Math of the lab Data collection & analysis

Measurement= accurate data is used to identify science facts Tool must be precise for data to be accurate enough to be reliable

Katie Ledecky has won gold again in the 800-meter freestyle. Her finishing time: 8:04.79s. She finished 11.38 seconds before the silver medal winner, Jazz Carlin of Britain. What was Jazz Carlin’s time? Jazz beat the 3rd place finisher, Boglárka Kapás of Hungary, by two tenths of a second. What was Boglarka Kapas’ time?

Precise measurement for reliable data results The average length of a blink is 100-400 milliseconds. In less than 10 milliseconds, Gale Devers won the women’s 100m sprint in the 1996 Summer Olympics. In 2008, Michael Phelps beat out Tom Shields by less than .01 seconds for the men’s 100m gold medal. In 2014, Netherland’s Koen Verweij lost the men’s 1500m speed skating gold medal by just 0.003 seconds. That’s less than 1/100 of a heartbeat.

Measurement Tasks in chemistry A. Metric is used in science experiments for both  extensive & intensive properties B. Significant figures indicate if measurement is  reliable C. Scientific notation prevents errors in writing big  & small data  D. Temperature scales are converted using an  equation E. Percent error indicates reliability of data   

I. Metric Based on multiples of 10 A. prefixes modify base unit Base unit

Characteristic of sample (can be varied =extensive properties)

Mass Length volume

B. Prefixes=the multiple of 10 to multiply by – Kilo= 1000 times, kilogram= – Milli=.001 times,  milligram=

C. Changing prefixes 1. Start at given prefix 2. Determine if you are going to a greater  or smaller value(direction on the stairs) 3. Count the number of steps 4. If the #of steps is >the number you have,  add zeros

Circle the larger unit in each pair of units or  values. 1. centimeter, millimeter 2. kilogram, gram 3. milligram, gram 4. milliliter,  liter 5. .001, .1 6. 1000, 1.0x103

Write the equivalent measurement: 1. 2. 3. 4.

9mg= ____g 4ml= ____L 12mg=___g 8g=____mg

5.   6035mm=___cm 6.   7.02ml=____cm3 given:1000joules= 1kj 7. 2000J=____kJ 8. 20500J=____kJ

1. Dr. Thompson had one cereal bar with a mass of 37g. What  is the mass of 6 cereal bars? Is that more than or less than  1 kg? Explain your answer. 2. Dr. Thompson is working in his garden he needs 1 kg of  potting soil for his plants. He has 750g. How much more  does he need? Explain your answer. 3. Which unit would you use to measure the capacity?  Write  milliliter or liter. a) A thimble c)A bucket b) A water storage tank  d)A carton of juice

II. Significant figures? A. Survival depends on the quality of the data.  B. How accurate is the data? 1. Depends upon the  precision of the  measurement device 2. The talent of the scientist 3. The reporting of the data in significant figures

C. Counting Sig Figs R‐59 1. All digits =Sig fig. 2. Zero in middle of  number= sig fig       ex:  5007= 4sig fig 3. Zero’s @beginning  of number NOT sig  fig   ex: 0.005 =1 sig  fig

4. Zero’s @the end • With a decimal point  the end zeros are sig  fig Ex 6.00 =3 sig fig Ex. 60.50=4 sig fig Ex. 60.00= 

• Without a decimal pt Not sig fig Ex 600= 1 sig fig Ex60,000= 1sig fig

• • • • • •

552 55102 501020 5110020.00 0.00102012 5.0000010

D. Rounding answer in Sig fig • 1. Multiply & divide:  Product/answer number  limited to lowest  amount of SIG FIGs of  the measurements  (data).  Ex: data 12m x 4m= 48m=

Data 102m x 15m=

2. Addition & subtraction • Decimal places • Answer has same  number of decimal  places as least amount  in a measurement  (data)  ex: 54.5m +3.1m  +7.82m  =65.12 m=

589.544g – 28.00g = 561.544g= 

III. Density  p89‐90  • Define: ratio of mass over the volume • Math equation (table    ) • Physical property unique to the substance it  depends on the composition of the substance  • elemental densities on table • Temperature impacts density

Yellow Orange Red blue  Purple Green

Density flip page: • cut on dashed line, the solid perpendicular line and  the outer rectangle. • Glue into book. • On top flaps of check for understanding determine  the correct sample to answer the question • Lift flap write a complete sentence explanation  based on “composition of sample” &/or Density  ratio. 

• Using the chart on p. 90:

Why do helium balloons float? –Explain why the BP explosion in the  gulf of  Mexico was very difficult to clean up. –How might a scientist use this chart? –

IV. Scientific notation(R56‐‐59)  1. Efficient format of a BIG or small #  2. Notation format has two parts: Coefficient   X   10 exponent 3. BIG value: decimal moves left

4.  Small values decimal moves right

5. Calculations in sci. not. 1. Multiplication: • Multiply the coefficients   ADD the exponents

2. division • Divide coefficients   Subtract exponents

3. Addition • Exponent Values in same power of 10 • Add coefficients  exponent unchanged

4. Subtraction

V. Temperature 1. average kinetic energy of the particles of  the sample. • 0Celsius  = 273Kelvins • Differing zero points on  scales require a given  equation: Table T • One degree Celsius = 1  Kelvin

1. 100C= ________k 2. 200C=________k 3. 0k= _______C (this=  absolute zero.)

3. Phase change diagram A. Shows “fixed points”  on the thermometer

B. Phase changes

• Melting point/  freezing pt ; boiling  pt /condensing pt are intensive  properties • Elements table S

• Fusion: phase  change between  solid &liquid • Vaporization: phase  between liquid & gas

IV. The 3 states of matter A. Solids: NaCl (s)

Definite shape & volume Orderly arrangement of atoms tightly packed Strongest intermolecular forces Vibrate in position

B. Liquids:NaCl (l) • Definite volume • No definite shape • Intermolecular forces are  not as strong as in solid • Particles are close  together, but free to flow  past ea. other

C. Gas: NaCl (g) • No intermolecular  forces • Move: constant random  Straight lines • No fixed volume • No definite shape • Compressible!

What is the  error in  reading the  meniscus  in”g”

select the two terms in each group that are related.  Explain how the terms are related. 1. Celsius degree, mass, Kelvin _________________

2. balance, second, mass ____________________

3. kilogram, liter, cubic centimeter _____________________

4. decimeter, kilometer, Kelvin ___________________

I. To convert unit: multiply by 1 • The conversion fraction  =1 • Ex; 1ft=12in, 60 min=1hr • Ex:How many minutes is  4.5 hours?

• 60 minutes=1 hour • 60 min=   1 1 hr • 4.5 hr x  1 • 4.5 hr x 60 min 1 hr • 4.5  x 60 min 1

4.5= 270?! • Dimensions are numbers with  units  data  1. Choose a fraction =1 2. Choose a conversion factor  using the given units and the  desired units (hr & min) 3. Write it as an equation: 1hr= 60min or 1 min=.6hr 1. Convert to fraction= desired unit on top Given units on bottom