Naukowcy nigdy nie chwytają garści chemikaliów i nie rzucają ich razem. Dokładny, precyzyjny pomiar jest podstawowym elementem dobrej nauki. Z tego powodu naukowcy opracowali Międzynarodowy Układ Jednostek, znany jako Jednostki SI, w celu standaryzacji pomiarów we wszystkich dyscyplinach naukowych. Nawet w przypadku standardowego systemu w laboratorium jest miejsce na niepewność. Minimalizacja tej niepewności zapewnia właściwe zrozumienie procesu lub eksperymentu.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Aby zapewnić prawidłowe pomiary w laboratorium chemicznym, zawsze używaj jednostek SI, aby określić ilościowo i opisać to, co mierzysz. Inne ważne względy dotyczące prawidłowego pomiaru to dokładność, precyzja i znaczące liczby.
Jednostki SI
Pomiary naukowe wykorzystują jednostki do ilościowego określenia i opisania wielkości czegoś. Na przykład naukowcy określają długość w metrach. Ponieważ jednak istnieje wiele różnych jednostek (np. cale, stopy, centymetry), naukowcy opracowali jednostki SI, aby uniknąć nieporozumień. Używając wspólnych jednostek, naukowcy z różnych krajów i kultur mogą z łatwością interpretować nawzajem swoje wyniki. Jednostki SI obejmują metry (m) dla długości, litry (L) dla objętości, kilogramy (kg) dla masy, sekundy (s) dla czasu, kelwiny (K) dla temperatury, amper (A) dla prądu elektrycznego, mol (mol) dla ilości i kandela (cd) dla światła intensywność.
Dokładność i precyzja
Podczas wykonywania pomiarów naukowych ważne jest, aby były zarówno dokładne, jak i precyzyjne. Dokładność oznacza, jak blisko pomiar zbliża się do jego prawdziwej wartości. Jest to ważne, ponieważ zły sprzęt, słabe przetwarzanie danych lub błąd ludzki mogą prowadzić do niedokładnych wyników, które nie są zbyt bliskie prawdy. Precyzja to jak blisko siebie znajdują się serie pomiarów tej samej rzeczy. Pomiary, które są nieprecyzyjne, nie identyfikują właściwie błędów przypadkowych i mogą dać szerokie wyniki.
Znaczące liczby
Pomiary są tak dokładne, jak pozwalają na to ograniczenia przyrządu pomiarowego. Na przykład linijka oznaczona w milimetrach jest dokładna tylko do milimetra, ponieważ jest to najmniejsza dostępna jednostka. Podczas dokonywania pomiaru należy zachować jego dokładność. Osiąga się to poprzez „znaczące liczby”.
Cyfry znaczące w pomiarze to wszystkie znane cyfry plus pierwsze niepewne cyfry. Na przykład miara nakreślona w milimetrach może mierzyć coś z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku. Jeśli pomiar wynosi 0,4325 metra, są cztery cyfry znaczące.
Ograniczenia dotyczące znaczących liczb
Każda niezerowa cyfra w pomiarze jest cyfrą znaczącą. Zera występujące przed kropką dziesiętną i po cyfrze niezerowej w wartości dziesiętnej są również istotne. Wartości liczb całkowitych, takich jak pięć jabłek, nie mają wpływu na cyfry znaczące obliczenia.
Mnożenie i dzielenie znaczących liczb
Mnożąc lub dzieląc pomiary, policz cyfry znaczące w liczbach. Twoja odpowiedź powinna mieć taką samą liczbę cyfr znaczących jak oryginalna liczba z najmniejszą liczbą cyfr znaczących. Na przykład odpowiedź na problem 2,43 × 9,4 = 22,842 należy przeliczyć na 23, zaokrąglając w górę od liczby częściowej.
Dodawanie i odejmowanie cyfr znaczących
Dodając lub odejmując pomiary, określ liczbę cyfr znaczących, odnotowując położenie największej niepewnej cyfry. Na przykład odpowiedź na problem 212,7 + 23,84565 + 1,08 = 237,62565 należy przeliczyć na 237,6, ponieważ największa niepewna cyfra to 0,7 na dziesiątym miejscu w 212,7. Nie powinno mieć miejsca zaokrąglanie, ponieważ 2 następujące po 0,6 jest mniejsze niż 5.