Лабораторные методы

В научных исследованиях воспроизводимость эксперимента чрезвычайно важна. Таким образом, ведение лабораторной тетради с подробными процедурными записями наряду с надлежащими лабораторными методами помогает воспроизвести результаты экспериментов.

Например, простые измерения, такие как объем жидкости, должны выполняться с использованием подходящей стеклянной посуды для обеспечения точности. Всегда измеряйте объем с помощью объемной стеклянной посуды, например мерной колбы, градуированного цилиндра или объемной пипетки. Объем измеряется в нижней части мениска.

Объемная маркировка на мензурках и колбах Эрленмейера не является точной и служит только в качестве ориентира. При выборе объемной стеклянной посуды выбирайте как можно меньшую емкость для необходимого объема. Объемная стеклянная посуда калибруется либо для доставки, либо для локализации.

Контейнеры, откалиброванные для доставки, спроектированы таким образом, чтобы обеспечить заявленный объем с пониманием того, что после опорожнения в стеклянной посуде останется небольшое количество жидкости. В этом случае нет необходимости удалять остатки жидкости или будет опорожнено больше нужного объема. Стеклянная посуда, откалиброванная для содержания, будет удерживать и выдавать заявленный объем, но потребует, чтобы оставшаяся жидкость была вылита, чтобы получить полный объем.

Мы измеряем, чтобы получить истинное значение. Тем не менее, всегда будет существовать некоторый уровень неопределенности и ошибок. Измеренная величина является нашей лучшей оценкой фактической стоимости, которая часто нам неизвестна. Погрешность — это разница между измеренными и фактическими значениями. Неопределенность измерения описывает диапазон, в котором, по нашему мнению, вероятно лежит фактическое значение. При записи измерений важно поддерживать соответствующее количество значащих цифр.

Значащие цифры — это цифры в измерении, которые несут значение. Последняя записанная цифра определяет уровень неопределенности. Все числа, кроме ведущих и конечных нулей, являются значимыми. А конечные нули имеют значение, когда им предшествует десятичная запятая.

Например, при измерении длины с помощью линейки мы видим, что длина составляет не менее одного дюйма, но точно не 2 дюйма. Итак, первая значащая цифра равна единице. Следующая деловая отметка представляет собой 0,1 дюйма и также является значительной.

Запись 1,1 дюйма имеет две значащие цифры и подразумевает, что неопределенность находится на десятом месте. Однако истинная ширина лежит между двумя делениями. Таким образом, неопределенность здесь находится на сотых долях, так как сообщается, что длина составляет 1,15 дюйма.

При проведении расчетов с использованием измеренных значений помните, что расчеты не должны выполняться с разрешением, превышающим исходное измерение. Эти дополнительные цифры не являются значимыми и не должны включаться. Например, при вычислении площади квадрата с длиной стороны 1,15 мы видим, что длина имеет три значащие цифры. Таким образом, ответ также должен иметь три значащие цифры.

Рассчитанная площадь 1,3225 дюйма в квадрате имеет пять цифр и вносит в расчет определенность, которой не было при первоначальном измерении. Таким образом, правильная площадь равна 1,32 дюйма в квадрате.

В этой лаборатории вы будете практиковать правильные лабораторные навыки, измеряя плотность яйца и используя значащие цифры в своих расчетах и записях. Кроме того, вы попрактикуетесь в ведении записей в лабораторном блокноте и проверите точность измерений с помощью объемной стеклянной посуды.