Inhalt
- TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
- SI-Einheiten
- Genauigkeit und Präzision
- Wichtige Zahlen
- Bedeutende Zahlengrenzen
- Wichtige Zahlen multiplizieren und dividieren
- Signifikante Zahlen addieren und subtrahieren
Wissenschaftler greifen niemals einfach nach einer Handvoll Chemikalien und werfen sie zusammen. Eine genaue und genaue Messung ist ein grundlegender Bestandteil guter Wissenschaft. Aus diesem Grund haben Wissenschaftler das Internationale Einheitensystem (SI-Einheit) entwickelt, um Messungen in allen wissenschaftlichen Disziplinen zu standardisieren. Auch bei einem standardisierten System besteht im Labor Raum für Unsicherheit. Das Minimieren dieser Unsicherheit stellt sicher, dass ein Prozess oder Experiment richtig verstanden wird.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Verwenden Sie immer SI-Einheiten, um zu quantifizieren und zu beschreiben, was Sie messen, um eine ordnungsgemäße Messung im Chemielabor sicherzustellen. Andere wichtige Überlegungen für eine ordnungsgemäße Messung umfassen Genauigkeit, Präzision und signifikante Zahlen.
SI-Einheiten
Wissenschaftliche Messungen verwenden Einheiten, um die Größe von etwas zu quantifizieren und zu beschreiben. Zum Beispiel quantifizieren Wissenschaftler die Länge in Metern. Da es jedoch viele verschiedene Einheiten gibt (z. B. Zoll, Fuß, Zentimeter), haben Wissenschaftler SI-Einheiten entwickelt, um Verwirrung zu vermeiden. Mit gemeinsamen Einheiten können Wissenschaftler aus verschiedenen Ländern und Kulturen die Ergebnisse der jeweils 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 lichtstärke.
Genauigkeit und Präzision
Bei wissenschaftlichen Messungen ist es wichtig, genau und präzise zu sein. Die Genauigkeit gibt an, wie nahe eine Messung an ihrem wahren Wert liegt. Dies ist wichtig, da schlechte Ausrüstung, 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. Messungen, die ungenau sind, identifizieren zufällige Fehler nicht richtig und können zu einem weitverbreiteten Ergebnis führen.
Wichtige Zahlen
Die Messungen sind nur so genau, wie es die Einschränkungen des Messgeräts zulassen. Beispielsweise ist ein in Millimetern markiertes Lineal nur millimetergenau, da dies die kleinste verfügbare Einheit ist. Bei einer Messung muss die Genauigkeit erhalten bleiben. Dies wird durch "signifikante Zahlen" erreicht.
Die signifikanten Zahlen in einer Messung sind alle bekannten Ziffern plus die ersten unsicheren Ziffern. Zum Beispiel kann ein in Millimetern dargestellter Messstab etwas auf die vierte Dezimalstelle genau messen. Wenn der Messwert 0,4325 Meter beträgt, gibt es vier signifikante Zahlen.
Bedeutende Zahlengrenzen
Jede Ziffer in einer Messung, die nicht Null ist, ist eine signifikante Zahl. Nullen, die vor einem Dezimalpunkt und nach einer Ziffer ungleich Null in einem Dezimalwert auftreten, sind ebenfalls von Bedeutung. Werte für ganze Zahlen wie fünf Äpfel haben keinen Einfluss auf die signifikanten Stellen einer Berechnung.
Wichtige Zahlen multiplizieren und dividieren
Wenn Sie Messungen multiplizieren oder dividieren, zählen Sie die signifikanten Ziffern in den Zahlen. Ihre Antwort sollte die gleiche Anzahl an signifikanten Stellen haben wie die ursprüngliche Nummer mit der niedrigsten Anzahl an signifikanten Stellen. Beispielsweise sollte die Antwort auf das Problem 2,43 x 9,4 = 22,842 in 23 umgewandelt werden, wobei von der Teilzahl aufgerundet wird.
Signifikante Zahlen addieren und subtrahieren
Ermitteln Sie beim Addieren oder Subtrahieren von Messungen die Anzahl der signifikanten Stellen, indem Sie die Position der größten unsicheren Stelle notieren. Zum Beispiel sollte die Antwort auf das Problem 212.7 + 23.84565 + 1.08 = 237.62565 in 237.6 konvertiert werden, da die größte unsichere Ziffer die .7 an der zehnten Stelle in 212.7 ist. Es sollte keine Rundung erfolgen, da die auf die .6 folgende 2 kleiner als 5 ist.