Técnicas de laboratorio
Precisión de la medición
La capacidad de repetir un experimento y obtener los mismos resultados, o reproducibilidad, es esencial en la investigación c…
En la investigación científica, la reproducibilidad de un experimento es extremadamente importante. Por lo tanto, mantener un cuaderno de laboratorio con registros detallados de los procedimientos junto con las técnicas de laboratorio adecuadas ayuda a reproducir los hallazgos experimentales.
Por ejemplo, las mediciones simples, como el volumen de líquido, deben realizarse utilizando la cristalería adecuada para garantizar la precisión. Mida siempre el volumen con cristalería volumétrica, como un matraz aforado, un cilindro graduado o una pipeta volumétrica. El volumen se mide en la parte inferior del menisco.
Las marcas de volumen en los vasos de precipitados y los matraces Erlenmeyer no son precisas y solo sirven como guías. Al seleccionar la cristalería volumétrica, seleccione el recipiente más pequeño posible para el volumen necesario. La cristalería volumétrica se calibra para entregar o para contener.
Los recipientes calibrados para la entrega están diseñados para proporcionar el volumen indicado con el entendimiento de que una pequeña cantidad de líquido permanecerá en la cristalería después de vaciarla. En este caso, no es necesario eliminar el líquido restante o se vaciará más del volumen deseado. La cristalería calibrada para contener mantendrá y entregará el volumen indicado, pero requiere que el líquido restante se vierta para que se reciba el volumen completo.
Medimos para obtener un valor verdadero. Sin embargo, siempre habrá algún nivel de incertidumbre y error. El valor medido es nuestra mejor estimación del valor real, que a menudo es desconocido para nosotros. El error es la diferencia entre los valores medidos y los reales. La incertidumbre de medición describe el rango en el que creemos que es probable que se encuentre el valor real. Al registrar las mediciones, es importante mantener el número adecuado de cifras significativas.
Las cifras significativas son los dígitos de una medida que tienen significado. El último dígito registrado define el nivel de incertidumbre. Todos los números, excepto los ceros iniciales y finales, son significativos. Y los ceros finales son significativos cuando hay un punto decimal que los precede.
Por ejemplo, en una medición de longitud usando una regla, vemos que la longitud es de al menos una pulgada, pero ciertamente no de 2 pulgadas. Entonces, el primer dígito significativo es uno. La siguiente marca de verificación representa 0,1 pulgadas y también es significativa.
Una grabación de 1,1 pulgadas tiene dos dígitos significativos e implica que la incertidumbre se encuentra en las décimas. Sin embargo, el ancho real se encuentra entre dos marcas de graduación. Por lo tanto, la incertidumbre se encuentra aquí en el lugar de las centésimas, ya que la longitud se informa como 1,15 pulgadas.
Al realizar cálculos utilizando valores medidos, recuerde no realizar cálculos a una resolución superior a la medición original. Esos dígitos adicionales no son significativos y no deben incluirse. Por ejemplo, al calcular el área del cuadrado con una longitud de lado de 1,15, vemos que la longitud tiene tres cifras significativas. Por lo tanto, la respuesta también debe tener tres cifras significativas.
El área calculada de 1,3225 pulgadas cuadradas tiene cinco cifras e introduce certeza en el cálculo que no estaba en la medición original. Por lo tanto, el área correcta es de 1,32 pulgadas cuadradas.
En este laboratorio, practicará las habilidades de laboratorio adecuadas midiendo la densidad de un huevo y utilizando cifras significativas en sus cálculos y registros. Además, practicará el mantenimiento de registros en su cuaderno de laboratorio y examinará la precisión de las mediciones con cristalería volumétrica.
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En la investigación científica, la reproducibilidad de un experimento es extremadamente importante. Por lo tanto, mantener un cuaderno de laboratorio con registros detallados de los procedimientos junto con las técnicas de laboratorio adecuadas ayuda a reproducir los hallazgos experimentales.
Por ejemplo, las mediciones simples, como el volumen de líquido, deben realizarse utilizando la cristalería adecuada para garantizar la precisión. Mida siempre el volumen con cristalería volumétrica, como un matraz aforado, un cilindro graduado o una pipeta volumétrica. El volumen se mide en la parte inferior del menisco.
Las marcas de volumen en los vasos de precipitados y los matraces Erlenmeyer no son precisas y solo sirven como guías. Al seleccionar la cristalería volumétrica, seleccione el recipiente más pequeño posible para el volumen necesario. La cristalería volumétrica se calibra para entregar o para contener.
Los recipientes calibrados para la entrega están diseñados para proporcionar el volumen indicado con el entendimiento de que una pequeña cantidad de líquido permanecerá en la cristalería después de vaciarla. En este caso, no es necesario eliminar el líquido restante o se vaciará más del volumen deseado. La cristalería calibrada para contener mantendrá y entregará el volumen indicado, pero requiere que el líquido restante se vierta para que se reciba el volumen completo.
Medimos para obtener un valor verdadero. Sin embargo, siempre habrá algún nivel de incertidumbre y error. El valor medido es nuestra mejor estimación del valor real, que a menudo es desconocido para nosotros. El error es la diferencia entre los valores medidos y los reales. La incertidumbre de medición describe el rango en el que creemos que es probable que se encuentre el valor real. Al registrar las mediciones, es importante mantener el número adecuado de cifras significativas.
Las cifras significativas son los dígitos de una medida que tienen significado. El último dígito registrado define el nivel de incertidumbre. Todos los números, excepto los ceros iniciales y finales, son significativos. Y los ceros finales son significativos cuando hay un punto decimal que los precede.
Por ejemplo, en una medición de longitud usando una regla, vemos que la longitud es de al menos una pulgada, pero ciertamente no de 2 pulgadas. Entonces, el primer dígito significativo es uno. La siguiente marca de verificación representa 0,1 pulgadas y también es significativa.
Una grabación de 1,1 pulgadas tiene dos dígitos significativos e implica que la incertidumbre se encuentra en las décimas. Sin embargo, el ancho real se encuentra entre dos marcas de graduación. Por lo tanto, la incertidumbre se encuentra aquí en el lugar de las centésimas, ya que la longitud se informa como 1,15 pulgadas.
Al realizar cálculos utilizando valores medidos, recuerde no realizar cálculos a una resolución superior a la medición original. Esos dígitos adicionales no son significativos y no deben incluirse. Por ejemplo, al calcular el área del cuadrado con una longitud de lado de 1,15, vemos que la longitud tiene tres cifras significativas. Por lo tanto, la respuesta también debe tener tres cifras significativas.
El área calculada de 1,3225 pulgadas cuadradas tiene cinco cifras e introduce certeza en el cálculo que no estaba en la medición original. Por lo tanto, el área correcta es de 1,32 pulgadas cuadradas.
En este laboratorio, practicará las habilidades de laboratorio adecuadas midiendo la densidad de un huevo y utilizando cifras significativas en sus cálculos y registros. Además, practicará el mantenimiento de registros en su cuaderno de laboratorio y examinará la precisión de las mediciones con cristalería volumétrica.
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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.