How do you measure the diameter of a beaker using string and a ruler?

Place the beaker upside down on a pad. Position one end of the string at the edge of the base and extend it across to the opposite side. Mark both endpoints on the string with a marker, then remove it and measure the distance between marks using a ruler. Record this measurement as the diameter and repeat the process two more times for consistency.

What is the correct way to read the volume in a volumetric pipette?

The measurement is correct when the bottom of the meniscus aligns with the appropriate volume line marked on the pipette. A pipetter or bulb draws liquid into the pipette, and you must adjust the liquid level so the meniscus bottom sits exactly at the specified volume marking. Never pipette by mouth; always use a mechanical pipetter device.

Why is it important to repeat measurements multiple times in lab experiments?

Repeating measurements allows you to assess consistency and identify possible sources of error in your technique. Error can be introduced in any experiment, even when performed carefully and correctly. By taking multiple trials, you can evaluate the reliability of your results and understand the uncertainty in your experimental methods.

How does vacuum filtration separate solids from liquids using a Büchner funnel?

A Büchner funnel connects to a filter flask via a rubber adapter and attaches to a vacuum source. Filter paper is placed inside the funnel, and the solution is poured in. The vacuum pulls liquid through the filter paper into the flask below, while solids remain on the filter paper in the funnel, effectively separating the two components.

What does percent yield measure in a filtration experiment?

Percent yield equals the final mass of sand divided by the initial mass of sand, multiplied by 100. It measures the efficacy of your filtration technique. A percent yield closer to 100% indicates better filtration. Values above 100% suggest calculation errors, incorrect weighing, or incompletely dried sand.

How do you determine if your circumference measurements were accurate?

Plot measured circumference versus measured diameter on a scatter plot, then calculate expected circumference using the formula C=πD and plot both datasets. Fit linear best-fit lines to both sets of data and compare their slopes, intercepts, and r-squared values. If measurements were accurate, the two trend lines should closely match and resemble the circumference formula.

What personal protective equipment is required before beginning lab measurements?

Wear gloves, chemical splash goggles, and a lab coat before starting any lab exercise. Additionally, place a protective pad on the benchtop to prevent breakage of glassware during measurements. These precautions protect you from chemical exposure and minimize equipment damage during experimental procedures.

מדידה מדעית ומיומנויות מעבדה

מושגים הכנת מדריך פרוטוקול סטודנט

0 צפיות04:34 דק'

תרגום ממצאים ניסיוניים מנקודות נתונים לייצוגים חזותיים, כמו גרפים, חיוני לקביעת הקשר בין שתי תכונות או יותר. מאפיינים אלה נקראים משתנים. כאשר ישנם שני משתנים, גרף שנוצר מהנתונים נקרא דו-ממדי. לגרף שני צירים. המשתנה הבלתי תלוי משורטט על ציר x, והמשתנה התלוי משורטט על ציר y.

קחו, למשל, את נתוני הדגימה הזו עבור הטמפרטורה והנפח של גז. נפח הגז תלוי בטמפרטורה. לפיכך, היינו משרטטים את הטמפרטורה הנמדדת על ציר ה-x ואת הנפח על ציר ה-y.

כשיש כמה נקודות נתונים עם אותו ערך x, למשל אם מדדנו את עוצמת הקול כמה פעמים בטמפרטורה אחת, אנחנו מחשבים גם את סטיית התקן של המדידות האלה. סטיית התקן היא ערך סטטיסטי, המציין את כמות השונות הקיימת בקבוצת ערכים.

סטיית תקן מחושבת באמצעות נוסחה זו, כאשר n הוא מספר נקודות הנתונים, x bar הוא הערך הממוצע של נקודות הנתונים ו- x_i מייצג כל נקודת נתונים בודדת. אתה יכול לחשב את סטיית התקן ביד, או תוכנית גיליון אלקטרוני יכול לחשב את זה באופן אוטומטי. ככל שסטיית התקן קרובה יותר ל-0, כך נקודות הנתונים קרובות יותר לערך הממוצע. אם סטיית התקן שווה ל- 0, לכל נקודות הנתונים שהוזנו יש ערך זהה.

בואו נסתכל על הערכים הממוצעים וסטיות התקן של מדידות הנפח בכל טמפרטורה במערך הנתונים שלנו. אנו יכולים לסכם כל קבוצה של נקודות נתונים כממוצע פלוס או מינוס סטיית התקן. אנו קובעים את הנתונים המשמעותיים עבור כל ממוצע מהמדידות המתאימות ומעגלים את ערכי הממוצע בהתאם.

סטיית התקן של כל קבוצה חייבת להיות בעלת אותו מספר מקומות עשרוניים כמו הממוצע, ולכן אנו מעגלים כל סטיית תקן למקום המאות. כדי לקבוע באופן גרפי את הקשר בין שני משתנים, אנו יכולים להתאים את הנתונים עם הפונקציה המתאימה ביותר.

הפונקציה נוצרת באופן אוטומטי על ידי תוכנת גיליון אלקטרוני ויכולה ללבוש צורה של קו מגמה ליניארי, פונקציה פולינומית או פונקציה מעריכית או לוגריתמית. במקרה של נתוני הטמפרטורה והנפח שלנו, הקשר הוא ליניארי. לכן, נקודות הנתונים מתאימות על ידי רגרסיה ליניארית לפחות ריבועים. תוכנית הגיליון האלקטרוני שלך תחזיר את המשוואה עבור קו ההתאמה הטוב ביותר וערך r בריבוע. ככל שהערך r בריבוע קרוב יותר ל-1, כך התאמת הנתונים טובה יותר.

לאחר מכן, תוכל להשתמש בתוכנת הגיליון האלקטרוני שלך כדי למצוא את סטיות התקן של המדרון, יירוט y וערך y מחושב. כדי לקבוע את הנתונים המשמעותיים עבור הערכים במשוואה, אנו פועלים לפי כלל פשוט. הנתון המשמעותי האחרון של כל ערך מתאים למקום העשרוני המשמעותי הראשון של סטיית התקן שלו.

כך, אנו מעגלים את המדרון למקום האלפים ואת יירוט ה- y למקום העשיריות, ומעגלים את סטיות התקן בהתאם. השיפוע שלנו הוא 0.167 +/- 0.003 ליטר לקלווין, ויירוט ה- y שלנו הוא -40.6 +/- 1.2 ליטר. כל ערך y מחושב יעוגל למקום העשיריות ויהיה +/- 0.8 ליטר. משוואה זו מתארת את הקשר בין הטמפרטורה לנפח הגז.

במעבדה זו תיצור מערך נתונים של משתנים תלויים ובלתי תלויים על ידי מדידת הקוטר וההיקף של גדלים שונים של כוסות. לאחר מכן תשתמש בנתונים אלה כדי ליצור תרשים פיזור ולבצע רגרסיה ליניארית, תוך התחשבות בחשיבותן של דמויות משמעותיות. תוכלו גם לתרגל מיומנויות מעבדה, כמו סינון ומדידת נפח באמצעות פיפטה, תוך שימת לב לאי הוודאות במדידות ובניתוח.

Print Procedure Steps

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

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 1	Trial 2	Trial 3
50-mL beaker	קוטר נמדד
	היקף נמדד
	היקף מחושב
100-mL beaker	קוטר נמדד
	היקף נמדד
	היקף מחושב
250-mL beaker	קוטר נמדד
	היקף נמדד
	היקף מחושב
400-mL beaker	קוטר נמדד
	היקף נמדד
	היקף מחושב
600-mL beaker	קוטר נמדד
	היקף נמדד
	היקף מחושב
היקף נמדד לעומת קוטר		היקף מחושב לעומת קוטר
מדרון		מדרון
יירוט Y		יירוט Y
₪²		₪²

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.

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 Mass_{empty 10-mL graduate cylinder}(g) Mass_{full 10-mL מדורג גליל (}g) Volume_water (mL) Mass _water (g) מסה_{ריק 10-mL גליל מדורג} (g) Mass_{full 10-mL מדורג גליל (}g) Volume_water (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.
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.
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.

מסה התחלתית של חול (g)
המסה הסופית של חול (g)
אחוז תשואה

מדידה מדעית ומיומנויות מעבדה

טבלה 1: מדידת קוטר והיקף

טבלה 2: פיפטינג 10 מ"ל מים

טבלה 3: סינון ואקום