Protokoll von: Prakti Kant prakti.kant@uni-bielefeld.de Gruppe: Mi-? Fr-? Stu Dent stu.dent@uni-bielefeld.de Termine: Abgabe: Abtestat: Bewertung: Korr E P T F Datum: Unterschrift Assistent: Schreiben von schönen Protokollen V?? 27.04.2016 iermit versichern wir, dass wir das vorliegende Protokoll selbstständig verfasst haben und keine anderen als die angegebenen Quellen und ilfsmittel eingesetzt wurden. Die ausgewerteten Messdaten wurden von uns gemessen und sind mit dem unterschriebenen Messprotokoll identisch. Die abgegebene gedruckte Version und die elektronische Version (PDF) sind identisch. Bielefeld, 07.05.2016 erford, 08.05.2016 Prakti Kant Stu Dent
1 Einleitung Dieses Dokument enthält inweise für das Erstellen von Protokollen in den Praktika Physikalische Chemie. Diese inweise sind nicht im Detail verpflichtend sondern sollen einen Überblick über den grundsätzlichen Aufbau eine Protokolls geben. Jedes Protokoll sollte mit einer kurzen Einleitung beginnen, in welcher mit ein bis zwei Sätzen und in eigenen Worten das Thema und das Ziel des Versuchs beschrieben wird. 2 Theorie Der Theorieteil des Protokolls soll die Fragestellung sowie die theoretischen intergründe dem gebildeten Laien verständlich machen. ierbei darf nicht aus dem Praktikumsskript[1] oder aus Lehrbüchern abgeschrieben werden. erleitungen wie sie in Lehrbüchern und Vorlesungen präsentiert werden sind hier nicht nötig, insbesondere das detaillierte Aufschreiben vieler Formeln ist nicht gefragt. Die Beschreibung der wesentlichen versuchsrelevanten Zusammenhänge sollte mit eigenen Worten erfolgen. Je nach Thema und Versuch ist der Theorieteil zwischen einer und drei Seiten lang. Da das Aufschreiben der Theorie auch immer eine Art achbereitung von Vorlesungsstoff und Vorbereitung auf Abtestate und Prüfungen ist darf der Theorieteil auch länger werden, dies ist aber keine Pflicht! Protokolle sind grundsätzlich im Blocksatz zu schreiben, die Schriftart (z.b. Times ew Roman, elvetica) sollte gut lesbar sein und vorzugsweise 12 pt groß sein. Der Zeilenabstand kann zwischen einzeilig und 1,5-zeilig liegen. Auch Seitenzahlen sind empfehlenswert, da Assistenten Protokolle beim Lesen gerne auch mal auseinander nehmen. Im Theorieteil des Protokolls werden bei den meisten Versuchen Formeln benötigt. Diese Formeln müssen nummeriert werden. Dies erleichterte das spätere Bezug nehmen im weiteren Theorieteil und in der Auswertung. Formeln werden zentriert geschrieben, die Formelnummer steht am rechten Seitenrand: E=m c 2 (1) ier ist E die Energie, m die Masse und c=299792458 m sek 1 die Lichtgeschwindigkeit [2], deren Literaturquelle [3] angegeben werden muss. Größen bzw. Variablen wie die Energie E oder die Masse m werden kursiv geschrieben. 1 (M.Letzgus, 14.04.16)
Einheiten wie z.b. m, sek oder J werden hingegen nicht kursiv geschrieben. peratoren wie z. B. der Ableitungsoperator d/d x werden ebenfalls in ormschrift geschrieben: d U =d q d w (2) v= d x d t (3) Auch Reaktionsgleichungen werden mit einer ummer versehen: - + + 3 + 2 (4) Purpurat (Murexid-Anion) Alloxan Uramil 3 Experimentelles In den beiden folgenden Kapiteln wird die experimentelle Durchführung sowie die erhaltenen Messdaten beschrieben. Dieses Kapitel ist wertungsfrei, hier werden nur Messdaten incl. Fehlerangaben präsentiert sowie experimentelle Beobachtungen und Besonderheiten beschrieben ohne diese zu bewerten. 3.1 Durchführung In diesem Teil des Protokolls wird die detaillierte Durchführung des Versuches sowie alle wichtigen experimentellen Details beschrieben. Auch hier müssen eigene Worte verwendet werden und nur das beschrieben werden, was auch tatsächlich im Labor gemacht wurde. icht beschrieben werden soll hier, was hätte getan werden sollen oder was andere gemacht haben. Ziel dieses Abschnitts ist es, den Leser in die Lage zu versetzen, das Experiment anhand dieser Beschreibung vollständig nachzuvollziehen. Dabei sollte sich auf das wesentliche beschränkt werden, die Länge liegt hier bei maximal zwei Seiten. Zur besseren Darstellung dürfen Skizzen und Bilder eingesetzt werden. Falls diese nicht selbst erstellt wurden, ist deren erkunft zu zitieren. 2 (M.Letzgus, 14.04.16)
3.2 Messdaten In diesem Unterkapitel werden die erhaltenen Messdaten präsentiert. Wichtig ist hierbei auch die Angabe von Randbedingungen sofern diese versuchsrelevant sind. Dies können z.b. Luftdruck, Temperatur oder Luftfeuchtigkeit sein. Die Messdaten können auf verschiedene Art und Weise präsentiert werden. andelt es sich um einige wenige handschriftlich erfasste Werte, so sollten diese tabellarisch dargestellt werden. Tabellen sind grundsätzlich aussagekräftig zu beschriften. Tabelle 3.1 Gemessene Spannung bei gegebener Salzkonzentration und Temperatur. Die Konzentration c ist in diesem Fall fehlerfrei da es sich um von der Laborantin angesetzte Stammlösungen handelt. U / V (±0,1 V) c / moll -1 (fehlerfrei) T / K (±1,5 %) 0.50 0.025 294.20 0.70 0.030 294.35 1.30 0.040 293.60 Bei einigen Versuchen werden Messdaten mit einem Computer erfasst. ierbei fallen große Mengen an Messdaten an, deren Darstellung als Tabelle unpraktisch und unübersichtlich ist. Daher sollten diese Daten vorzugsweise grafisch als Diagramm dargestellt werden. 3 (M.Letzgus, 14.04.16)
50 40 p / bar 30 20 10 0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 V / m 3 Abbildung 3.1: Der gemessene Druck in Abhängigkeit vom eingestellten Volumen. Beide Messwerte wurden mit einer Genauigkeit von 2.5 % erfasst. Zu beachten ist, dass in diesem Kapitel noch keine Bewertungen oder Interpretation der Daten vorgenommen werden. Dies geschieht erst in der Auswertung. Zusätzlich sollten bei den Messdaten ebenfalls die Fehler in den gemessenen Daten angegeben werden. An dieser Stelle soll noch nichts ausgerechnet werden hier reicht eine Auflistung der Fehler in den verwendetet Geräten. Bei Diagrammen kann dies zusätzlich in Form von Fehlerkreuzen erfolgen! 4 (M.Letzgus, 14.04.16)
4 Auswertung Im Auswertungsteil werden die im Abschnitt 3.2 dargestellten Messwerte ausgewertet. Dabei sind die im Praktikumsskript gestellten Fragestellungen zu bearbeiten. Dies kann entweder in Form einer sequentiellen Abarbeitung der Fragen erfolgen oder aber in die Auswertung, eingeflochten werden. In der Auswertung muss deutlich werden, was genau gerechnet wurde. ierbei ist es sinnvoll, die Rechnung beispielhaft für ausgewählte Daten zu demonstrieren. 45 40 I = 0.05 ma + 4.01 ma/mv U 35 30 25 I / ma 20 15 10 5 Equation Weight Residual Sum of Squares y = a + b*x Instrumental 17.66844 Adj. R-Square 0.99621 Strom Value Standard Error Intercept 0.0521 0.41336 Slope 4.01089 0.08246 Bei vielen Versuchen ist eine genau Fehlerbetrachtung sinnvoll, die sog. Fehlerrechnung. Diese ist Bestandteil der Auswertung und sollte nicht in einem Extra-Kapitel oder im Anhang durchgeführt werden! Länge, Umfang und Anzahl der Formeln in der Fehlerbetrachtung sind versuchsspezifisch und werden vom jeweiligen Betreuer bekannt gegeben. Wird beispielsweise eine Dichte r durch Messung der Masse m und des Volumens V bestimmt, so sind diese Messwerte nicht exakt. Sie unterliegen den gerätespezifischen Fehlern Dm und DV. Daraus folgt, dass auch die Dichte r nicht exakt bestimmt werden kann, sondern nur in einem Schwankungsbereich Dr. Dieser wird mit ilfe der Gausschen differenziellen Fehlerfortpflanzung bestimmt: 0 0 2 4 6 8 10 12 U / V Abbildung 4.1: ach Methode 2 [1] berechnete Stromstärke sowie deren Fehler. Die Gerade wurde mittels linearer Regression ermittelt. Das Fenster mit rigin-fit-ergebnissen kann im Diagramm mit abgebildet werden, muss aber nicht! Auf keinen Fall sollte es nur als Ergebnis angegeben werden da bei den Werten meistens die Einheiten fehlen! 5 (M.Letzgus, 14.04.16)
2 2 m,v = m m m,v V (5) V Das Ergebnis für die Dichte r wird zusammen mit dem Fehler Dr folgendermaßen angegeben: = 1.57±0.04 g cm 3. 5 Diskussion ier werden die Resultate aus Kapitel 5 aufgelistet und mit Literaturwerten verglichen. Mögliche Abweichungen sind zu diskutieren und mittels relativer und absoluter Fehler zu quantifizieren. ierbei sollten alle möglichen Fehlerquelle diskutiert und bewertet werden. Dies können beispielsweise experimentelle Besonderheiten oder äherungen in der Auswertung sein. Wichtig ist hier, dass nicht nur alle möglichen oder denkbaren Fehlerquellen aufgezählt werden, sondern auch deren Relevanz diskutiert wird. 6 (M.Letzgus, 14.04.16)
Literaturverzeichnis [1] Praktikum Allgemeine Chemie, Teilbereich Physikalische Chemie, 2011. [2] Peter W. Atkins, Physikalische Chemie, 2. Auflage, Wiley VC, Weinheim, 1996. [3] ational Institute of Standards and Technology, http://physics.nist.gov, 05.06.2009, 09:30. Im Literaturverzeichnis müssen alle verwendeten Quellen angegeben werden aus denen Daten, Tabellen oder Abbildungen in das Protokoll übernommen wurden. Wurde z.b. ein Buch nur gelesen, so muss dieses nicht zitiert werden. Als gute, vertrauenswürdige Quellen gelten: Lehrbücher Wissenschaftliche Zeitschriften Das Praktikumsskript Vorlesungsskripte der Universität Bielefeld Datenbanken wie z.b. IST Sicherheitsinformationen (Sicherheitsdatenblätter, MSDS) von bekannten Chemikalienherstellern, DaMaRis... Schlechte, nicht vertrauenswürdige Quellen sind: Wikipedia Internet allgemein, außer z.b. IST oder MSDS-Datenbanken Vorlesungs- und Praktikumsskripte anderer Universitäten Tageszeitung, Boulevardpresse, örensagen, Facebook, Twitter Persönliche Meinungen von Assistenten, iwis oder Kommilitonen Die Länge des Protokoll richtet sich immer ein wenig nach dem jeweiligen Versuch, 10 Seiten sind aber in jedem Fall ein guter Richtwert. Falls ein handschriftliches Messprotokoll angefertigt wurde, so ist dieses dem Protokoll beizufügen. 7 (M.Letzgus, 14.04.16)