Labortechniken

In der wissenschaftlichen Forschung ist die Reproduzierbarkeit eines Experiments extrem wichtig. Das Führen eines Labornotizbuchs mit detaillierten Verfahrensaufzeichnungen zusammen mit den richtigen Labortechniken hilft daher, experimentelle Ergebnisse zu reproduzieren.

Zum Beispiel müssen einfache Messungen, wie z. B. das Flüssigkeitsvolumen, mit den richtigen Glaswaren durchgeführt werden, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Messen Sie das Volumen immer mit volumetrischen Glasgeräten, wie z. B. einem Messkolben, einem Messzylinder oder einer volumetrischen Pipette. Das Volumen wird an der Unterseite des Meniskus gemessen.

Die Volumenmarkierungen auf Bechern und Erlenmeyerkolben sind nicht genau und dienen nur als Richtwerte. Wählen Sie bei der Auswahl der volumetrischen Gläser den kleinstmöglichen Behälter für das benötigte Volumen. Volumetrische Gläser sind entweder so kalibriert, dass sie liefern oder einschließen.

Behälter, die für die Abgabe kalibriert sind, sind so konstruiert, dass sie das angegebene Volumen bereitstellen, unter der Voraussetzung, dass eine kleine Menge Flüssigkeit nach dem Entleeren in den Gläsern verbleibt. In diesem Fall muss die restliche Flüssigkeit nicht entfernt werden, da nicht mehr als das gewünschte Volumen geleert wird. Glaswaren, die so kalibriert sind, dass sie das angegebene Volumen aufnehmen und abgeben, erfordern jedoch, dass die verbleibende Flüssigkeit ausgegossen wird, damit das volle Volumen empfangen wird.

Wir messen, um einen wahren Wert zu erhalten. Es wird jedoch immer ein gewisses Maß an Unsicherheit und Fehler geben. Der gemessene Wert ist unsere beste Schätzung des tatsächlichen Wertes, der uns oft unbekannt ist. Der Fehler ist die Differenz zwischen den gemessenen und den tatsächlichen Werten. Die Messunsicherheit beschreibt den Bereich, in dem wir es für wahrscheinlich halten, dass der tatsächliche Wert liegt. Bei der Aufzeichnung von Messungen ist es wichtig, die entsprechende Anzahl an signifikanten Stellen beizubehalten.

Signifikanzzahlen sind die Ziffern in einer Messung, die eine Bedeutung haben. Die letzte aufgezeichnete Ziffer definiert den Grad der Unsicherheit. Alle Zahlen außer führenden und nachfolgenden Nullen sind signifikant. Und nachfolgende Nullen sind wichtig, wenn ihnen ein Dezimalpunkt vorangestellt ist.

Bei einer Längenmessung mit einem Lineal sehen wir beispielsweise, dass die Länge mindestens einen Zoll, aber sicherlich nicht 2 Zoll beträgt. Die erste signifikante Ziffer ist also eins. Der nächste Teilstrich stellt 0,1 Zoll dar und ist ebenfalls signifikant.

Eine Aufzeichnung von 1,1 Zoll hat zwei signifikante Ziffern und impliziert, dass die Unsicherheit an der zehnten Stelle liegt. Die wahre Breite liegt jedoch zwischen zwei Teilstrichen. Die Unsicherheit liegt hier also im Hundertstelbereich, da die Länge mit 1,15 Zoll angegeben wird.

Wenn Sie Berechnungen mit Messwerten durchführen, denken Sie daran, keine Berechnungen mit einer höheren Auflösung als der ursprünglichen Messung durchzuführen. Diese zusätzlichen Ziffern sind nicht signifikant und sollten nicht aufgenommen werden. Wenn wir zum Beispiel die Fläche des Quadrats mit einer Seitenlänge von 1,15 berechnen, sehen wir, dass die Länge drei signifikante Ziffern hat. Die Antwort sollte also auch drei signifikante Zahlen enthalten.

Die berechnete Fläche von 1,3225 Zoll im Quadrat hat fünf Ziffern und bringt eine Sicherheit in die Berechnung, die in der ursprünglichen Messung nicht vorhanden war. Somit ist die korrekte Fläche 1,32 Zoll im Quadrat.

In diesem Labor üben Sie die richtigen Laborfähigkeiten, indem Sie die Dichte eines Eies messen und aussagekräftige Zahlen in Ihren Berechnungen und Aufzeichnungen verwenden. Darüber hinaus üben Sie die Aufzeichnung in Ihrem Labornotizbuch und untersuchen die Genauigkeit von Messungen mit volumetrischen Glasgeräten.