تقنيات المختبر
دقة القياس
تعد القدرة على تكرار التجربة والحصول على نفس النتائج ، أو قابلية التكرار ، أمرا ضروريا في البحث العلمي. ومع ذلك ، من المستحيل تكرار تجربة إ…
في البحث العلمي ، تعتبر قابلية تكرار التجربة مهمة للغاية. وبالتالي ، فإن الاحتفاظ بدفتر ملاحظات مختبر يحتوي على تسجيلات إجرائية مفصلة جنبا إلى جنب مع تقنيات المختبر المناسبة يساعد في إعادة إنتاج النتائج التجريبية.
على سبيل المثال ، يجب إجراء قياسات بسيطة ، مثل حجم السائل ، باستخدام الأواني الزجاجية المناسبة لضمان الدقة. قم دائما بقياس الحجم باستخدام الأواني الزجاجية الحجمية، مثل القارورة الحجمية أو الأسطوانة المتدرجة أو الماصة الحجمية. يتم قياس الحجم في الجزء السفلي من الغضروف المفصلي.
علامات الحجم على الأكواب وقوارير Erlenmeyer ليست دقيقة وتعمل كإرشادات فقط. عند اختيار الأواني الزجاجية الحجمية ، حدد أصغر حاوية ممكنة لوحدة التخزين المطلوبة. تتم معايرة الأواني الزجاجية الحجمية إما لتسليمها أو احتواءها.
تم تصميم الحاويات التي تمت معايرتها للتسليم لتوفير الحجم المذكور مع فهم أن كمية صغيرة من السائل ستبقى في الأواني الزجاجية بعد إفراغها. في هذه الحالة ، ليست هناك حاجة لإزالة السائل المتبقي أو سيتم إفراغ أكثر من الحجم المطلوب. الأواني الزجاجية التي تمت معايرتها لاحتوائها ستحتفظ بالحجم المذكور وتسليمه ولكنها تتطلب سكب السائل المتبقي حتى يتم استلام الحجم الكامل.
نقيس للحصول على قيمة حقيقية. ومع ذلك ، سيكون هناك دائما مستوى معين من عدم اليقين والخطأ. القيمة المقاسة هي أفضل تقدير لدينا للقيمة الفعلية ، والتي غالبا ما تكون غير معروفة لنا. الخطأ هو الفرق بين القيم المقاسة والفعلية. يصف عدم اليقين في القياس النطاق الذي نعتقد أنه من المحتمل أن تكمن فيه القيمة الفعلية. عند تسجيل القياسات ، من المهم الحفاظ على العدد المناسب من الأرقام المهمة.
الأرقام المهمة هي الأرقام في القياس التي تحمل معنى. يحدد الرقم الأخير المسجل مستوى عدم اليقين. جميع الأرقام بخلاف الأصفار البادئة واللاحقة مهمة. والأصفار اللاحقة مهمة عندما تكون هناك فاصلة عشرية تسبقها.
على سبيل المثال ، في قياس الطول باستخدام المسطرة ، نرى أن الطول لا يقل عن بوصة واحدة ، ولكن بالتأكيد ليس 2 بوصة. إذن، الرقم الأول المهم هو واحد. تمثل علامة التجزئة التالية 0.1 بوصة وهي مهمة أيضا.
يحتوي التسجيل البالغ 1.1 بوصة على رقمين مهمين ويشير إلى أن عدم اليقين يكمن في الخانة العاشرة. ومع ذلك ، فإن العرض الحقيقي يقع بين علامتي تجزئة. لذا ، فإن عدم اليقين يكمن هنا في خانة المئات حيث تم الإبلاغ عن الطول على أنه 1.15 بوصة.
عند إجراء العمليات الحسابية باستخدام القيم المقاسة ، تذكر عدم إجراء العمليات الحسابية بدقة أعلى من القياس الأصلي. هذه الأرقام الإضافية ليست مهمة ولا ينبغي تضمينها. على سبيل المثال ، عند حساب مساحة المربع بطول ضلع 1.15 ، نرى أن الطول يحتوي على ثلاثة أرقام معنوية. لذلك ، يجب أن تحتوي الإجابة أيضا على ثلاثة أرقام مهمة.
المساحة المحسوبة البالغة 1.3225 بوصة مربعة تتكون من خمسة أرقام وتقدم اليقين في الحساب الذي لم يكن موجودا في القياس الأصلي. وبالتالي ، فإن المساحة الصحيحة هي 1.32 بوصة مربعة.
في هذا المختبر ، ستمارس مهارات المختبر المناسبة عن طريق قياس كثافة البويضة واستخدام الأرقام المهمة في حساباتك وتسجيلاتك. بالإضافة إلى ذلك ، سوف تتدرب على حفظ السجلات في دفتر المختبر الخاص بك وفحص دقة القياسات باستخدام الأواني الزجاجية الحجمية.
تسجيل الدخول أو للوصول إلى المحتوى الكامل. تعرّف على المزيد حول وصول مؤسستك إلى محتوى JoVE هنا
في البحث العلمي ، تعتبر قابلية تكرار التجربة مهمة للغاية. وبالتالي ، فإن الاحتفاظ بدفتر ملاحظات مختبر يحتوي على تسجيلات إجرائية مفصلة جنبا إلى جنب مع تقنيات المختبر المناسبة يساعد في إعادة إنتاج النتائج التجريبية.
على سبيل المثال ، يجب إجراء قياسات بسيطة ، مثل حجم السائل ، باستخدام الأواني الزجاجية المناسبة لضمان الدقة. قم دائما بقياس الحجم باستخدام الأواني الزجاجية الحجمية، مثل القارورة الحجمية أو الأسطوانة المتدرجة أو الماصة الحجمية. يتم قياس الحجم في الجزء السفلي من الغضروف المفصلي.
علامات الحجم على الأكواب وقوارير Erlenmeyer ليست دقيقة وتعمل كإرشادات فقط. عند اختيار الأواني الزجاجية الحجمية ، حدد أصغر حاوية ممكنة لوحدة التخزين المطلوبة. تتم معايرة الأواني الزجاجية الحجمية إما لتسليمها أو احتواءها.
تم تصميم الحاويات التي تمت معايرتها للتسليم لتوفير الحجم المذكور مع فهم أن كمية صغيرة من السائل ستبقى في الأواني الزجاجية بعد إفراغها. في هذه الحالة ، ليست هناك حاجة لإزالة السائل المتبقي أو سيتم إفراغ أكثر من الحجم المطلوب. الأواني الزجاجية التي تمت معايرتها لاحتوائها ستحتفظ بالحجم المذكور وتسليمه ولكنها تتطلب سكب السائل المتبقي حتى يتم استلام الحجم الكامل.
نقيس للحصول على قيمة حقيقية. ومع ذلك ، سيكون هناك دائما مستوى معين من عدم اليقين والخطأ. القيمة المقاسة هي أفضل تقدير لدينا للقيمة الفعلية ، والتي غالبا ما تكون غير معروفة لنا. الخطأ هو الفرق بين القيم المقاسة والفعلية. يصف عدم اليقين في القياس النطاق الذي نعتقد أنه من المحتمل أن تكمن فيه القيمة الفعلية. عند تسجيل القياسات ، من المهم الحفاظ على العدد المناسب من الأرقام المهمة.
الأرقام المهمة هي الأرقام في القياس التي تحمل معنى. يحدد الرقم الأخير المسجل مستوى عدم اليقين. جميع الأرقام بخلاف الأصفار البادئة واللاحقة مهمة. والأصفار اللاحقة مهمة عندما تكون هناك فاصلة عشرية تسبقها.
على سبيل المثال ، في قياس الطول باستخدام المسطرة ، نرى أن الطول لا يقل عن بوصة واحدة ، ولكن بالتأكيد ليس 2 بوصة. إذن، الرقم الأول المهم هو واحد. تمثل علامة التجزئة التالية 0.1 بوصة وهي مهمة أيضا.
يحتوي التسجيل البالغ 1.1 بوصة على رقمين مهمين ويشير إلى أن عدم اليقين يكمن في الخانة العاشرة. ومع ذلك ، فإن العرض الحقيقي يقع بين علامتي تجزئة. لذا ، فإن عدم اليقين يكمن هنا في خانة المئات حيث تم الإبلاغ عن الطول على أنه 1.15 بوصة.
عند إجراء العمليات الحسابية باستخدام القيم المقاسة ، تذكر عدم إجراء العمليات الحسابية بدقة أعلى من القياس الأصلي. هذه الأرقام الإضافية ليست مهمة ولا ينبغي تضمينها. على سبيل المثال ، عند حساب مساحة المربع بطول ضلع 1.15 ، نرى أن الطول يحتوي على ثلاثة أرقام معنوية. لذلك ، يجب أن تحتوي الإجابة أيضا على ثلاثة أرقام مهمة.
المساحة المحسوبة البالغة 1.3225 بوصة مربعة تتكون من خمسة أرقام وتقدم اليقين في الحساب الذي لم يكن موجودا في القياس الأصلي. وبالتالي ، فإن المساحة الصحيحة هي 1.32 بوصة مربعة.
في هذا المختبر ، ستمارس مهارات المختبر المناسبة عن طريق قياس كثافة البويضة واستخدام الأرقام المهمة في حساباتك وتسجيلاتك. بالإضافة إلى ذلك ، سوف تتدرب على حفظ السجلات في دفتر المختبر الخاص بك وفحص دقة القياسات باستخدام الأواني الزجاجية الحجمية.
View the full transcript and gain access to JoVE Lab Manual videos
Q1: Why is it important to use the correct glassware when measuring liquid volume?
Using proper volumetric glassware like graduated cylinders and volumetric pipettes ensures accurate measurements essential for reproducibility. Beakers and Erlenmeyer flasks have volume markings that serve only as guidelines and are not calibrated for precision. Accurate measurements are critical because they directly affect experimental results and the ability to repeat findings.
Q2: How do you correctly read the volume of liquid in graduated glassware?
Volume is measured at the bottom of the meniscus, the curved liquid surface in glass containers. Read the measurement by viewing the liquid surface from the side at eye-level to avoid parallax error. Looking from above or below will cause the liquid level to appear higher or lower than it actually is, leading to inaccurate readings.
Q3: What is the difference between glassware calibrated to contain versus deliver?
Glassware calibrated to contain (TC) holds the specified volume when filled to the mark but leaves liquid behind when poured out; you must pour out all liquid to receive the full volume. Glassware calibrated to deliver (TD) dispenses only the specified volume and should not be emptied completely. Volumetric flasks are typically TC, while pipettes are typically TD.
Q4: What are significant figures and why do they matter in lab measurements?
Significant figures are the digits in a measurement that carry meaning and reflect the precision of your equipment. The last digit recorded defines the level of uncertainty. All numbers except leading and trailing zeros are significant; trailing zeros are significant when preceded by a decimal point. Proper significant figures prevent false certainty in calculations.
Q5: How many significant figures should a calculated result have?
A calculated value must have the same number of significant figures as the least precise measurement used in the calculation. For example, multiplying 1.15 inches by 1.15 inches yields 1.3225 square inches, but should be reported as 1.32 square inches to match the three significant figures in the original measurement. Reporting extra digits introduces false precision.
Q6: Why should you select the smallest volumetric container possible for your needed volume?
Selecting the smallest appropriate container maximizes measurement precision and accuracy. Larger containers have larger increments between markings, reducing the precision of your measurement. Using the smallest suitable volumetric glassware ensures you can measure your desired volume with the greatest possible accuracy for your experiment.
Q7: What role does a lab notebook play in ensuring experimental reproducibility?
A detailed lab notebook records procedural steps, measurements, and equipment used, making it possible to reproduce experiments and verify results. Without comprehensive records, other scientists cannot replicate your work or verify your findings. Proper record-keeping combined with correct lab techniques ensures that experimental results can be consistently reproduced.