ラボのテクニック
測定精度
科学研究には、実験を繰り返して同じ結果を得る能力、つまり再現性が不可欠です。しかし、実験をどのように行ったかがわからなければ、実験を繰り返すことは不可能です。そのため、科学者は実験の詳細な記録を実験ノートに記録しています。これらのレコードには、使用された各材料の量や手順の各ステップの説明な…
科学研究では、実験の再現性が非常に重要です。したがって、詳細な手順記録と適切な実験技術が記載された実験ノートを保持することは、実験結果を再現するのに役立ちます。
たとえば、液体の量などの単純な測定は、精度を確保するために適切なガラス器具を使用して実行する必要があります。常に、メスフラスコ、メスシリンダー、メスピペットなどのメスガラス器具を使用して容量を測定してください。体積は半月板の下部で測定されます。
ビーカーと三角フラスコのボリュームマーキングは正確ではなく、ガイドラインとしてのみ機能します。容積測定ガラス器具を選択するときは、必要な容量に対して可能な限り小さい容器を選択してください。容積測定ガラス器具は、配送または封じ込めるように校正されています。
配送するように校正された容器は、ガラス器具が空になった後、ガラス器具に少量の液体が残ることを理解した上で、記載された容量を提供するように設計されています。この場合、残りの液体を取り除く必要はなく、または必要な量を超える量が空になります。封じ込めるように調整されたガラス器具は、指定された容量を保持して配送しますが、全容量を受け取るために残りの液体を注ぐ必要があります。
真の値を得るために測定します。しかし、常にある程度の不確実性とエラーが存在します。測定値は、実際の値の最良の推定値であり、多くの場合、私たちにはわかりません。誤差は、測定値と実際の値の差です。測定の不確かさは、実際の値が存在する可能性が高いと思われる範囲を表します。測定値を記録するときは、有効数字の数を適切な数に維持することが重要です。
有効数字は、意味を持つ測定値の数字です。記録された最後の桁は、不確実性のレベルを定義します。先行ゼロと末尾のゼロ以外のすべての数値は重要です。また、末尾のゼロは、その前に小数点がある場合に重要です。
たとえば、定規を使用して長さを測定すると、長さは少なくとも1インチですが、確かに2インチではないことがわかります。したがって、最初の有効桁は 1 です。次の目盛りは 0.1 インチを表し、これも重要です。
1.1インチの記録には2桁の有効数字があり、不確実性が10分の1の場所にあることを意味します。ただし、実際の幅は 2 つの目盛りの間にあります。したがって、長さが1.15インチと報告されているため、不確実性はここでは100分の1の位置にあります。
測定値を使用して計算を行う場合は、元の測定値よりも高い解像度で計算を実行しないように注意してください。これらの追加の桁は重要ではないため、含めないでください。たとえば、一辺の長さが1.15の正方形の面積を計算すると、長さには3つの有効数字があることがわかります。したがって、答えには3つの有効数字も必要です。
1.3225インチの2乗の計算された面積には5つの数字があり、元の測定にはなかった確実性が計算に導入されています。したがって、正しい面積は1.32インチの二乗です。
このラボでは、卵子の密度を測定し、計算と記録に有意な数値を利用することにより、適切なラボスキルを練習します。さらに、ラボノートで記録管理を練習し、容積式ガラス器具で測定の精度を調べます。
科学研究では、実験の再現性が非常に重要です。したがって、詳細な手順記録と適切な実験技術が記載された実験ノートを保持することは、実験結果を再現するのに役立ちます。
たとえば、液体の量などの単純な測定は、精度を確保するために適切なガラス器具を使用して実行する必要があります。常に、メスフラスコ、メスシリンダー、メスピペットなどのメスガラス器具を使用して容量を測定してください。体積は半月板の下部で測定されます。
ビーカーと三角フラスコのボリュームマーキングは正確ではなく、ガイドラインとしてのみ機能します。容積測定ガラス器具を選択するときは、必要な容量に対して可能な限り小さい容器を選択してください。容積測定ガラス器具は、配送または封じ込めるように校正されています。
配送するように校正された容器は、ガラス器具が空になった後、ガラス器具に少量の液体が残ることを理解した上で、記載された容量を提供するように設計されています。この場合、残りの液体を取り除く必要はなく、または必要な量を超える量が空になります。封じ込めるように調整されたガラス器具は、指定された容量を保持して配送しますが、全容量を受け取るために残りの液体を注ぐ必要があります。
真の値を得るために測定します。しかし、常にある程度の不確実性とエラーが存在します。測定値は、実際の値の最良の推定値であり、多くの場合、私たちにはわかりません。誤差は、測定値と実際の値の差です。測定の不確かさは、実際の値が存在する可能性が高いと思われる範囲を表します。測定値を記録するときは、有効数字の数を適切な数に維持することが重要です。
有効数字は、意味を持つ測定値の数字です。記録された最後の桁は、不確実性のレベルを定義します。先行ゼロと末尾のゼロ以外のすべての数値は重要です。また、末尾のゼロは、その前に小数点がある場合に重要です。
たとえば、定規を使用して長さを測定すると、長さは少なくとも1インチですが、確かに2インチではないことがわかります。したがって、最初の有効桁は 1 です。次の目盛りは 0.1 インチを表し、これも重要です。
1.1インチの記録には2桁の有効数字があり、不確実性が10分の1の場所にあることを意味します。ただし、実際の幅は 2 つの目盛りの間にあります。したがって、長さが1.15インチと報告されているため、不確実性はここでは100分の1の位置にあります。
測定値を使用して計算を行う場合は、元の測定値よりも高い解像度で計算を実行しないように注意してください。これらの追加の桁は重要ではないため、含めないでください。たとえば、一辺の長さが1.15の正方形の面積を計算すると、長さには3つの有効数字があることがわかります。したがって、答えには3つの有効数字も必要です。
1.3225インチの2乗の計算された面積には5つの数字があり、元の測定にはなかった確実性が計算に導入されています。したがって、正しい面積は1.32インチの二乗です。
このラボでは、卵子の密度を測定し、計算と記録に有意な数値を利用することにより、適切なラボスキルを練習します。さらに、ラボノートで記録管理を練習し、容積式ガラス器具で測定の精度を調べます。
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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.