我們很多時候在實驗研究中,對實驗數據記錄不清楚該記錄到小數點后幾位?數據記錄不準確,嚴重影響實驗結果和結論。主要是不清楚有效數字所致。今天就介紹一下如何準確記錄數據。
?一、有效數字定義
分析工作中實際能夠測量的數字為有效數字,最后一位可疑值(通常±1單位誤差)。有效數字=準確數字+1位可疑數字。一次測量其讀數是唯一的。
- 質量讀數如,分析天平 0.4231g , 4位有效數字,末位的1為可疑數字(誤差為±0.0001g),為估讀數;也就是說分析天平可以準確稱量至±0.0001g;
機械分析天平
電子分析天平
如,臺秤 25.4g 3位有效數字, 4為可疑數(±0.1g的誤差);也就是說臺秤可以準確稱量至±0.1g;
臺秤
托盤天平 50.63g 4位有效數字,3為可疑數(±0.01g誤差),也就是說托盤能準確稱量至±0.01g;
托盤天平,來源:網絡
2. 體積讀數
如,量筒 25.6mL 3位有效數字,6為可疑數(±0.1 mL誤差),也就是說量筒可以準確量至±0.1 mL;
量筒讀數
如,滴定管、移液管讀數 25.61mL 4位有效數字,1為可疑數(±0.01 mL誤差),也就是說量筒可以準確量至±0.01 mL;
移液管
3.吸光度
如,吸光度A 0.367 3位有效數字,7是可疑數字(±0.001 誤差),也就是說可以準確量至±0.001;
從上面的例子可以看出,有效數的作用為:
1)表示測量數據的大小,反映測量器具;如,20.11 mL則為移液管測量;
2)反映測量誤差大小,和測量的準確度;
如,A:0.512g
3位有效數字
絕對誤差:±0.001
相對誤差:(±0.002/0.512)×100%= ±0.4%
B :0.5120g
4位有效數字
絕對誤差:±0.0001
相對誤差:(±0.0002/0.512)×100%= ±0.02%
二、有效數字位數確定
- 數字0的兩種作用(1)定位,無效數如,0.01230,四位有效數字1.230×10^-2,前兩個加粗的0為無效數,只起到定位的作用。(2) 有效數字
如,0.01230,四位有效數字1.230×10^-2,末尾的0為有效數。
確定有效數字位數,是從左邊非0數字開始數,后邊的數(不管是0還是非0)都計算。
如,0.00001為1位有效數,
0.00010為2位有效數字,
0.00100為3位有效數字,
0.01000為4位有效數字
2.對數的有效數字
如pH=4.75為幾位有效數字?3位?2為?
答案是2位。
在對數計算中所取對數位數應該與真數的有效數字位數相等,因為pH=4.75=-lg(1.8×10^-5),1.8×10^-5為2位有效數,故pH=4.75。
也就是說pH、pM、logK等對數其有效數字只記pH值小數點后的數。
3.指數的有效數字
對于10^x或者e^x的有效數只與指數唉呀x的小數點后的位數相同。
如,10^0.0003和10^20.0036
有效數字分別為1和2位。
4.自然數和常數的有效數
對于M,e,π……等常數,可看成具有無限多位有效數字,不考慮其位數。
5.首位是8或者9時,有效數字可以多記一位
如:90.0%、89.1%和101.4%都為4位有效數字。
6.單位改變,有效數字不變
0.0110g→11.0mg→1.10×10^4 μg 有效數字為3位。
7.誤差
誤差只需保留1-2位。
?三、實驗研究中正確記錄有效數
1.實驗中稱量測試
量筒記錄小數點后1位,如10.0 mL;
移液管、滴定管、容量瓶記錄至小數點后2位,如10.00 mL;
分析天平稱量,記錄至小數點后4位,如10.0000g;
千分之一天平,記錄至小數點后3位,如10.000g;
托盤天平稱量,記錄至小數點后2位,如10.00g;
臺秤稱量,記錄至小數點后1位,如10.0g;
溶液濃度,記錄小數點后4位,0.1000mol/L;
pH計,記錄至小數點后2位,如pH=4.75;
光度計,記錄至小數點后3位,如0.367;
電位計,記錄至小數點后4位,如1.1201V
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