik lainnya dalam kimia dapat terjadi ketika urutan penambahan reagen diubah, campuran reaksi dipanaskan hingga suhu yang lebih tinggi dari yang direkomendasikan oleh metode, atau produk sintesis tidak direkristalisasi dengan benar.

Kesalahan sistematis dalam fisika

Di laboratorium fisika, kesalahan sistematis bahkan lebih bersifat teknis: peralatan atau alat apa pun tanpa kalibrasi yang tepat, tegangan yang salah diterapkan, pengaturan cermin atau bagian yang salah dalam percobaan, menambahkan terlalu banyak momen pada objek yang seharusnya jatuh karena pengaruh gravitasi, di antara eksperimen lainnya.

Perhatikan bahwa ada kesalahan sistematis yang berasal dari ketidaksempurnaan instrumen, dan kesalahan lain yang lebih bersifat operasional, produk kesalahan dari pihak analis, ilmuwan, atau individu yang bersangkutan yang melakukan tindakan.

Contoh kesalahan sistematis

Contoh lain dari kesalahan sistematis akan disebutkan di bawah ini, yang tidak harus terjadi di dalam laboratorium atau di bidang ilmiah:

-Tempatkan roti di bagian bawah oven, panggang lebih dari yang diinginkan

-Postur tubuh yang buruk saat duduk

-Segel panci moka hanya karena tidak kuat

-Jangan membersihkan kukusan mesin kopi setelah memberi tekstur atau memanaskan susu

-Gunakan cangkir dengan ukuran berbeda saat Anda mengikuti atau ingin mengulang resep tertentu

-Ingin memberi dosis radiasi matahari pada hari-hari teduh

-Lakukan chin-up di palang dengan bahu terangkat ke arah telinga

-Putar beberapa lagu pada gitar tanpa terlebih dahulu menyetel senar

-Goreng goreng dengan volume minyak yang tidak mencukupi dalam kuali

-Lakukan titrasi volumetrik berikutnya tanpa menstandarkan larutan titran lagi

Referensi

1. Day, R., & Underwood, A. (1986). Kimia Analitik Kuantitatif. (Edisi ke-5). PEARSON Prentice Hall.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (11 Februari 2020). Kesalahan Acak vs. Kesalahan Sistematis. Diperoleh dari: thinkco.com
3. Web Riset Bodner. (sf). Kesalahan. Diperoleh dari: chemed.chem.purdue.edu
4. Elsevier BV (2020). Kesalahan Sistematis. ScienceDirect. Diperoleh dari: sciencedirect.com
5. Sepúlveda, E. (2016). Kesalahan sistematis. Diperoleh dari Fisika Online: fisicaenlinea.com
6. María Irma García Ordaz. (sf). Masalah kesalahan pengukuran. Universitas Otonom Negara Bagian Hidalgo. Diperoleh dari: uaeh.edu.mx
7. Wikipedia. (2020). Kesalahan pengamatan. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
8. John Spacey. (2018, 18 Juli). 7 Jenis Kesalahan Sistematis. Dipulihkan dari: simplicable.com