物理化學的工具與方法
實驗室測量(laboratory measurement)
/ LAB-ruh-tor-ee MEZH-er-ment /
當你為一道食譜稱麵粉時,你把它放上秤,讀出一個數字。實驗室測量就是同一個動作,只是帶著紀律去做:你拿一個未知的量去和一個已知的標準比較,記下結果,但你還要追問這個數字到底有多好、有什麼可能把它帶偏。
更準確地說,實驗室測量是在受控條件下、用經過校準的儀器,對某個物理或化學量——質量、體積、濃度、溫度——進行實驗性的數值確定。一次完整的測量不只是一個數字加一個單位;它還帶著對自身不確定度的估計,並且依賴於儀器已對照公認標準做過校準。
為什麼重要:化學中每一個實驗結果、定律和常數,歸根結底都來自測量,所以做測量時的用心程度,決定了人們能知道什麼的上限。一個提醒:沒有測量是精確無誤的。每一次都有隨機散布和可能的系統偏差,這正是為什麼一次沒有重複、沒有校準、沒有不確定度估計的讀數,價值有限。
為了求出一份溶液的濃度,學生用校準過的移液管量取25.00毫升,在能讀到0.0001克的天平上稱量溶解的固體,並把整個過程重複三次。三個數值彼此相差不過零點幾個百分點,而這個散布就成為所報告結果的一部分。
一次測量只有當它帶著單位、不確定度,並有校準作後盾時,才算完成。
準確度和精密度是測量的兩種不同品質。精密度是指重複讀數彼此有多接近;準確度是指它們離真值有多近。如果儀器帶有系統偏差,一次測量可以很精密卻不準確(數據緊密成團,卻落在錯誤的位置)。
又稱
另見