Forskare tar aldrig bara handfull kemikalier och slänger dem ihop. Noggrann, exakt mätning är en grundläggande komponent i god vetenskap. Av denna anledning utvecklade forskare det internationella systemet för enheter, känt som SI-enheter, för att standardisera mätningar över alla vetenskapliga discipliner. Även med ett standardiserat system finns det utrymme för osäkerhet i laboratoriet. Minimering av denna osäkerhet säkerställer korrekt förståelse av en process eller ett experiment.
TL; DR (för lång; Läste inte)
För att säkerställa korrekt mätning i kemilaboratoriet, använd alltid SI-enheter för att kvantifiera och beskriva vad du mäter. Andra viktiga överväganden för korrekt mätning inkluderar noggrannhet, precision och betydande siffror.
SI-enheter
Vetenskapliga mätningar använder enheter för att kvantifiera och beskriva någontingens storlek. Till exempel kvantifierar forskare längden i meter. Men eftersom det finns många olika enheter (t.ex. tum, fot, centimeter) utvecklade forskare SI-enheter för att undvika förvirring. Med hjälp av gemensamma enheter kan forskare från olika länder och kulturer enkelt tolka varandras resultat. SI-enheter inkluderar meter (m) för längd, liter (L) för volym, kg (kg) för massa, sekunder för tid, Kelvin (K) för temperatur, ampere (A) för elektrisk ström, mol (mol) för mängd och candela (cd) för lysande intensitet.
Noggrannhet och precision
När du gör vetenskapliga mätningar är det viktigt att vara både exakt och exakt. Noggrannhet representerar hur nära en mätning kommer till sitt verkliga värde. Detta är viktigt eftersom dålig utrustning, dålig databehandling eller mänskliga fel kan leda till felaktiga resultat som inte är så nära sanningen. Precision är hur nära en serie mätningar av samma sak är för varandra. Mätningar som är felaktiga identifierar inte korrekt slumpmässiga fel och kan ge ett omfattande resultat.
Signifikanta siffror
Mätningarna är bara så exakta som begränsningarna för mätinstrumentet tillåter. Till exempel är en linjal markerad i millimeter exakt endast upp till millimeter eftersom det är den minsta tillgängliga enheten. När du gör en mätning måste dess noggrannhet bevaras. Detta uppnås genom "betydande siffror".
De betydande siffrorna i en mätning är alla kända siffror plus de första osäkra siffrorna. Till exempel kan en mätare som är avgränsad i millimeter mäta något för att vara exakt till fjärde decimalen. Om mätningen är 0,4325 meter finns det fyra signifikanta siffror.
Betydande siffror
Alla siffror som inte är noll i en mätning är en betydande siffra. Nollor som förekommer före en decimal och efter en siffra som inte är noll i ett decimalvärde är också signifikanta. Helvärden, som fem äpplen, har ingen inverkan på de betydande siffrorna i en beräkning.
Multiplicera och dela upp betydande siffror
När du multiplicerar eller delar mätningar räknar du de betydande siffrorna i siffrorna. Ditt svar ska ha samma antal signifikanta siffror som det ursprungliga numret med det lägsta antalet signifikanta siffror. Till exempel bör svaret på problemet 2,43 × 9,4 = 22,842 konverteras till 23, avrundat upp från delnumret.
Lägga till och subtrahera viktiga siffror
När du lägger till eller subtraherar mätningar bestämmer du antalet signifikanta siffror genom att notera placeringen av den största osäkra siffran. Svaret på problemet 212,7 + 23,84565 + 1,08 = 237,62565 bör till exempel konverteras till 237,6, eftersom det största osäker siffra är 0,7 på tiondelsplatsen 212,7. Ingen avrundning bör ske eftersom de 2 som följer .6 är mindre än 5.