מדידה מדעית ומיומנויות מעבדה

מושגיםהכנת מדריךפרוטוקול סטודנט
0 צפיות04:34 דק'
Print Procedure Steps
Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מקור: סמאא קורים באוניברסיטת ג'ונס הופקינס, MD, ארה"ב

  1. מדידת קוטר והיקף<לחצן class="expand">הרחב

    שגיאה יכולה להיות מוצגת בכל ניסוי, גם כאשר הטכניקה מבוצעת בזהירות ובצורה נכונה. חיוני לבחון באופן ביקורתי את שיטות הניסוי שלך בעת ביצוע כל תרגיל מעבדה על מנת להבין ולהעריך את אי הוודאות. בחלק זה של המעבדה, תקבעו הליך למדידת ההיקף של כלי זכוכית שונים ולאחר מכן תעריכו מקורות טעות במדידות שלכם.

    • כדי להתחיל, לבשו את ציוד המגן האישי המתאים, כולל כפפות, משקפי התזה כימיים ומעיל מעבדה.
    • הניחו פד על הספסל כדי למנוע שבירה של כלי זכוכית. הפוך כל הפוכה על הפד כך שבסיס הכד פונה לתקרה.
    • מקם קצה אחד של המיתר קרוב ככל האפשר לקצה הבסיס ומרחיב את המיתר לצד השני של הכד כדי למדוד את הקוטר. השתמש בסמן כדי לסמן את המחרוזת, תוך סימון הקצוות.
    • הסר את המחרוזת והשתמש בסרגל כדי למדוד את המרחק בין נקודות הקצה המסומנות במחרוזת. רשום את הקוטר (ואת עוצמת הקול) במחשב הנייד שלך. חזור על המדידה פעמיים נוספות.

      טבלה 1: מדידת קוטר והיקף

      Trial 1Trial 2Trial 3
      50-mL beakerקוטר נמדד
      היקף נמדד
      היקף מחושב
      100-mL beakerקוטר נמדד
      היקף נמדד
      היקף מחושב
      250-mL beakerקוטר נמדד
      היקף נמדד
      היקף מחושב
      400-mL beakerקוטר נמדד
      היקף נמדד
      היקף מחושב
      600-mL beakerקוטר נמדד
      היקף נמדד
      היקף מחושב
      היקף נמדד לעומת קוטרהיקף מחושב לעומת קוטר
      מדרוןמדרון
      יירוט Yיירוט Y
      22
      לחץ כאן להורדת טבלה 1
    • מניחים קצה אחד של המיתר בקצה הכד ומרחיבים את החוט סביב הכד כדי למדוד את ההיקף. הערה: נסו למדוד את ההיקף באותו גובה שבו מדדתם את הקוטר תוך שמירה על מיתר ישר ככל האפשר.
    • סמן את המחרוזת, מדוד את האורך באמצעות הסרגל ורשום את מדידת ההיקף במחברת שלך. חזור על המדידה פעמיים נוספות.
    • אסוף מדידות קוטר והיקף עבור כל אחת מהכוסות בגדלים שונים ורשום אותן במחשב הנייד שלך.
  2. Pipetting

    פיפטות הן התקנים נפחיים המשמשים במעבדה למדידה והעברה של נפחים ספציפיים של נוזלים. ישנם סוגים שונים של פיפטות אבל אלה שנשתמש בהם היום נקראים פיפטות נפחיות. פיפטות זכוכית אלה מסומנות באותיות 'TD' ובנפח, המציין כי הוא נועד לספק את נפח הנוזל בטמפרטורה שצוינה. השגיאה מופיעה גם ברשימה. המדידה נכונה כאשר תחתית המניסקוס נמצאת בקו הנפח המתאים. צינור או נורה משמשים כדי למשוך את הנוזל לתוך פיפטה. בחלק זה של המעבדה, תתרגל פיפטינג באמצעות פיפטות נפחיות שונות ותבחן את העקביות שלך ואת מקורות הטעויות האפשריים שלך. הערה: אסור לך פיפטה דרך הפה.

    • כדי להתחיל, מלאו של 50 מ"ל במי ברז.
    • לשקול את הגליל המדורג הריק של 10 מ"ל על האיזון ולרשום את המשקל.

      טבלה 2: פיפטינג 10 מ"ל מים

      <טבלה align="center" height="224" style="border-collapse: collapse; font-size: 11px; line-height: 24px;" width="100%"> 5-mL פיפטה 10-mL פיפטה 1st measurement 2nd measurement 3rd measurement 1st measurement 2nd measurement 3rd measurement Massempty 10-mL graduate cylinder (g) Massfull 10-mL מדורג גליל (g) Volumewater (mL) Mass water (g) מסהריק 10-mL גליל מדורג (g) Massfull 10-mL מדורג גליל (g) Volumewater (mL) Mass water (g) לחץ כאן להורדת טבלה 2
    • חבר פיפטה של 5 מ"ל לצינור ושאב 5 מ"ל מים. כוונן את עוצמת הקול כך שתחתית המניסקוס תהיה בקו מדידה של 5 מ"ל. לאחר מכן, לחלק את המים לתוך גליל מדורג 10 מ"ל.
    • חזור על הפעולה כדי להוסיף עוד 5 מ"ל מים לגליל המדורג.
    • קרא את אמצעי האחסון שמולא על הגליל המדורג ורשום אותו במחברת שלך.
    • להחזיר את הגליל המדורג לאיזון ולרשום את המסה החדשה. הפחת את המסה הראשונית מערך זה כדי לקבל את מסת המים שנוספו לכלי הזכוכית.
    • לשקול את המסה של בקבוק נפח ריק 10-mL ולרשום את הערך. השתמש פיפטה 5 מ"ל כדי למדוד 10 מ"ל של מים לתוך הצלוחית. מחזירים את הבקבוק לאיזון ורושמים את המסה החדשה. הפחת את המסה הראשונית כדי לקבל את מסת המים שנוספו.
    • שפכו את המים מתוך הגליל המדורג והבקבוק הנפחי וחברו את פיפטת 10 מ"ל לצינור.
    • לשקול מחדש את הגליל המדורג הריק. לאחר מכן, לקחת 10 מ"ל של מים באמצעות פיפטה ולחלק אותו לתוך גליל מדורג. קרא את נפח הנוזל, רשום אותו במחשב הנייד שלך וקבע את מסת המים שנוספו.
    • לשקול מחדש את הבקבוק הנפחי הריק ולאחר מכן למדוד 10 מ"ל מים לתוך הצלוחית הנפחית. לקבוע את המסה של המים הוסיף.
    • המשך לתרגל פיפטינג על ידי העברת כמויות של נוזל הן לגליל המדורג והן לצלוחית הנפחית. חזרו על הפעולה לפחות שלוש פעמים עבור כל פיפטה וכלי זכוכית. הקלט את כל מדידות הנפח והמסה כדי שתוכל לקבוע את העקביות והדיוק של הטכניקה שלך.
  3. סינון ואקום<לחצן class="expand">הרחב

    סינון ואקום באמצעות משפך ביכנר הוא טכניקה המשמשת לעתים קרובות להפרדת מוצקים מנוזלים. משפך Büchner מחובר לבקבוק מסנן באמצעות מתאם גומי ולאחר מכן מחובר לוואקום עם צינורות סיליקון. לאחר נייר סינון ממוקם בתוך המשפך, הפתרון הוא שפך לתוכו. הוואקום מושך את הנוזל לתוך הבקבוק עם המוצקים שנותרו על נייר הסינון במשפך. בחלק זה של המעבדה, תוכלו לתרגל טכניקה זו על ידי סינון חול ממים באמצעות מערך משפך Büchner. לאחר מכן תבדוק את יעילות הטכניקה שלך על ידי השוואת משקל החול לפני ואחרי הסינון.

    • כדי להתחיל, אפס את היתרה. הניחו סירת שקילה ריקה על המאזניים ורשמו את המשקל במחשב הנייד שלכם. לאחר מכן, לטשטש את האיזון.

      טבלה 3: סינון ואקום

      מסה התחלתית של חול (g)                                  
      המסה הסופית של חול (g)
      אחוז תשואה
      לחץ כאן להורדת טבלה 3
    • הסר את סירת השקילה משיווי המשקל והשתמש בסקופולה כדי להעביר חול לסירת השקילה. החזירו את סירת השקילה לאיזון ובדקו את המסה.
    • הוסף או הסר חול עד לקבלת כ- 3 גרם. רשום את המשקל כמסה התחלתית במחשב הנייד שלך.
    • השג כ-20 מ"ל אצטון בכד מסומן, והקפד לכסות אותו בזכוכית שעון כשאתה מחזיר אותו לתחנת העבודה שלך.
    • מדדו 20 מ"ל של מים שעברו דה-יוניזציה באמצעות גליל מדורג של 10 מ"ל ושפכו את המים לתוך הכד של 100 מ"ל.
    • להשיג תמיסת צבע אדום ולמדוד 5 מ"ל של תמיסת הצבע באמצעות פיפטה 5-מ"ל.
    • מוציאים את הצבע האדום לתוך המים ואז מוסיפים בחול. ערבבו היטב את החול, הצבע והמים בעזרת מוט ערבוב מזכוכית.
    • הגדר את מערכת סינון הוואקום. הניחו את מתאם הגומי בצוואר בקבוק המסנן וחברו את צינור הסיליקון מהוואקום לזרוע הדוקרנית של בקבוק המסנן. הכניסו את הגבעול של משפך Büchner למתאם הגומי וודאו שהוא מתאים. מרכז את נייר הסינון בתוך המשפך, ולאחר מכן הפעל את השואב כדי להתחיל בשאיבה.
    • ערבבו בעדינות את תערובת החול תוך מזיגה איטית למרכז נייר הסינון. השתמשו במוט ערבוב הזכוכית כדי לכוון את התערובת למרכז המשפך. מגרדים את שאריות תערובת החול לתוך המשפך באמצעות שוטר הגומי.
    • לאחר שכל המים עברו דרך המשפך, כבו את הוואקום. בדקו שלא נכנס חול לתסנין בצלוחית. הערה: אם כן נכנס חול, נייר הסינון לא היה ממורכז במשפך. מרכזו מחדש את נייר הסינון, ואז רוקנו את התסנין לתוך הכד וסננו שוב את התמיסה.
    • ברגע שהתמיסה מסוננת כראוי, כבו את הוואקום ושטפו את החול על נייר הסינון בכ-3-5 מ"ל מים שעברו דה-יוניזציה. הפעילו את השואב כדי להסיר את המים והצבע. חזרו על שלב השטיפה עד שכל הצבע האדום יוסר מהחול.
    • כבו את השואב ונתק את בקבוק המסנן מצינור הסיליקון.
    • תייגו את הכד בנפח 600 מ"ל כ"פסולת מימית" ושפכו את התסנין מבקבוק המסנן לתוך הכד.
    • חבר מחדש את בקבוק המסנן והצנרת למשפך Büchner. יבש את החול עוד יותר על ידי שטיפתו עם 3-5 מ"ל של אצטון. הפעל את השואב כדי למשוך את הנוזל לתוך בקבוק המסנן. חזור על שלב זה 1-2 פעמים נוספות כדי לייבש את החול לחלוטין.
    • לשלב הייבוש האחרון, הניחו את פקק הגומי הגדול על גבי המשפך למשך כ-10 דקות.
    • תייגו נפרדת לפסולת אורגנית. כבו את השואב, נתקו את הצינורית מהצלוחית, הסירו את המשפך ושפכו את האצטון לבקבוק הפסולת האורגנית.
    • קח את המשפך ואת נייר הסינון לאיזון וקח סירת שקילה נקייה.
    • הוציאו בזהירות את נייר הסינון מהמשפך וגרדו את החול לתוך סירת השקילה באמצעות שוטר הגומי. שקלו את החול ורשמו את המסה כ'מסה סופית'.
    • לאחר 5 דקות, מדדו שוב את המסה ושימו לב לשינויים.
    • כדי לנקות מהמעבדה, שטפו את הפסולת המימית במורד הכיור. יוצקים את הפסולת האורגנית למיכל הפסולת האורגנית הייעודי. השליכו את החול, פילטר נייר וחוט לפח. שטפו את כל כלי הזכוכית המשומשים במי ברז והניחו לייבוש.
  4. Results

    כעת, לאחר שתרגלתם מדידה, פיפטינג וסינון, בואו ננתח את הטכניקות שלכם.

    • ראשית, בואו נסתכל על העקביות של קוטר הכד ומדידות ההיקף שלכם. השתמש בתוכנת גיליון אלקטרוני כדי להכין תרשים פיזור של היקף נמדד לעומת קוטר נמדד.
    • קוטר העלילה כמשתנה הבלתי תלוי בציר x, והיקף העלילה כמשתנה התלוי בציר y.
    • חשב את ההיקף הצפוי עבור כל אחד מהקטרים הנמדדים באמצעות המשוואה הבאה: C=πD
    • התווה את ערכי ההיקף הצפויים כפונקציה של קוטר באותו גרף.
    • התאם את שתי קבוצות הנתונים באמצעות התאמה ליניארית מיטבית וקבע את השיפוע, היירוט והערך בריבוע r של קו ההתאמה. לשיפוע וליירוט יש נתונים משמעותיים יותר מהמדידה המקורית. המדידות שלנו היו מדויקות רק למקום העשירי. לכן, המשוואה מותאמת ל- y = 2.9x + 2.1.
    • אם מדידות ההיקף שלך היו מדויקות, שני קווי המגמה צריכים להתאים זה לזה, ומשוואת קו המגמה צריכה להתאים באופן הדוק לנוסחת ההיקף. אתם יכולים לראות כאן את מדידת ההיקף שלנו, ושבקו ההתאמה הטובה ביותר שלנו יש טעות כלשהי.
    • עכשיו, בואו נסתכל על כישורי הפיפטינג שלכם. זכרו שהשתמשנו גם בפיפטה של 5 מ"ל וגם בפיפט של 10 מ"ל כדי למדוד 10 מ"ל מים לתוך גליל מדורג של 10 מ"ל ואז מדדנו את המשקל.
    • ראשית, החסרו את המסה של הגליל המדורג הריק מהגליל המדורג המכיל מים כדי לקבל את המסה של 10 מ"ל מים.
    • כאן, אנו מראים את התוצאות של שני ניסויים עבור פיפטות 5 מ"ל ו 10 מ"ל. מכיוון שצפיפות המים היא 1 גרם / מ"ל, ל -10 מ"ל מים יש מסה של 10 גרם. המדידה של 10 מ"ל מים הייתה מדויקת למדי באמצעות כל נפח של פיפטה, כאשר פיפטה 5 מ"ל הייתה מעט מדויקת יותר.
    • כדי לנתח עד כמה החול סונן באמצעות מערך המשפך של ביכנר, חשב את אחוז התפוקה. אחוז היבול שווה למסה הסופית של החול, או היבול בפועל, חלקי המסה הראשונית של החול, או היבול התיאורטי, כפול 100.
      הערה: אי אפשר להשיג אחוז תשואה מעל 100%. מכיוון שהמסה הסופית של החול, או היבול בפועל, אינם יכולים להיות גבוהים יותר מהמסה הראשונית, או מהיבול התיאורטי.
    • כאן אנו מראים את תוצאות הסינון שלנו, כאשר אחוז התשואה שווה לכ-75%. ככל שהתשואה באחוזים קרובה יותר ל-100%, כך הסינון טוב יותר. הערה: אם התשואה באחוזים גבוהה מ-100%, ייתכן שיש טעות בחישוב שלכם, ייתכן שהחול נשקל בצורה שגויה, או שהחול לא היה יבש לחלוטין בעת השקילה.