Bedeutung von Messungen in der Chemie

Wissenschaftler greifen nie einfach zu einer Handvoll Chemikalien und werfen sie zusammen. Genaue, präzise Messungen sind ein grundlegender Bestandteil guter Wissenschaft. Aus diesem Grund haben Wissenschaftler das Internationale Einheitensystem, bekannt als SI-Einheiten, entwickelt, um Messungen in allen wissenschaftlichen Disziplinen zu standardisieren. Auch bei einem standardisierten System gibt es im Labor Raum für Unsicherheiten. Die Minimierung dieser Unsicherheit gewährleistet das richtige Verständnis eines Prozesses oder Experiments.

TL; DR (zu lang; nicht gelesen)

Um eine korrekte Messung im Chemielabor zu gewährleisten, verwenden Sie immer SI-Einheiten, um zu quantifizieren und zu beschreiben, was Sie messen. Weitere wichtige Überlegungen für eine ordnungsgemäße Messung sind Genauigkeit, Präzision und aussagekräftige Zahlen.

Wissenschaftliche Messungen verwenden Einheiten, um die Größe von etwas zu quantifizieren und zu beschreiben. Wissenschaftler quantifizieren beispielsweise die Länge in Metern. Da es jedoch viele verschiedene Einheiten gibt (z. B. Zoll, Fuß, Zentimeter), haben Wissenschaftler SI-Einheiten entwickelt, um Verwechslungen zu vermeiden. Unter Verwendung gemeinsamer Einheiten können Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern und Kulturen die Ergebnisse der anderen leicht interpretieren. SI-Einheiten umfassen Meter (m) für Länge, Liter (L) für Volumen, Kilogramm (kg) für Masse, Sekunden (s) für Zeit, Kelvin (K) für Temperatur, Ampere (A) für elektrischen Strom, Mol (mol) für Menge und Candela (cd) für Licht) Intensität.

Bei wissenschaftlichen Messungen ist es wichtig, sowohl genau als auch präzise zu sein. Die Genauigkeit gibt an, wie nahe eine Messung ihrem wahren Wert kommt. Dies ist wichtig, da schlechte Geräte, schlechte Datenverarbeitung oder menschliches Versagen zu ungenauen Ergebnissen führen können, die der Wahrheit nicht sehr nahe kommen. Präzision ist, wie nahe eine Reihe von Messungen derselben Sache beieinander liegen. Ungenaue Messungen erkennen zufällige Fehler nicht richtig und können zu weit verbreiteten Ergebnissen führen.

Messungen sind nur so genau, wie es die Grenzen des Messgerätes erlauben. Ein in Millimetern markiertes Lineal ist beispielsweise nur bis auf den Millimeter genau, da dies die kleinste verfügbare Einheit ist. Bei einer Messung muss die Genauigkeit gewahrt bleiben. Dies wird durch "signifikante Zahlen" erreicht.

Die signifikanten Zahlen einer Messung sind alle bekannten Ziffern plus die ersten unsicheren Ziffern. Zum Beispiel kann ein Meterstab, der in Millimetern angegeben ist, etwas messen, um auf die vierte Dezimalstelle genau zu sein. Wenn die Messung 0,4325 Meter beträgt, gibt es vier signifikante Zahlen.

Jede Ziffer ungleich Null in einer Messung ist eine signifikante Zahl. Auch Nullen, die vor einem Dezimalpunkt und nach einer Ziffer ungleich Null in einem Dezimalwert stehen, sind von Bedeutung. Ganzzahlige Werte wie fünf Äpfel haben keinen Einfluss auf die signifikanten Stellen einer Berechnung.

Zählen Sie beim Multiplizieren oder Dividieren von Messungen die signifikanten Zahlen in den Zahlen. Ihre Antwort sollte die gleiche Anzahl signifikanter Stellen wie die ursprüngliche Zahl mit der niedrigsten Anzahl signifikanter Stellen haben. Zum Beispiel sollte die Lösung der Aufgabe 2,43 × 9,4 = 22,842 in 23 umgewandelt werden, indem man von der Teilzahl aufrundet.

Bestimmen Sie beim Addieren oder Subtrahieren von Messwerten die Anzahl der signifikanten Ziffern, indem Sie die Platzierung der größten unsicheren Ziffer notieren. Zum Beispiel sollte die Lösung des Problems 212,7 + 23,84565 + 1,08 = 237.62565 in 237,6 umgerechnet werden, da die größte unsichere Ziffer ist die .7 an der zehnten Stelle in 212.7. Es sollte nicht gerundet werden, da die 2, die der .6 folgt, kleiner ist als 5.