1

實驗數據處理與報告

有效數字 量測數據之有效數字與單位

計算數據之有效數字

實驗數據處理範例

實驗報告 預習報告書寫方式

•原理

•藥品

•步驟

誤差討論及其他

2020/03 修訂

測量：有效數字 + 單位

2

準確讀到26 oC

加一位估計值

Temp.: 26.2 oC

準確讀到6.2

加一位估計值

V: 6.26 mL

測量：有效數字 + 單位

3

電子顯示幕上

數字完整記錄

Temp.: 27.8 oC

電子顯示幕上

數字完整記錄

Wt.: 0.20 g

測量數據之有效數字

有效數字：準確數值 + 1位估計值

範例：

以下測量數值各有幾位有效數字？

21.5 oC

0.02 L

0.205 g

0.50 M

1000 mL

4

(所有非零數值前的 0，均不是有效數字)

(小數點後非零數值後的 0，均為有效數字)

(夾在數值中間的 0，均為有效數字)

(估計值：有誤差)

3位

1位

3位

2位

?

1000 mL 至少1位

5

1 × 103

1.0 × 103

1.00 × 103

1.000 × 103

1位

2位

3位

4位

量測數據之有效數字

1 × 10-3

1.0 × 10-3

1.00 × 10-3

1.000 × 10-3

1位

2位

3位

4位

定義值之有效數字

定義值進行單位轉換：無限多位有效數字

範例

1 atm

= 76 cmHg

= 760 mmHg

= 760 torr

= 101325 Pa

0 oC

= 273.15 K

6

具刻度之測量：準確數值 + 1位估計值

量筒為例

依最小刻度讀至3.1 mL

加1位估計值（0.05）

記錄讀值為 3.15 mL

滴定管為例

依最小刻度讀至29.6 mL

加1位估計值（0.01）

記錄讀值為 29.62 mL

（4位有效數字）

量測數值之讀取及記錄

7

2

3

4

30

29

31

電子顯示幕：記錄所有數值（最後1位已是估計值）

上皿式電子天平顯示0.24 g （2位有效數字）

精密分析天平顯示8.6202 g （5位有效數字）

量測數值之讀取及記錄

8

計算數據之有效數字

9

1.75

＋ 9.1

————

10.85

答: 10.9 （有效數字取至小數下一位，3位有效數字）

加減運算：

僅保留一位有誤差之數值

172.63

－ 1.3

—————

171.33 答 : 171.3 （有效數字取至小數下一位，4位有效數字）

估計值：有誤差的值

計算數據之有效數字

10

222

× 1.1

————

222

222

————

244.2

答 : 2.4 × 102 ( 2 位有效數字)

(3位)

(2位)

估計值：有誤差的值

(進行四捨五入)

乘除運算：

與有效數字位數最少的數值一致

計算數據之有效數字

11

乘除運算：與有效數字位數最少的數值同

（最小位數為2位，2位有效數字）

731 0.26514 273.15

760 0.0 298

.25605

2

11

21

1

定義值 3位 5位

3位 2位

(2位有效數字，進行四捨五入)

定義值

計算數據之有效數字

12

對數運算：

小數點後的位數與有效數字之位數同

log (2.00 × 104) = log (104) + log (2.00)

= 4 + 0.301

= 4.301 (小數點後位數取至3位，與有效數字位數同)

範例：[H+] = 2.0 × 10-12 M

(有效數字取至小數下2位)

= - log (2.0 × 10-12)

= 12 - log (2.0)

= 12 - 0.30

= 11.70

pH = - log [H+]

3位

2位

範例：N1 化合物化學式的決定

13

大試管：42.4953 g（6位, 分析天平）

大試管加氧化銅：43.5361 g（6位, 分析天平）

大試管加銅：43.3300 g（6位, 分析天平）

氧化銅：43.5361 - 42.4953 = 1.0408 g（5位）

銅：43.3300 - 42.4953 = 0.8347 g（4位）

氧： 1.0408 - 0.8347 = 0.2061 g（4位）

數據紀錄有效數字及單位皆正確

14

範例：N1 化合物化學式的決定

0.8347

63.6＝0.0131

0.2061

16＝0.013

莫耳質量的影響

有效數字及單位皆正確

數據處理計算皆正確

15

實驗數據

胺基磺酸：1.0725 g

胺基磺酸莫耳質量：97.10 g/mol

RT：28.0 oC

PH2O：28.3 mmHg

Patm：76.57 mmHg

燒杯重量： 154.66 g

燒杯與排開水重量： 418.13 g

計算式：

STP

11

OHatm

11

NSTP

Tn

V)P(P

Tn

ΔV)(VP

(K) 273.15(mol) 1

(L)V(atm) 1 22

（實驗室溫度計， 3位）

（實驗室氣壓計， 4位）

（課本附錄， 3位）

（分析天平， 5位）

（上皿天平， 5位）

（上皿天平， 5位）

1. 可先由書寫的藥品資料查找式量

2. 若查找不到資料可由附錄原子量加總得到式量

MW H2NSO3H

= 3 × 1.008 + 1 × 14.01 + 1 × 32.07

+ 3 × 16.00

= 97.10

數據紀錄有效數字及單位皆正確

範例：N2 氮氣之莫耳體積

17

週期表原子量 (IUPAC dated 1 Dec 2018)

• An interval in square brackets provides the lower and upper bounds of the

standard atomic weight for that element.

• For users needing an atomic-weight value for an unspecified sample with

disregard to the uncertainty, the conventional values are provided.

(4位)

(無限多位)

0.011045 (4位)

(無限多位)

(4位)

301.15

0.26347 (5位) 273.15

(無限多位)

(765.7 - 28.3)

n1 = 1.0725 / 97.10 = 0.011045 mol（4位）

T1 = 28.0 + 273.15 (有效數字無限）= 301.15 K（4位）

Ｐatm - ＰH2O ＝765.7- 28.3 = 737.4 mmHg（4位）

1 atm = 760 mmHg （有效數字無限）

∆V：418.13-154.66 = 263.47 g ÷ 1 g/mL

= 263.47 mL = 0.26347 L（5位）

18

VSTP = 20.99294

= 20.99（4位有效數字）

1.008－0.0372＝0.971

(atm, 3位有效數字)

） （

= 21.0（3位有效數字）

有效數字及單位皆正確

數據處理計算皆正確

範例：N2 氮氣之莫耳體積

= 1.008 atm－0.0372 atm

19

VSTP = 20.99294

= 20.99（4位有效數字）

(4位)

(無限多位)

0.011045 (4位)

(無限多位)

(4位)

301.15

範例：N2 氮氣之莫耳體積

Q:是否先取有效數字？ 保留數據所有位數(數據若為除不盡者，則至少保留兩位有誤差的值)帶入公式，最終結果取一次有效數字(即從頭到尾僅四捨五入一次)。

0.26347 (5位) 273.15

(無限多位)

(765.7 - 28.3)

20

實驗報告書寫方式

報告建議不要使用紅筆

會混淆助教的批改標註

原理： 精簡扼要，寫出重要反應式及公式

21

藥品：著重物、化性及毒性

22

• 可採取列表格的方式簡述（資料來源請註明出處）

• 無毒性不必硬寫（一般藥品皆具刺激性，不宜接觸皮膚眼睛）

• 藥品查找文獻之式量資料應有四位有效數字以上

中英品名、化學式、式量、物化性、毒性

23

步驟：精簡文句，試以流程表示

步驟精簡並預留1/3 做觀察紀錄

觀察紀錄 NaNO2無色至淡黃晶體容易潮解黏在藥匙上

NaNO2：1.05 g

……

24

精簡報告 (限三頁)

預報

目的

原理

藥品

步驟

結報

• 數據處理

實驗結束，助教確認數據計算後當場繳交

25

只需完成精簡報告：N1, N2, N4, N5, N7

C1, C2, C4, C5, C6, C7, C8-1

E1, E2, E4, E5, E7, E9

實驗紀錄

• 實驗觀察

– 藥品形態

– 操作重點

– 反應現象

• 數據記錄

完整報告 (限四頁)

預報

目的

原理

藥品

步驟

結報

–數據處理

–誤差討論

–問題與討論

–心得與建議

實驗結束後，回家處理數據、作圖，隔週繳交

26

必須完成完整報告：N3, N8, N10, N13

C3, C10, C12, C13

E3, E8-1, E10, E12

實驗紀錄

• 實驗觀察

– 藥品形態

– 操作重點

– 反應現象

• 數據記錄

誤差討論：針對個人數據具體討論

27

其他可能誤差來源，但非真因

針對自身實驗結果，討論可能的誤差原因

問題與討論（本學期不用寫）

28

1. 無須抄題

2. 簡潔、條列式回答

29

實驗報告分項書寫重點

*實驗報告遲交扣5分，預報遲交超過一週：0分

項 實驗報告重點項目 主筆 協同

預

習

1.原理簡要且列出主反應式或公式 5 5

2.書寫重要藥品之物、化性與毒性（重複可不寫） 5 5

3.實驗步驟以簡要流程表示 5 5

紀

錄

4.數據紀錄有效數字及單位正確 5

5.詳盡記錄其他觀察：藥品外觀、顏色變化、吸放熱等 10

結

果

與

討

論

6.詳列算式且數據處理皆正確 視實驗別配分比重不同

7.有效數字及單位正確 視實驗別配分比重不同

8.正確討論數據誤差與改進 視實驗別配分比重不同

9.正確作圖並標示XY軸及各曲線 視實驗別配分比重不同

10.具體說明或表列數據結果並比較 視實驗別配分比重不同

項 實驗報告分項書寫重點

預

習

1. 原理簡要且列出主反應式或公式

2. 書寫重要藥品之物性、化性與毒性

3. 實驗步驟以流程表示

紀

錄

4. 數據紀錄有效數字正確且附單位

5. 詳盡記錄其他觀察：藥品外觀、顏色變化、吸放熱等

結

果

與

討

論

6. 數據處理計算皆正確

7. 有效數字及單位正確

8.正確討論數據誤差與改進

9. 正確作圖並標示XY軸及各曲線

10. 具體說明或表列數據結果並比較

30

實驗報告分項書寫重點

*實驗報告遲交扣5分，遲交超過一週該份報告0分