Laboratuvar Teknikleri
Ölçüm Doğruluğu
Bir deneyi tekrarlama ve aynı sonuçları elde etme yeteneği veya tekrarlanabilirlik, bilimsel araştırmalarda çok önemlidir. Ancak, nası…
Bilimsel araştırmalarda, bir deneyin tekrarlanabilirliği son derece önemlidir. Bu nedenle, uygun laboratuvar tekniklerinin yanı sıra ayrıntılı prosedür kayıtları içeren bir laboratuvar defteri tutmak, deneysel bulguların çoğaltılmasına yardımcı olur.
Örneğin, sıvı hacmi gibi basit ölçümler, doğruluğu sağlamak için uygun cam eşyalar kullanılarak yapılmalıdır. Hacmi her zaman hacimsel şişe, dereceli silindir veya hacimsel pipet gibi hacimsel cam eşyalar kullanarak ölçün. Hacim menisküsün alt kısmında ölçülür.
Beherler ve Erlenmeyer şişeleri üzerindeki hacim işaretleri doğru değildir ve yalnızca kılavuz görevi görür. Hacimsel cam eşyayı seçerken, ihtiyaç duyulan hacim için mümkün olan en küçük kabı seçin. Hacimsel cam eşyalar, teslim etmek veya içermek için kalibre edilir.
Teslim etmek için kalibre edilen kaplar, cam eşya boşaltıldıktan sonra içinde az miktarda sıvı kalacağı anlayışıyla belirtilen hacmi sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu durumda kalan sıvının çıkarılmasına gerek yoktur ya da istenilen hacimden fazlası boşaltılacaktır. İçerecek şekilde kalibre edilmiş cam eşyalar, belirtilen hacmi tutacak ve teslim edecektir, ancak kalan sıvının tam hacmin alınması için dökülmesini gerektirir.
Gerçek bir değer elde etmek için ölçüyoruz. Ancak, her zaman bir miktar belirsizlik ve hata olacaktır. Ölçülen değer, genellikle bizim için bilinmeyen gerçek değere ilişkin en iyi tahminimizdir. Hata, ölçülen ve gerçek değerler arasındaki farktır. Ölçüm belirsizliği, gerçek değerin olma olasılığının yüksek olduğunu düşündüğümüz aralığı tanımlar. Ölçümleri kaydederken, uygun sayıda anlamlı rakamın korunması önemlidir.
Anlamlı rakamlar, bir ölçümde anlam taşıyan rakamlardır. Kaydedilen son rakam belirsizlik seviyesini tanımlar. Baştaki ve sondaki sıfırlar dışındaki tüm sayılar anlamlıdır. Ve sondaki sıfırlar, önlerinde bir ondalık nokta olduğunda önemlidir.
Örneğin, bir cetvel kullanılarak yapılan bir uzunluk ölçümünde, uzunluğun en az bir inç olduğunu, ancak kesinlikle 2 inç olmadığını görüyoruz. Yani, ilk önemli rakam birdir. Bir sonraki onay işareti 0,1 inç'i temsil eder ve aynı zamanda önemlidir.
1,1 inçlik bir kaydın iki önemli basamağı vardır ve belirsizliğin onda biri olduğunu ima eder. Ancak, gerçek genişlik iki onay işareti arasındadır. Yani, uzunluk 1.15 inç olarak bildirildiği için belirsizlik burada yüzüncü sırada yatıyor.
Ölçülen değerleri kullanarak hesaplamalar yaparken, hesaplamaları orijinal ölçümden daha yüksek bir çözünürlükte yapmamayı unutmayın. Bu ek rakamlar önemli değildir ve dahil edilmemelidir. Örneğin, kenar uzunluğu 1.15 olan karenin alanını hesaplarken, uzunluğun üç önemli rakama sahip olduğunu görürüz. Bu nedenle, cevabın da üç önemli rakamı olmalıdır.
Hesaplanan 1.3225 inç karelik alan beş rakama sahiptir ve hesaplamaya orijinal ölçümde olmayan bir kesinlik getirir. Böylece, doğru alan 1.32 inç karedir.
Bu laboratuvarda, bir yumurtanın yoğunluğunu ölçerek ve hesaplamalarınızda ve kayıtlarınızda önemli rakamlar kullanarak uygun laboratuvar becerilerini uygulayacaksınız. Ek olarak, laboratuvar not defterinizde kayıt tutma pratiği yapacak ve hacimsel cam eşyalarla yapılan ölçümlerin doğruluğunu inceleyeceksiniz.
Bilimsel araştırmalarda, bir deneyin tekrarlanabilirliği son derece önemlidir. Bu nedenle, uygun laboratuvar tekniklerinin yanı sıra ayrıntılı prosedür kayıtları içeren bir laboratuvar defteri tutmak, deneysel bulguların çoğaltılmasına yardımcı olur.
Örneğin, sıvı hacmi gibi basit ölçümler, doğruluğu sağlamak için uygun cam eşyalar kullanılarak yapılmalıdır. Hacmi her zaman hacimsel şişe, dereceli silindir veya hacimsel pipet gibi hacimsel cam eşyalar kullanarak ölçün. Hacim menisküsün alt kısmında ölçülür.
Beherler ve Erlenmeyer şişeleri üzerindeki hacim işaretleri doğru değildir ve yalnızca kılavuz görevi görür. Hacimsel cam eşyayı seçerken, ihtiyaç duyulan hacim için mümkün olan en küçük kabı seçin. Hacimsel cam eşyalar, teslim etmek veya içermek için kalibre edilir.
Teslim etmek için kalibre edilen kaplar, cam eşya boşaltıldıktan sonra içinde az miktarda sıvı kalacağı anlayışıyla belirtilen hacmi sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu durumda kalan sıvının çıkarılmasına gerek yoktur ya da istenilen hacimden fazlası boşaltılacaktır. İçerecek şekilde kalibre edilmiş cam eşyalar, belirtilen hacmi tutacak ve teslim edecektir, ancak kalan sıvının tam hacmin alınması için dökülmesini gerektirir.
Gerçek bir değer elde etmek için ölçüyoruz. Ancak, her zaman bir miktar belirsizlik ve hata olacaktır. Ölçülen değer, genellikle bizim için bilinmeyen gerçek değere ilişkin en iyi tahminimizdir. Hata, ölçülen ve gerçek değerler arasındaki farktır. Ölçüm belirsizliği, gerçek değerin olma olasılığının yüksek olduğunu düşündüğümüz aralığı tanımlar. Ölçümleri kaydederken, uygun sayıda anlamlı rakamın korunması önemlidir.
Anlamlı rakamlar, bir ölçümde anlam taşıyan rakamlardır. Kaydedilen son rakam belirsizlik seviyesini tanımlar. Baştaki ve sondaki sıfırlar dışındaki tüm sayılar anlamlıdır. Ve sondaki sıfırlar, önlerinde bir ondalık nokta olduğunda önemlidir.
Örneğin, bir cetvel kullanılarak yapılan bir uzunluk ölçümünde, uzunluğun en az bir inç olduğunu, ancak kesinlikle 2 inç olmadığını görüyoruz. Yani, ilk önemli rakam birdir. Bir sonraki onay işareti 0,1 inç'i temsil eder ve aynı zamanda önemlidir.
1,1 inçlik bir kaydın iki önemli basamağı vardır ve belirsizliğin onda biri olduğunu ima eder. Ancak, gerçek genişlik iki onay işareti arasındadır. Yani, uzunluk 1.15 inç olarak bildirildiği için belirsizlik burada yüzüncü sırada yatıyor.
Ölçülen değerleri kullanarak hesaplamalar yaparken, hesaplamaları orijinal ölçümden daha yüksek bir çözünürlükte yapmamayı unutmayın. Bu ek rakamlar önemli değildir ve dahil edilmemelidir. Örneğin, kenar uzunluğu 1.15 olan karenin alanını hesaplarken, uzunluğun üç önemli rakama sahip olduğunu görürüz. Bu nedenle, cevabın da üç önemli rakamı olmalıdır.
Hesaplanan 1.3225 inç karelik alan beş rakama sahiptir ve hesaplamaya orijinal ölçümde olmayan bir kesinlik getirir. Böylece, doğru alan 1.32 inç karedir.
Bu laboratuvarda, bir yumurtanın yoğunluğunu ölçerek ve hesaplamalarınızda ve kayıtlarınızda önemli rakamlar kullanarak uygun laboratuvar becerilerini uygulayacaksınız. Ek olarak, laboratuvar not defterinizde kayıt tutma pratiği yapacak ve hacimsel cam eşyalarla yapılan ölçümlerin doğruluğunu inceleyeceksiniz.
View the full transcript and gain access to JoVE Lab Manual videos
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.