Voor iPad gebruikers:
Om de Flash animaties en video’s binnen dit arrangement te kunnen afspelen met een iPad bevelen we Photon Flash Player voor iPad aan.
Flash Video & Games plus Private Web Browser van Appsverse Inc. ,versie 5.0, kost € 4,49.
Samenvatting
Voor een experimentele wetenschap als scheikunde schiet onze alledaagse kennis over het meten vaak te kort. We gaan daarom in op de belangrijkste aspecten van het meten in de scheikunde. Welke grootheden en eenheden zijn van belang? En hoe rekenen we met meetwaarden van scheikundige hoeveelheden, volumes, temperaturen, molecuulgrootte, etc.? We laten aan de hand van verschillende instrumenten en middelen zien hoe we massa en volume meten.
SI-eenheden
Bij een getalwaarde van een grootheid horen eenheden. Meten is vergelijken met een standaardeenheid. De standaarden die we gebruiken zijn de SI-standaarden. SI is een afkorting van 'Système International d'Unités' (Internationaal Stelsel van Eenheden).
Over de hele wereld gebruiken we SI-eenheden voor de basisgrootheden lengte, massa, tijd, stroomsterkte, temperatuur, lichtsterkte en hoeveelheid stof (zie tabel). Van deze basisgrootheden kunnen we weer andere grootheden afleiden, zoals volume en dichtheid.
Bij het meten van een afstand hebben we dus te maken met de grootheid 'lengte' en de eenheid 'meter' (zie tabel). Met de eenheid maken we de waarde van een grootheid begrijpelijk.
Die grootheid kunnen we daarmee definiëren als een begrip, dat zich leent voor getalsmatige vastlegging en verwerking (we kunnen het meten en vastleggen op een numerieke schaal).
Basisgrootheden
Er zijn zeven - onderling onafhankelijke - basisgrootheden met bijbehorende eenheden in het SI-stelsel (zie onderstaande tabel en BINAS tabel 3). Deze eenheden zijn nader beschreven op een website van Oscar van Vlijmen: SI-eenheden. Alle andere grootheden hebben een eenheid die afgeleid is van één of meer van deze (grond)eenheden. We noemen deze grootheden afgeleide grootheden.
Schrijfwijze van grootheden, eenheden en maatgetallen
Grootheden en eenheden
Symbolen van grootheden drukken/schrijven we steeds cursief en maatgetallen en eenheden drukken/schrijven we recht, bijvoorbeeld: P = 60 W; I = 4,5 A.
Na de symbolen van de eenheden plaatsen we nooit een punt, tenzij op het einde van een zin.
Eenheden die voluit geschreven zijn, beginnen niet met een hoofdletter, zelfs niet als de eenheid van een eigennaam is afgeleid, bijvoorbeeld: seconde, ampère, volt, ohm, watt, newton, joule.
Eenheden krijgen nooit een meervoud; dus 220 volt en niet 220 volts
Bij samengestelde eenheden waarin een product voorkomt, mogen we het vermenigvuldigingspunt weglaten, als er geen gevaar is voor verwarring:
bv: kg.m/s² maar ook kgm/s².
Om afzonderlijke maatgetallen te onderscheiden is het gebruik van het maalteken (x) duidelijker:
bv: 7,4 .104 x 2,8 .10-2.
Maatgetallen
Als exponent van het grondtal 10 gebruiken we steeds 3 of een veelvoud van 3. Die exponent kan positief of negatief zijn.
Maatgetallen die verdeeld zijn in groepen van 3 cijfers noteren we met een spatie tussen de groepen (geen punt!). De voordelen van deze schrijfwijze zijn:
De leesbaarheid wordt gemakkelijker;
bv: 6 800 000 W schrijf je als 6,8 .106 W = 6,8 MW
(het aantal significante cijfers wordt hier nog buiten beschouwing gelaten)
Er is gemakkelijk aanknoping met de voorvoegsels M, k, m, µ enz.
vb: 625 .103 W lees je als 625 kW.
Afgeleide grootheden
Voorbeelden van afgeleide grootheden zijn volume, dichtheid en druk.
Volume
De inhoud of het volume (symbool V) is een voorbeeld van een afgeleide grootheid, omdat het kan worden uitgedrukt in één van de zeven basisgrootheden: lengte. Hierdoor is 'automatisch' de bijbehorende eenheid vastgelegd, zodat de SI-eenheid van volume de kubieke meter (m3) is. In BINAS tabellen 4, 5 en 38A staan afgeleide grootheden met hun eenheden in het SI-stelsel.
In de scheikunde wordt echter als volume-eenheid meestal de liter (symbool L) gebruikt:
1 L = 1 dm3 = 0,001 m3 = 10-3 m3
of
1 m3 = 1000 dm3 = 1000 L
Bron: McMurray & Fay, Chemistry
In laboratoria is een liter nog veel. Daar wordt met de eenheid cm3 of milliliter (symbool mL) gewerkt: 1 cm3 = 0,001 dm3 = 10-3 dm3 = 1 mL = 0,001 L.
Tegenwoordig wordt in veel laboratoria gewerkt met nog veel kleinere volumes, vooral wanneer er maar heel weinig van een stof beschikbaar is of weinig van een stof nodig is. Dan wordt de microliter, µL, gebruikt: 1 µL = 10-3 mL =10-6 L.
In plaats van mL wordt ook nog wel de cc gebruikt, een Engelse afkorting van kubieke centimeter; 1 cc = 1 cm3 = 1 mL. De cilinderinhoud van motoren geven we aan in cc's. Ook in ziekenhuizen en kookboeken rekenen we vaak in cc's.
Dichtheid
Een ander voorbeeld van een afgeleide grootheid is dichtheid. Het officiële symbool voor dichtheid is ρ (spreek uit: ro), maar je vindt ook vaak de kleine letter d. De dichtheid van een stof is de massa van een bepaalde hoeveelheid stof gedeeld door het volume van die hoeveelheid stof (massa per volume): ρ = m/V. Je kunt voor massa en volume verschillende eenheden kiezen, maar de SI-eenheden zijn de kilogram en de m3. De officiële eenheid voor dichtheid is dus kg/m3 of kgm-3.
Water en whiskey (alcohol) hebben verschillende dichtheden. Welke vloeistof heeft de grootste dichtheid?
Druk
Vroeger was de eenheid van druk (symbool p) de atmosfeer en de standaarddruk was 1 atm. De eenheid atmosfeer is geen SI-eenheid.
In het SI-stelsel is de eenheid van druk de pascal, symbool Pa.
Omdat de pascal zo klein is werken we meestal met 105 Pa = 1 bar.
De pascal is een afgeleide eenheid: 1 Pa = 1 Nm-2
Het verschil tussen bar en atm is klein: 1 atm = 1,01 bar.
Gezien de mate van nauwkeurigheid waarmee wij werken mogen we de standaarddruk po van 1 atm gelijk stellen aan 1 bar.
Temperatuur
Eenheden
De algemeen gebruikte eenheid voor de grootheid temperatuur (symbool T) is de graad celsius, °C. In de natuurwetenschappen gebruiken we daarnaast ook de kelvin, symbool K. De kelvin (niet: graad kelvin) is de officiële SI-eenheid.
Temperatuurschalen
De temperatuurschalen van Celsius en Kelvin verschillen alleen in de keuze van het nulpunt. In de celsius-schaal is de temperatuur van een ijs-water mengsel op 0°C gesteld; die van kokend water op 100°C. In de kelvin-schaal is het nulpunt (0 K) het absolute nulpunt van temperatuur, de laagst mogelijke temperatuur.
Het verband tussen beide nulpunten is: 0 K = − 273,15°C. Gezien de nauwkeurigheid waarmee wij hier werken ronden we dit af op 0 K = − 273°C, of 0°C = 273 K. In de volgende animatie is het verband tussen Celsius en Kelvin verduidelijkt:
Met behulp van zeer ingewikkelde apparatuur kunnen we temperaturen bereiken die heel weinig afliggen van 0 K, tot zelfs 0,00000005 K; het absolute nulpunt zelf is onbereikbaar.
Temperaturen in °C geven we aan met de kleine letter t, temperaturen in kelvin met de hoofdletter T. De temperatuur in K noemen we ook wel de absolute temperatuur.
De eenheid Kelvin
De naam is afkomstig van Lord Kelvin, een Engelse geleerde uit de 19e eeuw, die Sir William Thomson heette vóórdat hij vanwege zijn verdiensten in de natuurkunde in de adelstand werd verheven.
In de Verenigde Staten gebruikt men meestal nog de graad Fahrenheit als eenheid van temperatuur.
Het smeltpunt van ijs ligt bij 32 °F en het kookpunt van water bij 212 °F.
Een temperatuurverschil van één graad Fahrenheit komt dus overeen met 0,556 Kelvin.
Omrekenen van Celsius naar Fahrenheit:
TF = 1,8 TC + 32
TC = 0,56 ( TF - 32)
Voorvoegsels
Internationaal geldt de meter als officiële eenheid van de grootheid lengte met als symbool m. Om heel grote en heel kleine afmetingen aan te geven worden bepaalde voorvoegsels (vermenigvuldigingsfactoren) gebruikt.
Bekend zijn:
kilo, symbool k, 1000 x groter dan een meter, en
milli, symbool m, 1000 x kleiner dan een meter, of 0,001 x zo groot.
Een kilometer (km) is dus 1000 m en 1 millimeter (mm) 0,001 m. In plaats van 1000 schrijven we vaak 103 en 0,001 noteren we als 10-3. Dit gebruik van machten van tien wordt de wetenschappelijke notatie genoemd.
De voorvoegsels worden behalve voor de meter ook voor de eenheden van andere grootheden gebruikt.
In BINAS tabel 2 staan alle internationaal afgesproken vermenigvuldigingsfactoren. De voorvoegsels deca (10 x) en hecto (100 x) worden maar weinig gebruikt. De voorvoegsels deci (0,1 x) en centi (0,01 x) zijn wat bekender. De voorvoegsels femto (10-15 x) en atto (10-18 x) worden alleen gebruikt in speciale gebieden binnen de scheikunde, bijvoorbeeld in gebieden waar het gaat om de gevoelige detectie van stoffen (toxicologie, bepaalde moleculair biologische technieken). In wetenschap en techniek wordt bij voorkeur gewerkt met derde machten van tien.
Voor heel kleine lengtes wordt ook de Ångström, symbool Å, nog wel gebruikt; 1 Å = 10-10 m = 0,1 nm.
Ook komt de naam micron (μ, uitgesproken mu) nog veel voor; 1 μ = 10-6 m. Deze eenheden zijn tegenwoordig officieel niet meer toegestaan.
Voorvoegsels, die worden gebruikt voor zeer kleine of zeer grote afmetingen, zijn veel minder (of helemaal niet) bekend. Het voorstellingsvermogen wordt hier op de proef gesteld. Door met opeenvolgende stappen van telkens één grootte-orde vanuit het heelal in te zoomen op de wereld van het atoom, kan toch een redelijke indruk worden gegeven.
Zie Powers of ten voor een boeiende animatie (start kan even duren). Voor deze link is Flash Player nodig.
Meten en meetfouten
Meten is vergelijken met een standaardeenheid. Bij meting van bijvoorbeeld de lengte van een voorwerp vergelijken we de lengte van dat voorwerp met de lengte van een meetlat, die de standaardlengte van één meter heeft. Elke meting is behept met een meetonzekerheid die ontstaat door meetfouten. En elke meting heeft een bepaalde precisie en een bepaalde nauwkeurigheid.
Meetonzekerheden
Elke meting is behept met een meetonzekerheid. Meetonzekerheden zijn onvermijdelijke onnauwkeurigheden die ontstaan door onzekerheden bij het aflezen, onvolkomenheden van het meetinstrument en menselijke fouten bij de meting, bijvoorbeeld door parallax of door het interpoleren tussen twee schaalstreepjes.
Parallax
Parallax of verschilzicht ontstaat doordat we niet op de juiste hoogte of onder de juiste hoek aflezen, bijvoorbeeld bij een wijzerinstrument, waarbij we de stand van de wijzer niet aflezen in een lijn of een vlak loodrecht op de schaalverdeling. Door de wijzer dicht op de schaal te zetten of een spiegel onder de schaal te plaatsen kunnen we de parallaxbijdrage verminderen.
Ander voorbeeld van parallax (bij het meten van de lengte van een voorwerp): afhankelijk van de kijkrichting (A, B of C) lezen we een andere waarde af. Alleen in de richting B, loodrecht op de schaal, is de aflezing juist.
Interpoleren tussen twee schaalstreepjes
De lengte van een metalen staaf kan 2,76 cm zijn. Een ander zal misschien 2,77 cm of 2,75 cm aflezen. De laatste decimaal moet we namelijk schatten - en is dus onzeker. De meetonzekerheid van deze meting bedraagt plus of min 0,01 cm. We noteren dit als:
l = 2,76 ± 0,01 cm
Absolute meetonzekerheid
De waarde 2,76 cm noemen we de meetwaarde. Een meetwaarde is een getal dat door meting is gevonden. We noemen de onzekerheid in deze meetwaarde, ± 0,01 cm, de absolute meetonzekerheid. Een gangbare afspraak is dat de absolute meetonzekerheid van een meetwaarde minstens gelijk is aan plus of min de helft van de laatste decimaal, tenzij anders aangegeven. Deze afspraak is gebaseerd op de regels voor afronding van getallen.
Voorbeeld De massa van een voorwerp is gemeten als m = 1,22 g, zonder aanduiding van de meetonzekerheid. Dit betekent dat de massa ligt tussen de waarden 1,2150 en 1,2249. Afgerond is de meetonzekerheid ± 0,005. Dus: m = 1,22 ± 0,005 g
Relatieve meetonzekerheid
De relatieve meetonzekerheid, ook wel procentuele meetonzekerheid genoemd, definiëren we als:
relatieve meetonzekerheid = (absolute meetonzekerheid : meetwaarde) x 100%
In het geval van de gemeten lengte is de relatieve meetonzekerheid (0,01 : 2,76) x 100% = 0,4%
Meetfouten
Meetonzekerheden ontstaan door meetfouten, dat wil zeggen toevallige of systematische afwijkingen van de meetwaarde. We onderscheiden toevallige fouten en systematische fouten.
Toevallige fouten
Een toevallige fout ontstaat bij toeval: doordat we de laatste decimaal moeten schatten, of omdat we onzorgvuldig aflezen. Ook uitwendige storingen, zoals trillingen en temperatuurwisselingen, en onvolkomenheden van het meetinstrument kunnen toevallige fouten veroorzaken. De schaalverdeling van een thermometer kan bijvoorbeeld iets onregelmatig zijn, of te grof zijn voor de metingen die we willen verrichten. De grootte van toevallige fouten kunnen we schatten als we een groot aantal metingen verrichten. De kans dat de meetwaarde te hoog is door een toevallige fout is even groot als de kans dat de meetwaarde te laag uitvalt.
Systematische fouten
In een serie metingen kunnen we ook een systematische fout maken; de meetwaarde is òfwel te hoog, òfwel te laag. Een systematische fout kan onder andere ontstaan door verwaarlozing van een factor die invloed heeft op de metingen, zoals een slecht geijkt meetinstrument.
De bepaling van het kookpunt van een vloeistof bijvoorbeeld moet geschieden bij een bepaalde standaarddruk (101,3 kPa), omdat het kookpunt afhankelijk is van de buitendruk. Zouden we het kookpunt van water meten op het moment dat er een lage-drukgebied aanwezig is, dan meten we een lager kookpunt dan 100 °C.
Precisie en nauwkeurigheid
Als we een meting doen in het laboratorium willen we weten hoe goed de meting is. Daarbij moeten we het onderscheid maken tussen precisie en nauwkeurigheid:
Precisie geeft aan hoe sterk individuele metingen met elkaar overeenkomen.
Nauwkeurigheid geeft aan hoe dicht onze metingen bij de juiste waarde liggen.
Vooral na een eerste keer is het altijd moeilijk om te bepalen of de meting nauwkeurig is. Aan de andere kant is het vaak gemakkelijk om erachter te komen of onze metingen precies zijn, namelijk door de meting een aantal malen te herhalen. Het rekenkundig gemiddelde van deze waarnemingen zal dan gelijk zijn aan de werkelijke waarde (als we tenminste geen systematische fout maken). Een aanwijzing voor de precisie van een meting is het aantal significante cijfers in een gemeten getal.
Voorbeeld Spreiding in een groep van metingen van dezelfde grootheid.
Meetserie A heeft een kleine spreiding. Er is bij deze serie wel een systematische fout gemaakt, waardoor alle metingen een te lage waarde geven. Meetserie B is minder precies, heeft een grotere spreiding. De systematische fout in serie B is echter kleiner, omdat de gemiddelde meetwaarde dichter bij de juiste waarde ligt. Serie B is dus nauwkeuriger.
Leerlingen verwarren vaak precisie met nauwkeurigheid.
Aan de hand van onderstaande voorbeelden kun je zien wat het verschil is.
Samengevat
Nauwkeurigheid betekent dat een meting dicht bij de geaccepteerde waarde ligt. Precisie betekent dat we consistente resultaten krijgen. Een meting kan heel precies onnauwkeurig zijn!
Rekenen met meetwaarden
Bij het verwerken van meetwaarden moeten we rekening houden met de meetonzekerheid van deze waarden. De grootte van de meetonzekerheid komt tot uiting in het aantal significante cijfers van de meetwaarde en de uitkomst van een berekening kan nooit nauwkeuriger zijn dan die van de gebruikte meetwaarden.
Significante cijfers
We spreken van het aantal significante cijfers (letterlijk: cijfers die wat betekenen) van een meetwaarde. De toevallige meetfouten geven een spreiding in de gevonden meetwaarden. Deze spreiding bepaalt het aantal significante cijfers van de meetwaarde.
Het bepalen van het aantal significante cijfers van een waarde is een belangrijk aspect bij wetenschappelijke metingen en het uitvoeren van berekeningen. Nullen aan het begin of het eind van een getal kunnen voor moeilijkheden zorgen. Voor het bepalen van het aantal significante cijfers kunnen we de volgende regels volgen:
Elke nul aan de linkerkant van cijfers, die niet nul zijn, is niet significant.
Dat is ook het geval als de nullen achter de komma staan.
Nullen aan het einde van een waarde, rechts van de komma zijn significant.
Nullen aan het eind van een waarde zonder een komma zijn niet altijd allemaal significant (zie toelichting).
Om het qua significantie gemakkelijker te maken kunnen we getallen weergeven in de wetenschappelijke notatie: een getal, geschreven als een macht van tien, met één cijfer (niet gelijk aan nul) voor de komma. Alle cijfers zijn in deze notatie significant. In deze notatie hoef je alleen nog maar met regel 2 rekening te houden.
Toelichting bij regel 3
Meetwaarden in ronde getallen (getallen zonder decimale komma) kunnen misverstanden oproepen. Vooral als het getal eindigt op een aantal nullen. Bijvoorbeeld als we zeggen dat de massa van een zak suiker een kilo is, bedoelen we dan in cijfers: 1 kg (1 cijfer significant, meetonzekerheid 0,5 kg) of 1000 g (4 cijfers significant)?
Waarschijnlijk geen van beide! Redelijk lijkt om te veronderstellen dat de massa ligt tussen 995 g en 1005 g (meetonzekerheid 5 g). De meetwaarde is dan 3 cijfers significant. De notatie is dan: m = 1,00 . 103 g of 1,00 kg. In de praktijk zullen we in dit geval toch vaak zien dat men schrijft dat de massa gelijk is aan 1000 g. De laatste nul is nu echter niet significant!
Is de meetonzekerheid slechts 0.5 g, dan moet je schrijven: m = 1,000 . 103 g of 1,000 kg of 1000 g.
De waarde 5200 heeft minimaal 2 cijfers significant en maximaal 4 cijfers significant. In het eerste geval is de wetenschappelijke notatie: 5,2 . 103. In het tweede geval: 5,200 . 103. De waarde 5200,0 heeft 5 cijfers significant. Wetenschappelijke notatie: 5,2000 . 103.
Hoeveel cijfers bij een vermenigvuldiging of deling verantwoord zijn, geven we aan met een simpele regel: zorg dat het antwoord uit niet meer cijfers bestaat dan de cijfers in de meetwaarden. Algemeen geldt:
De uitkomst van een vermenigvuldiging of deling van meetwaarden mogen we niet in meer significante cijfers schrijven dan waarin de meetwaarden gegeven zijn.
Bepalend daarbij is de meetwaarde met het kleinste aantal significante cijfers. Dus 1,40 x 1,70 = 2,38, maar 1,4 x 1,70 = 2,4.
Opmerkingen
Let op: nullen aan het eind van een cijferreeks tellen wel mee als significante cijfers, voor nullen aan het begin van een cijferreeks geldt dit niet!
Bedenk verder dat telwaarden geen meetwaarden zijn. Als een bepaalde tafel een oppervlakte heeft van 2,35 m2 (een meetwaarde dus), dan is de oppervlakte van 3 van deze tafels 3 x 2,35 = 7,05 m2 .
Optellen en aftrekken
Voor optellen en aftrekken van meetwaarden is het aantal decimalen, het aantal cijfers achter de komma, bepalend:
De uitkomst van het optellen of aftrekken van meetwaarden mag niet meer decimalen hebben dan de meetwaarde met het kleinste aantal decimalen.
Dus 100,2 + 5,3 = 105,5; maar 100 + 5,3 = 105.
Afronden
We kunnen afrondfouten vermijden door:
voor constanten altijd een extra significant cijfer meer te gebruiken dan nodig is voor de gemeten gegevens;
alleen de eindberekening af te ronden en niet de tussenberekeningen.
Oefenen met significante cijfers
Omdat veel leerlingen problemen hebben met het begrip 'significante cijfers', is het computerprogramma 'Significante Cijfers' ontwikkeld dat te bestellen is bij Visaria software. Het programma is onder andere geschikt voor 4 vwo, 4 havo en het eerste jaar mbo. Het kan gemakkelijk in een lesuur (of een gedeelte daarvan) worden doorlopen. Na afloop zal de leerling in staat zijn te bepalen uit hoeveel significante cijfers een getal bestaat en met welke nauwkeurigheid een getal na een bewerking moet worden geschreven.
Op het web zijn verder nog de volgende oefeningen te vinden:
Significante cijfers bij vermenigvuldigen, delen, optellen en aftrekken.
Chemie; meetinstrumenten
Belangrijke grootheden in de chemie, die we direct kunnen meten, zijn volume, massa, tijd, temperatuur en druk. Voor massa en volume gebruiken we de elektronische balans, pipetten en maatglaswerk van uiteenlopende nauwkeurigheid.
Sommige figuren en tekst in deze paragraaf zijn afkomstig van het Twents Carmel College.
Weeginstrumenten
Elektronische balans
Voor de meting van de massa van een hoeveelheid stof gebruiken we een elektronische balans. Een dergelijk instrument geeft de massa digitaal aan. Digitaal betekent dat we de waarde in cijfers in een uitleesvenster kunnen aflezen. De meeste balansen kunnen tarreren, dat wil zeggen dat de massa van het glas of bakje waarin we de stof afwegen, niet wordt meegeteld. De balans geeft dan alleen de massa van de inhoud aan. Hiertoe wegen we eerst het lege glas of bakje, waarna we met de 'tarreerknop' op de balans het gewicht op nul stellen.
Elektronische balans
Analytische balans
Het type elektronische balans, zoals hierboven afgebeeld, geeft de massa aan met 'twee of drie cijfers achter de komma'. Dat betekent een nauwkeurigheid van respectievelijk 10 mg en 1 mg. Voor analytisch werk is soms een grotere nauwkeurigheid vereist. Hierin voorziet de analytische balans met een nauwkeurigheid tot 0,1 mg ('vier cijfers achter de komma', indien de massa is uitgedrukt in grammen).
Analytische balans
Bron:Ohaus Adventurer Analytical Balances
Pipet
Een pipet is een glazen instrument om een bepaald volume vloeistof af te passen. Meestal gebruiken we pipetten om een kleine hoeveelheid vloeistof uit een grotere hoeveelheid te halen (monster nemen), of om een bepaalde hoeveelheid vloeistof ergens aan toe te voegen. Sommige pipetten zijn nauwkeurig geijkt, met een inhoud van bijvoorbeeld 25,00 mL of 10,00 mL. We onderscheiden volpipetten en maatpipetten.
Maatpipet en volpipet Bron: Twents Carmel College
Volpipet
Ook wel: volumetrische pipet. Duur precisieglaswerk voor het afmeten van een vaste en exacte hoeveelheid vloeistof, bijvoorbeeld om een vaste hoeveelheid van een te analyseren vloeistof af te meten voor het uitvoeren van een titreerproef. Hiertoe zetten we de pipet bij het leeglopen onder een hoek van 135° tegen het glaswerk en tellen we na het leeglopen nog 10 seconden door. De pipet is geijkt op de druppel die dan nog ín de pipet blijft zitten (dus niet uitschudden!). De mogelijke absolute fout in het volume van de pipet neemt toe met de grootte van de pipet. Zo heeft een 10 mL-pipet een meetonzekerheid van 0,02 mL en een 100 mL-pipet een meetonzekerheid van 0,08 mL. Let op bij het aflezen: de onderkant van de meniscus bepaalt de hoeveelheid (zie hiervoor de figuur bij Maatkolf). Let op: gebruik een pipetpomp om vloeistoffen op te zuigen!
Maatpipet
Ook wel: meetpipet of verdeelpipet. Duur precisieglaswerk voor het afmeten van een kleine hoeveelheid vloeistof (hoeveelheid niet af te meten met een maatcilinder). De maatpipet gebruiken we vaak om een exacte hoeveelheid van een te analyseren vloeistof af te meten, bijvoorbeeld voor titraties. Het laatste deel van de verdeelpipet (zonder streepjes) is niet nauwkeurig. We zetten de pipet bij het leeglopen onder een hoek van 135° tegen het glaswerk! De pipet is geijkt op de druppel die ín de pipet blijft zitten! De meetonzekerheid hangt ook hier af van de grootte van de pipet. Een 10 mL-pipet heeft een meetonzekerheid van 0,05 mL. Bij het aflezen moeten we erop letten dat de onderkant van de meniscus de hoeveelheid bepaalt (zie hiervoor de figuur bij Buret).
Let op: gebruik een pipetpomp of een pipetteerballon om vloeistoffen op te zuigen!
Demonstratievideo pipetteren en omgaan met de pipetteerballon.
Buret
Een buret bestaat uit een glazen buis met maatverdeling, onderaan afgesloten met een kraan. Hiermee kunnen we tot op een honderdste milliliter nauwkeurig een variabele hoeveelheid vloeistof afpassen. Tijdens een practicum gebruiken we buretten met een maximale inhoud van 25 mL of 50 mL.
Buret Bron: Twents Carmel College
Maatkolf
Een maatkolf is een fles met een nauwe hals met een nauwkeurig geijkte inhoud.
Maatkolven gebruiken we om oplossingen te maken met nauwkeurig bekend gehalte aan opgeloste stoffen.
Er zijn maatkolven van 10 mL tot 2 L.
De meetonzekerheid varieert van 0,025 mL voor een 10 mL-maatkolf tot 0,25 mL voor een 500 mL-maatkolf.
Een maatkolf is correct gevuld als de onderkant van de vloeistofmeniscus de maatstreep precies raakt:
Maatkolf en maatstreep in de hals Bron: Twents Carmel College
Maatcilinder
Een maatcilinder is een glazen cilinder met voet en een maatverdeling. Deze gebruiken we om snel een hoeveelheid vloeistof af te passen. De nauwkeurigheid is niet zo erg groot: twee tot drie significante cijfers, af te lezen ter hoogte van de onderkant van de meniscus. Er zijn maatcilinders van 5 mL, maar ook van 1 liter, of meer. De meetonzekerheid varieert van 0,08 mL voor een 5 mL-maatcilinder tot 1,0 mL voor een 250 mL-maatcilinder.
Maatcilinders van 10, 50 en 100 mL
Bron: Twents Carmel College
Bekerglas
Op een bekerglas staat dikwijls ook een maatverdeling, maar deze is meestal niet erg betrouwbaar.
Bekerglazen zijn er in vele maten, van 5 mL tot 5 L.
Bekerglazen en maatverdeling
Erlenmeyer
Erlenmeyers gebruiken we meestal als 'container', d.w.z. alléén om een vloeistof in te doen of om snel een stof op te lossen. Voordeel: door de smalle hals is er minder kans op spatten/morsen. Een erlenmeyer is niet nauwkeurig en dus niet geschikt om hoeveelheden nauwkeurig af te passen. De maatverdeling is alleen een grove indicatie! Afwijkingen kunnen oplopen tot 10-20 mL in erlenmeyers van 250-500 mL. Erlenmeyers bestaan er in vele maten, van 25 mL tot 5 L.
Erlenmeyers voor verschillende volumina
Erlenmeyers van 250 mL met brede hals en smalle hals Bron: Twents Carmel College
Injectiespuit
In de chemie worden medische injectiespuiten gebruikt, om een kleine hoeveelheid vloeistof (maximaal 50 mL) of gas door een rubberen stop in een afgesloten vat te spuiten.
Bij gaschromatografie bijvoorbeeld wordt een spuit gebruikt met nog geringere volumina (1 tot 100 µL).
Injectiespuiten gebruiken we ook bij wegend titreren.
Een gasmeetspuit is een glazen spuit met maatverdeling om een volume gas af te passen.
Meestal hebben deze een inhoud van 100 mL, met een afleesnauwkeurigheid van 1 mL.
afbeelding leermiddelen.be
Toets significante cijfers
Toets: Toets significante cijfers
0%
In deze toets kun je je kennis testen van significantie in eenvoudige berekeningen.
Als je de toets hebt afgerond, kun je op de knop 'Bewijs van deelname/Overzicht' drukken. Je krijgt eerst een overzicht van het aantal goede en foute vragen te zien. Als je verder scrolt, kom je bij een samenvatting. Hier staan de vragen, het antwoord dat jij hebt gegeven en het juiste antwoord op de vraag. Daarnaast krijg je nog een stukje achtergrond informatie bij de foute antwoorden en vaak ook bij de goede antwoorden.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Het arrangement Sk-01 Eenheden en meten is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteurs
Jan Lutgerink
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2016-01-10 19:43:55
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 3.0 Nederland licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Vakinhoudelijk deel van een thema over eenheden en meten, omgezet in een Wikiwijs arrangement vanuit een prototype van een kennisbank scheikunde van het voormalige Ruud de Moor Centrum van de OU. Oorspronkelijke auteurs en samenstellers van de kennisbank: Jan de Dobbelaere, Ingrid Holtkamp en Jan Lutgerink. Aanpassingen door Dick Naafs en Jan Lutgerink.
We werken de kennisbank sinds 2010 niet meer bij, maar we doen dit wel voor thema's die we hebben omgezet in Wikiwijs arrangementen. U kunt mailen naar Jan Lutgerink als u voorstellen heeft voor aanpassing, maar u kunt ook een kopie van het arrangement maken om het zelf aan te passen of uit te breiden voor gebruik in de les of voor zelfstudie door leerlingen. In een digitale handleiding kunt u zien hoe u dat moet doen.
De kennisbank is ooit opgezet voor ondersteuning van beginnende docenten scheikunde. Ze bestond ook uit meerdere kennislagen: vakinhoud, vakdidactiek, toetsen, etc. De vakinhoud beschreven we als minimale parate kennis die een beginnend docent moet hebben om het vak te kunnen geven. Daaraan koppelden we didactische aanwijzingen en - waar relevant - kennis over preconcepten en misconcepten bij leerlingen.
Sommige teksten zijn wellicht ook voor leerlingen geschikt, maar dat was niet de opzet van de kennisbank. We laten het aan de docent(e) over of dit materiaal geschikt is voor bijvoorbeeld zelfstudie van zijn/haar leerlingen.
Aanvullende informatie over dit lesmateriaal
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Van Celsius naar Kelvin
