ความเที่ยงและความแม่นของข้อมูลที่ได้จากการวัดขึ้นอยู่กับทักษะของผู้ที่ทําการวัดและ ความละเอียดของอุปกรณ์ที่ใช้ อุปกรณ์การวัดที่ใช้โดยทั่วไปในปฏิบัติการเคมี ได้แก่ อุปกรณ์วัดปริมาตร และอุปกรณ์วัดมวล ซึ่งมีระดับความละเอียดของอุปกรณ์และวิธีการใช้ที่แตกต่างกัน
การแบ่งกลุ่มอุปกรณ์วัดปริมาตร ได้แก่ บีกเกอร์ ขวดรูปกรวย กระบอกตวง ปีเปตต์ บิวเรตต์ และขวดกําหนดปริมาตร โดยใช้ความแม่นเป็นเกณฑ์ จะสามารถแบ่งกลุ่มได้อย่างไร
อุปกรณ์วัดปริมาตร
อุปกรณ์วัดปริมาตรสารเคมีที่เป็นของเหลวที่ใช้ในห้องปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์มีหลายชนิด แต่ละชนิดมีขีดและตัวเลขแสดงปริมาตรที่ได้รับการตรวจสอบมาตรฐาน และกําหนดความคลาดเคลื่อน ที่ยอมรับได้ บางชนิดมีความคลาดเคลื่อนน้อย บางชนิด มีความคลาดเคลื่อนมาก ในการเลือกใช้ต้อง คํานึงถึงความเหมาะสมกับปริมาตรและระดับความแม่นที่ต้องการ อุปกรณ์วัดปริมาตรบางชนิดที่นักเรียน ได้ใช้งานในการทําปฏิบัติการทางวิทยาศาสตร์ที่ผ่านมา เช่น บีกเกอร์ ขวดรูปกรวย กระบอกตวง เป็น อุปกรณ์ที่ไม่สามารถบอกปริมาตรได้แม่นมากพอสําหรับการทดลองในบางปฏิบัติการ
บีกเกอร์
บีกเกอร์ (beaker) มีลักษณะเป็นทรงกระบอกปากกว้าง มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด ดังรูป
ขวดรูปกรวย
ขวดรูปกรวย (erlenmeyer flask) มีลักษณะคล้ายผลชมพู่ มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด ดังรูป
กระบอกตวง
กระบอกตวง (measuring cylinder) มีลักษณะเป็นทรงกระบอก มีขีดบอกปริมาตรในระดับมิลลิลิตร มีหลายขนาด ดังรูป
นอกจากนี้ยังมีอุปกรณ์ที่สามารถวัดปริมาตรของของเหลวได้แม่นมากกว่าอุปกรณ์ข้างต้น โดยมีทั้งที่เป็นการวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุอยู่ภายใน และการวัดปริมาตรของของเหลวที่ถ่ายเท เช่น
ปิเปตต์ บิวเรตต์ ขวดกําหนดปริมาตร
ปิเปตต์
ปิเปตต์ (pipette) เป็นอุปกรณ์วัดปริมาตรที่มีความแม่นสูง ซึ่งใช้สําหรับถ่ายเทของเหลว ปิเปตต์ที่ใช้กันทั่วไปมี 2 แบบ คือ แบบปริมาตรซึ่งมีกระเปาะตรงกลาง มีขีดบอกปริมาตรเพียงค่าเดียว และแบบใช้ตวง มีขีดบอกปริมาตรหลายค่า ดังรูป
บิวเรตต์
บิวเรตต์ (burette) เป็นอุปกรณ์สําหรับถ่ายเทของเหลวในปริมาตรต่าง ๆ ตามต้องการ มีลักษณะ เป็นทรงกระบอกยาวที่มีขีดบอกปริมาตร และมีอุปกรณ์ควบคุมการไหลของของเหลวที่เรียกว่า ก๊อก ปิดเปิด (stop cock) ดังรูป
ขวดกำหนดปริมาตร
ขวดกําหนดปริมาตร (volumetric flask) เป็นอุปกรณ์สําหรับวัดปริมาตรของของเหลวที่บรรจุภายใน ใช้สําหรับเตรียมสารละลายที่ต้องการความเข้มข้นแน่นอน มีขีดบอกปริมาตรเพียงขีดเดียว มีจุกปิดสนิท ขวดกําหนดปริมาตรมีหลายขนาด ดังแสดงในรูป
การใช้อุปกรณ์วัดปริมาตรเหล่านี้ให้ได้ค่าที่น่าเชื่อถือจะต้องมีการอ่านปริมาตรของของเหลว ให้ถูกวิธี โดยต้องให้สายตาอยู่ระดับเดียวกันกับระดับส่วนโค้งของของเหลว โดยถ้าส่วนโค้งของ ของเหลวมีลักษณะเว้า ใหอ่านปริมาตรที่จุดต่ำสุดของส่วนโค้งนั้น แต่ถ้าส่วนโค้งของของเหลวมี ลักษณะนูน ให้อ่านปริมาตรที่จุดสูงสุดของส่วนโค้งนั้น แสดงดังรูป การอ่านค่าปริมาตรของ ของเหลวให้อ่านตามขีดบอกปริมาตรและประมาณค่าทศนิยมตําแหน่งสุดท้าย
การอ่านปริมาตรของเหลว
อุปกรณ์วัดปริมาตรบางชนิด เช่น ปิเปตต์แบบปริมาตร ขวดกําหนดปริมาตร มีขีดบอก ปริมาตรเพียงขีดเดียว อุปกรณ์ประเภทนี้ออกแบบมาเพื่อให้ใช้ในการถ่ายเทหรือบรรจุของเหลวที่มี ปริมาตรเพียงค่าเดียวตามที่ระบุบนอุปกรณ์ ดังนั้นผู้ใช้จึงจําเป็นต้องพยายามปรับระดับของเหลวให้ ตรงกับขีดบอกปริมาตร
การบันทึกค่าปริมาตรให้บันทึกตามขนาดและความละเอียดของอุปกรณ์ เช่น ปิเปตต์มีความ ละเอียดของค่าปริมาตรถึงทศนิยมตําแหน่งที่สอง ดังนั้นปริมาตรของเหลวที่ได้จากการใช้ปิเปตต์ ขนาด 10 มิลลิลิตร บันทึกค่าปริมาตรเป็น 10.00 มิลลิลิตร
อุปกรณ์วัดมวล
เครื่องชั่ง เป็นอุปกรณ์สําหรับวัดมวลของสารทั้งที่เป็นของแข็งและของเหลว ความน่าเชื่อถือ ของค่ามวลที่วัดได้ขึ้นอยู่กับความละเอียดของเครื่องชั่งและวิธีการใช้เครื่องชั่ง เครื่องชั่งที่ใช้ในห้องปฏิบัติการเคมีโดยทั่วไปมี 2 แบบ คือ เครื่องชั่งแบบสามคาน (triple beam) และเครื่องชั่งไฟฟ้า (electronic balance) ซึ่งมีส่วนประกอบหลัก ดังรูป
ปัจจุบันเครื่องชั่งไฟฟ้าได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากสามารถใช้งานได้สะดวกและหาซื้อได้ง่าย ตัวเลขทศนิยมตําแหน่งสุดท้ายซึ่งเป็นค่าประมาณของเครื่องชั่งแบบสามคานมาจากการประมาณของผู้ชั่ง ขณะที่ทศนิยมตําแหน่งสุดท้ายของเครื่องชั่งไฟฟ้ามาจากการประมาณของอุปกรณ์
เลขนัยสำคัญ
การนับเลขนัยสำคัญ มีหลักการดังนี้
1.ตัวเลขที่ไม่ใช่ 0 ทั้งหมด ถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ
2.เลข 0 ที่อยู่ระหว่างตัวอื่นถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ
3.เลข ที่อยู่หน้าตัวเลขอื่นไม่ถือว่าเป็นเลขนัยสําคัญ
4.เลข 0 ที่อยู่หลังตัวเลขอื่นที่เป็นอยู่หลังทศนิยม ถือว่าเป็นเลขนัยสำคัญ
5.เลข 0 ที่อยู่หลังเลขที่ไม่มีทศนิยมอาจนับเป็นเลขนัยสำคัญ หรือไม่นับก็ได้
6.ตัวเลขที่แม่นตรงเป็นตัวเลขที่ซ้ำเข้าแน่นอนมีเลขนัยสำคัญเป็น อนันต์
7.ข้อมูลที่มีค่าน้อยมากๆหรือเขียนในรูปของสัญกรณ์วิทยาศาสตร์ ตัวเลข สัมประสิทธิ์ทุกตัว นับเป็นนัยสำคัญ
การปัดตัวเลข พิจารณาจากตัวเลขที่อยู่ถัดจากตำแหน่งที่ต้องการดังนี้
1.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าน้อยกว่า 5 ให้ตัดตัวเลขที่ อยู่ถัดไปทั้งหมด
2.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่ามากกว่า 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่สุดท้าย ที่ต้องการอีก 1
3.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และมีตัวเลขอื่นที่ไม่ใช่ศูนย์ต่อจาเลข 5 ให้เพิ่มค่าของตัวเลขตำแหน่งสุดท้ายอีก 1
4.กรณีที่ตัวเลขถัดจากตำแหน่งที่ต้องการมีค่าเท่ากับ 5 และไม่มีตัวเลขอื่นต่อจากเลข 5 ต้อง พิจารณาตัวเลขที่อยู่ หน้าเลข 5 ดังนี้
4.1 ภาคตัวเลขที่อยู่หน้าเลข 5 เป็นเลขคี่ ให้ตัวเลขดังกล่าวบวกค่าเพิ่มอีก 1 แล้วแต่ ตัวเลขตั้งแต่เลข 5 ไปทั้งหมด
4.2 หาตัวเลขที่อยู่หน้าเลข 5 เป็นเลขคู่ให้ตัวเลขดังกล่าวเป็นเลขตัวเดิมตัว แล้วแต่ ตัวเลขตั้งแต่เลข 5 ไปทั้งหมด
การบวกและการลบ ในการบวกและการลบผลที่ได้จะมีจำนวนตัวเลขที่อยู่หลังจุดทศนิยมเท่ากับ ข้อมูลที่มีจำนวนตัวเลขที่อยู่หลังจุดทศนิยมน้อยที่สุด
การคูณและการหาร ในการคูณและการหารผลที่ได้จะมีจำนวนเลขนัยสำคัญเท่ากับข้อมูลที่มีเลขนัย สำคัญน้อยที่สุด
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น