有效数字在中学化学教学中的规范与应用
2019-11-11颜珏
颜珏

摘要:结合教学实践,对有效数字的意义、有效数字位数的确定和解决实际问题时的注意点进行较为全面的分析与解读。
关键词:有效数字;精确度;运算规则
文章编号:1008-0546(2019)10-0028-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2019.10.007
在平时的中学化学教学中,教师、教材和教辅用书都存在对有效数字的认识模糊或者错误的现象。
一、有效数字的概念及其位数的确定
1.有效数字的含义与仪器的精确度
有效数字就是在测量中得到的具有实际意义的数字,即从仪器上能直接读出的几位数字(数字的最后一位是估读出来的,是可疑的,其余各位数字是准确的)。例如量取一定量的液体体积时,在最小刻度为1mL的量筒中,该液体的凹液面最低处是在15.3mL的位置(如图1所示),其中15mL是准确数字,0.3mL为估计数字,它可能有±0.1mL的误差,两项合在一起组成有效数字。该液体的体积为15.3mL,三位有效数字。如果该液体在最小刻度为0.1mL的滴定管中,它的凹液面最低处在15.35mL的位置(如圖2所示),其中15.3mL是准确数字,0.05mL是估计数字,可能有±0.01mL的误差,该液体的体积为15.35mL,15.35均为有效数字,有效数字为四位。
移液管和容量瓶虽然只有一条刻度线,但其能精确到0.1mL,估读到0.01mL,一般精确度为±0.01mL,所以25mL的移液管移取液体的体积为(25.00±0.01)mL,不能记作25mL;100mL的容量瓶定容后溶液的体积为(100.00±0.01)mL,不能记作lOOmL。
可见,有效数字的位数是由测量仪器的精密度决定的。例如,用量筒量取15mL液体,表示该液体的实际体积为(15.0±0.1)mL,如果用滴定管移取15mL液体,表示液体的实际体积为(15.00±0.01)mL。在托盘天平上读出的5.4g,不能记录为5.4000g;而在分析天平上读出的数值5.4000g,也不能随意记录为5.4g,因为前者夸大了实验的精确度,后者缩小了实验的精确度。……
