Σημασία των μετρήσεων στη Χημεία

Οι επιστήμονες δεν αρπάζουν ποτέ μόνο χούφτες χημικών ουσιών και τα πετούν μαζί. Η ακριβής, ακριβής μέτρηση είναι ένα θεμελιώδες συστατικό της καλής επιστήμης. Για το λόγο αυτό, οι επιστήμονες ανέπτυξαν το Διεθνές Σύστημα Μονάδων, γνωστό ως SI Units, για να τυποποιήσουν τις μετρήσεις σε όλους τους επιστημονικούς κλάδους. Ακόμα και με ένα τυποποιημένο σύστημα, υπάρχει περιθώριο αβεβαιότητας στο εργαστήριο. Η ελαχιστοποίηση αυτής της αβεβαιότητας διασφαλίζει την κατάλληλη κατανόηση μιας διαδικασίας ή πειράματος.

TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)

Για να διασφαλίσετε τη σωστή μέτρηση στο εργαστήριο χημείας, χρησιμοποιείτε πάντα μονάδες SI για να ποσοτικοποιήσετε και να περιγράψετε τι μετράτε. Άλλες σημαντικές εκτιμήσεις για τη σωστή μέτρηση περιλαμβάνουν την ακρίβεια, την ακρίβεια και τις σημαντικές τιμές.

Οι επιστημονικές μετρήσεις χρησιμοποιούν μονάδες για τον ποσοτικό προσδιορισμό και την περιγραφή του μεγέθους του κάτι. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες ποσοτικοποιούν το μήκος σε μέτρα. Ωστόσο, επειδή υπάρχουν πολλές διαφορετικές μονάδες (π.χ. ίντσες, πόδια, εκατοστά), οι επιστήμονες ανέπτυξαν μονάδες SI για να αποφύγουν τη σύγχυση. Χρησιμοποιώντας κοινές μονάδες, επιστήμονες από διαφορετικές χώρες και πολιτισμούς μπορούν εύκολα να ερμηνεύσουν τα αποτελέσματα του άλλου. Οι μονάδες SI περιλαμβάνουν μέτρα (m) για μήκος, λίτρα (L) για όγκο, κιλά (kg) για μάζα, δευτερόλεπτα (ες) για το χρόνο, Kelvin (K) για θερμοκρασία, αμπέρ (A) για ηλεκτρικό ρεύμα, mole (mol) για ποσότητα και candela (cd) για φωτεινό ένταση.

Κατά τη λήψη επιστημονικών μετρήσεων, είναι σημαντικό να είστε ακριβείς και ακριβείς. Η ακρίβεια αντιπροσωπεύει πόσο κοντά μια μέτρηση φτάνει στην πραγματική της τιμή. Αυτό είναι σημαντικό επειδή ο κακός εξοπλισμός, η κακή επεξεργασία δεδομένων ή το ανθρώπινο σφάλμα μπορεί να οδηγήσουν σε ανακριβή αποτελέσματα που δεν είναι πολύ κοντά στην αλήθεια. Η ακρίβεια είναι το πόσο κοντά είναι μια σειρά μετρήσεων του ίδιου πράγμα μεταξύ τους. Οι μετρήσεις που είναι ανακριβείς δεν εντοπίζουν σωστά τυχαία σφάλματα και μπορούν να αποδώσουν ευρέως αποτελέσματα.

Οι μετρήσεις είναι τόσο ακριβείς όσο επιτρέπουν οι περιορισμοί του οργάνου μέτρησης. Για παράδειγμα, ένας χάρακας με σήμανση σε χιλιοστά είναι ακριβής μόνο μέχρι το χιλιοστό επειδή είναι η μικρότερη διαθέσιμη μονάδα. Κατά τη μέτρηση, πρέπει να διατηρείται η ακρίβειά της. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω "σημαντικών αριθμών".

Τα σημαντικά στοιχεία σε μια μέτρηση είναι όλα τα γνωστά ψηφία συν τα πρώτα αβέβαια ψηφία. Για παράδειγμα, ένα ραβδί μετρητή οριοθετημένο σε χιλιοστά μπορεί να μετρήσει κάτι που να είναι ακριβές στο τέταρτο δεκαδικό ψηφίο. Εάν η μέτρηση είναι 0,4325 μέτρα, υπάρχουν τέσσερις σημαντικές τιμές.

Οποιοδήποτε μη μηδενικό ψηφίο σε μια μέτρηση είναι σημαντικό. Τα μηδενικά που εμφανίζονται πριν από ένα δεκαδικό σημείο και μετά από μη μηδέν ψηφίο σε δεκαδική τιμή είναι επίσης σημαντικά. Ολόκληρες οι τιμές αριθμού, όπως πέντε μήλα, δεν επηρεάζουν τα σημαντικά ψηφία ενός υπολογισμού.

Κατά τον πολλαπλασιασμό ή τη διαίρεση μετρήσεων, μετρήστε τα σημαντικά στοιχεία στους αριθμούς. Η απάντησή σας θα πρέπει να έχει τον ίδιο αριθμό σημαντικών αριθμών με τον αρχικό αριθμό με τον μικρότερο αριθμό σημαντικών ψηφίων. Για παράδειγμα, η απάντηση στο πρόβλημα 2,43 × 9,4 = 22,842 πρέπει να μετατραπεί σε 23, στρογγυλοποίηση προς τα πάνω από τον μερικό αριθμό.

Κατά την προσθήκη ή αφαίρεση μετρήσεων, προσδιορίστε τον αριθμό των σημαντικών αριθμών σημειώνοντας την τοποθέτηση του μεγαλύτερου αβέβαιου ψηφίου. Για παράδειγμα, η απάντηση στο πρόβλημα 212.7 + 23.84565 + 1.08 = 237.62565 θα πρέπει να μετατραπεί σε 237.6, επειδή η μεγαλύτερη Το αβέβαιο ψηφίο είναι το .7 στη δέκατη θέση στο 212.7. Δεν πρέπει να πραγματοποιηθεί στρογγυλοποίηση επειδή το 2 που ακολουθεί το .6 είναι μικρότερο από 5.