Techniques de laboratoire
Précision de mesure
La capacité de répéter une expérience et d’obtenir les mêmes résultats, ou reproductibilité, est essentielle dans la recherche sci…
Dans la recherche scientifique, la reproductibilité d’une expérience est extrêmement importante. Ainsi, la tenue d’un cahier de laboratoire contenant des enregistrements détaillés des procédures ainsi que des techniques de laboratoire appropriées permet de reproduire les résultats expérimentaux.
Par exemple, des mesures simples, comme le volume de liquide, doivent être effectuées à l’aide de la verrerie appropriée pour garantir la précision. Mesurez toujours le volume à l’aide d’une verrerie jaugée, comme une fiole jaugée, un cylindre gradué ou une pipette jaugée. Le volume est mesuré au bas du ménisque.
Les marquages de volume sur les béchers et les erlenmeyers ne sont pas précis et ne servent que de lignes directrices. Lors de la sélection de la verrerie volumétrique, sélectionnez le plus petit récipient possible pour le volume nécessaire. La verrerie volumétrique est calibrée soit pour livrer, soit pour contenir.
Les récipients calibrés pour l’administration sont conçus pour fournir le volume indiqué, étant entendu qu’une petite quantité de liquide restera dans la verrerie après qu’elle a été vidée. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire de retirer le liquide restant ou de vider plus que le volume souhaité. La verrerie calibrée pour contenir conservera et délivrera le volume indiqué, mais nécessite que le liquide restant soit versé afin que le volume complet soit reçu.
Nous mesurons pour obtenir une valeur juste. Cependant, il y aura toujours un certain niveau d’incertitude et d’erreur. La valeur mesurée est notre meilleure estimation de la valeur réelle, qui nous est souvent inconnue. L’erreur est la différence entre les valeurs mesurées et les valeurs réelles. L’incertitude de mesure décrit la plage dans laquelle nous pensons qu’il est probable que la valeur réelle se situe. Lors de l’enregistrement des mesures, il est important de conserver le nombre approprié de chiffres significatifs.
Les chiffres significatifs sont les chiffres d’une mesure qui ont une signification. Le dernier chiffre enregistré définit le niveau d’incertitude. Tous les nombres autres que les zéros de début et de fin sont significatifs. Et les zéros à droite sont significatifs lorsqu’ils sont précédés d’une virgule.
Par exemple, dans une mesure de longueur à l’aide d’une règle, nous voyons que la longueur est d’au moins un pouce, mais certainement pas de 2 pouces. Ainsi, le premier chiffre significatif est un. La graduation suivante représente 0,1 pouce et est également significative.
Un enregistrement de 1,1 pouce comporte deux chiffres significatifs et implique que l’incertitude se situe à la dixième place. Cependant, l’épaisseur réelle se situe entre deux graduations. Ainsi, l’incertitude réside ici à la place des centièmes car la longueur est de 1,15 pouce.
Lorsque vous effectuez des calculs à l’aide de valeurs mesurées, n’oubliez pas de ne pas effectuer de calculs à une résolution supérieure à celle de la mesure d’origine. Ces chiffres supplémentaires ne sont pas significatifs et ne doivent pas être inclus. Par exemple, lorsque l’on calcule l’aire du carré avec une longueur de côté de 1,15, on voit que la longueur a trois chiffres significatifs. Ainsi, la réponse devrait également avoir trois chiffres significatifs.
La surface calculée de 1,3225 pouces carrés comporte cinq chiffres et introduit dans le calcul une certitude qui n’était pas présente dans la mesure initiale. Ainsi, la zone correcte est de 1,32 pouces carrés.
Dans cet atelier, vous mettrez en pratique les compétences de laboratoire appropriées en mesurant la densité d'un œuf et en utilisant des chiffres significatifs dans vos calculs et enregistrements. De plus, vous vous exercerez à tenir des registres dans votre cahier de laboratoire et à examiner la précision des mesures avec de la verrerie volumétrique.
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Dans la recherche scientifique, la reproductibilité d’une expérience est extrêmement importante. Ainsi, la tenue d’un cahier de laboratoire contenant des enregistrements détaillés des procédures ainsi que des techniques de laboratoire appropriées permet de reproduire les résultats expérimentaux.
Par exemple, des mesures simples, comme le volume de liquide, doivent être effectuées à l’aide de la verrerie appropriée pour garantir la précision. Mesurez toujours le volume à l’aide d’une verrerie jaugée, comme une fiole jaugée, un cylindre gradué ou une pipette jaugée. Le volume est mesuré au bas du ménisque.
Les marquages de volume sur les béchers et les erlenmeyers ne sont pas précis et ne servent que de lignes directrices. Lors de la sélection de la verrerie volumétrique, sélectionnez le plus petit récipient possible pour le volume nécessaire. La verrerie volumétrique est calibrée soit pour livrer, soit pour contenir.
Les récipients calibrés pour l’administration sont conçus pour fournir le volume indiqué, étant entendu qu’une petite quantité de liquide restera dans la verrerie après qu’elle a été vidée. Dans ce cas, il n’est pas nécessaire de retirer le liquide restant ou de vider plus que le volume souhaité. La verrerie calibrée pour contenir conservera et délivrera le volume indiqué, mais nécessite que le liquide restant soit versé afin que le volume complet soit reçu.
Nous mesurons pour obtenir une valeur juste. Cependant, il y aura toujours un certain niveau d’incertitude et d’erreur. La valeur mesurée est notre meilleure estimation de la valeur réelle, qui nous est souvent inconnue. L’erreur est la différence entre les valeurs mesurées et les valeurs réelles. L’incertitude de mesure décrit la plage dans laquelle nous pensons qu’il est probable que la valeur réelle se situe. Lors de l’enregistrement des mesures, il est important de conserver le nombre approprié de chiffres significatifs.
Les chiffres significatifs sont les chiffres d’une mesure qui ont une signification. Le dernier chiffre enregistré définit le niveau d’incertitude. Tous les nombres autres que les zéros de début et de fin sont significatifs. Et les zéros à droite sont significatifs lorsqu’ils sont précédés d’une virgule.
Par exemple, dans une mesure de longueur à l’aide d’une règle, nous voyons que la longueur est d’au moins un pouce, mais certainement pas de 2 pouces. Ainsi, le premier chiffre significatif est un. La graduation suivante représente 0,1 pouce et est également significative.
Un enregistrement de 1,1 pouce comporte deux chiffres significatifs et implique que l’incertitude se situe à la dixième place. Cependant, l’épaisseur réelle se situe entre deux graduations. Ainsi, l’incertitude réside ici à la place des centièmes car la longueur est de 1,15 pouce.
Lorsque vous effectuez des calculs à l’aide de valeurs mesurées, n’oubliez pas de ne pas effectuer de calculs à une résolution supérieure à celle de la mesure d’origine. Ces chiffres supplémentaires ne sont pas significatifs et ne doivent pas être inclus. Par exemple, lorsque l’on calcule l’aire du carré avec une longueur de côté de 1,15, on voit que la longueur a trois chiffres significatifs. Ainsi, la réponse devrait également avoir trois chiffres significatifs.
La surface calculée de 1,3225 pouces carrés comporte cinq chiffres et introduit dans le calcul une certitude qui n’était pas présente dans la mesure initiale. Ainsi, la zone correcte est de 1,32 pouces carrés.
Dans cet atelier, vous mettrez en pratique les compétences de laboratoire appropriées en mesurant la densité d'un œuf et en utilisant des chiffres significatifs dans vos calculs et enregistrements. De plus, vous vous exercerez à tenir des registres dans votre cahier de laboratoire et à examiner la précision des mesures avec de la verrerie volumétrique.
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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.