chemistry lab report, HELP ?

profileAli495
directfiletopicdownload_12.pdf

Lab  report  instructions  for  General  Chemistry  a  

Why  a  Journal  article  report  (JAR)?    A  primary  goal  of  this  course  is  to  see  if  you  can  think   like  a  scientist,  interpret  data,  and  communicate  that  knowledge  to  your  peers.    Journal   article  reports  allow  you  to  develop  your  understanding  of  the  experiment  and  the  critical   thinking  necessary  for  clear,  concise  communication  of  those  ideas.    This  is  also  a  chance  to   improve  good  writing,  communication,  and  computing  skills.  

These  instructions  are  meant  to  be  general  instructions  for  JAR  type  reports.    Specific   supplemental  instructions  may  be  given  for  some  experiments.  

Academic  Honesty:    A  reminder  that  all  data  analysis  and  calculations  that  are  not  done  in   the  laboratory,  as  well  as  all  writing,  is  to  be  your  own  work  and  not  shared  with  others.    If   you  need  assistance  please  see  the  TA’s,  the  writing  center,  or  me.  Also,  Failure  to  provide  in-­‐ text  citations  and  references  at  the  end  of  any  work  that  provided  you  with  information  is  also   a  form  of  plagiarism.    

“In-­‐text  citations”.    After  each  statement  that  either  quotes  or  paraphrases  an  idea  or   statement  from  another  source  there  must  be  an  in-­‐text  citation  and  corresponding  reference   at  the  end  of  the  report.    You  may  use  either  the  MLA  or  the  American  Chemical  Society  (ACS)1   method  of  citation  and  reference.    In-­‐text  citations  are  usually  of  the  form  of  superscripts,   (number)  or  author  -­‐  date:    “The  measurement  of  the  ∆Hrxn  was  conducted  using  the  standard   calorimetry  procedure  presented  in  the  lab  manual.”2  or  “…manual  (1).”  ,  or  “…manual  (Grossie  and   Underwood,  2014).”    all  of  which  refer  the  reader  to  the  reference  at  the  end  of  the  report  in  this   case  the  lab  manual.  

Resources  for  writing  lab  reports  are  available  here  and  through  Pilot:  

1. The  outline  below  is  a  convenient  reference  for  the  main  points  for  each  section   2. The  following  description  details  the  expectations  for  each  section.   3. “Writing  Laboratory  Reports”  Chapter  7  3  This  is  available  through  Course  Electronic  

Reserves.    The  instructions  for  using  the  reserves  are  on  pilot  as  is  the  reference  for  this   book  should  you  need  to  reference  in  your  report.    In  particular  it  compares  good  and  poor   ways  of  doing  things.    The  whole  book  is  available  in  Dunbar  Library.  

4. “How  to  write  a  lab  report”  Reed  College.    The  link  is  on  pilot.    In  particular  compare  the   example  of  “well-­‐written  lab  report”  and  “poorly  written  lab  report”  to  see  how  yours  might   be  improved.    

5. Lab  manual  preface.   6. Get  assistance  from  the  University  Writing  Center,  http://www.wright.edu/university-­‐

college/academic-­‐help/writing-­‐center/overview,  031  University  Library,  937-­‐775-­‐4186   (see  link  for  hours).  

7. Get  assistance  from  the  TA’s    

                                                                                                                          a  Spring  2014.    Adapted  from  Dave  Dolson  summer  2013  and  spring  2011  by  Lary  Sanders.  

Outline  of  sections  of  a  lab  report  (provided  for  quick  reference)  

1. Title  (meaningful  but  not  the  same  as  manual),  author  date,  lab  partner,  TA  and  section.   Significant  points  may  be  deducted  if  the  TA  name  or  section  is  missing.  

2. Purpose:    (1210L  Only)  hypothesis  to  be  tested,  or  Claim.    We  are  substituting  this  for  the   abstract  as  a  way  to  focus  on  the  primary  scientific  objective.  

a. This  section  replaces  the  abstract  suggested  in  “Guidelines…”   b. State  the  purpose  of  this  work?  

i. Is  it  to  test  a  scientific  hypothesis  such  as  verifying  gas  laws  in  the  upcoming   gas  behavior  lab  or  is  to  answer  a  scientific  question  such  as,  what  is  the   vitamin  C  content  in  a  particular  sample?  

c. Another  way  to  look  for  the  purpose  is  to  identify  the  scientific  hypothesis  to  be   tested  or  the  claim  that  the  report  is  making  

d. The  purpose  or  hypotheses  is  the  main  point  of  the  introduction.    The  claim  or  result   is  the  main  point  of  the  discussion/conclusion  section    

3. Abstract  (1220L  Only)    (typically  150-­‐250  words)  –  Present  tense   a. Statement  of  the  purpose  or  problem  (approximately  1  sentence)   b. Experimental  method  &  theoretical  support  used  –  brief   c. Summary  of  data,  results,  or  findings   d. Stands  alone  –  may  be  only  thing  a  reader  sees.     e. Concise,  organized,  accurate  representation  of  article   f. Write  last  –  similar  to  conclusion  section  but  not  copied.    

4. Introduction   a. State  the  objective   b. Background  theory  –  will  include  relevant  citations   c. Methods:  state  briefly  the  methods  by  which  the  objective  will  be  pursued  

i. Are  you  using  a  titrimetric  method,  spectroscopic  method,  etc.?   ii. For  what  purpose  will  you  employ  these  methods?   iii. Leave  the  details  for  the  Experimental  section  

d. Finish  with  Purpose/hypothesis/point.   5. Experimental  method.  

a. In  General  Chemistry,  always  begin  with  an  in-­‐text  citation  reference  to  the   experimental  procedures  in  the  laboratory  textbook.  ACS  allows  a  superscript   number  outside  the  punctuation  if  referring  to  the  whole  sentence.1    Also  italic  (1).     Inside  punctuation,  or  author  year  method  such  as  (Grossie  and  Underwood,  2014).     Use  the  same  number  if  a  reference  is  repeated.b  

b. Reference  1  in  the  “References”  section  should  resemble  the  following  but  with  the   appropriate  lab  cited:  

i. Grossie,  D.  A.  and  Underwood,  K.  A.  ,  Laboratory  Guide  for  Chemistry,  7th  ed.,   “Analysis  of  Hydrated  Copper  Sulfate”,  Wright  State  University,  Dayton,   2014,  Exp’t  5,  pp.  25-­‐28.  

                                                                                                                          b  In  Word  this  can  be  done  with  insert>  cross-­‐reference.  

c. A  brief  statement  of  experimental  method  so  that  the  reader  need  not  have  a  copy  of   the  text  to  know  the  general  methods  used.    There  should  be  enough  information   that  the  reader  can  understand  the  experiment.  

d. Details  of  any  changes  (omissions/additions)   e. “Materials  used”  (p  xx)  not  so  important  for  CHM  1210L  or  1220L  reports.  

6. Data  and  Results   a. Primarily  narrative  text,  supported  with  tables,  graphs,  figures  as  is  appropriate  to  

each  experiment   b. Organize  presentation  in  logical  order  

For  example,  wt.  %  composition  of  Cu,  sulfate,  water  before  empirical  formula   determination  

c. Report  “Significant  Outcomes”  –  present  the  relevant  results,  those  used  to  address   the  purpose  of  the  experiment.  

d. Omit  small  details.    e.g.,  mass  of  filter  paper   e. Tables,  Graphs,  Figures  presented  within  the  report  in  an  appropriate  order.   f. Properly  labeled  (see  p.xx)   g. Tables  numbered  and  titled  above   h. Graphs  &  Figures  numbered  below  with  caption   i. Presented  with  narrative  text  for  the  reader.    Table  and  Figures  “don’t  exist”  if  they  

are  not  discussed  in  the  text.    Don’t  assume  the  reader  will  find  her/his  way.   j. “Sample  calculations”  if  required  are  put  in  an  appendix  rather  than  in  results.    It  is  

assumed  the  reader  knows  how  to  do  the  calculations.   7. Discussion  and  Conclusion.  

a. Most  important.   b. Interpret/Explain  results   c. Do  results  answer  your  question  or  support  your  hypothesis  (was  experiment  

purpose  satisfied)?    Do  the  results  support  your  claim?    If  not  that’s  ok  but  you  need   to  explain  why.  

d. How  strong  is  your  evidence  –  what  are  the  limits  of  your  knowledge  or   measurements?  

i. Compare  your  experimental  measurements  to  literature  (known  or   accepted)  values  when  available  

ii. Address  sources  and  magnitudes  of  errors  or  uncertainties  in  measurements   –  random  vs.  systematic  

iii. Is  the  direction  &  magnitude  of  possible  errors  in  agreement  with  your   results  compared  to  literature  values?  

8. References   a. State  literature  references  

i. For  references  to  theory   ii. For  experimental  method   iii. For  literature  values  compared  to  your  results   iv. Any  other  sources  of  information.  

Detailed  descriptions  of  Laboratory  Report  sections.c  

Purpose  (1210L  only):  

This  is  not  normally  a  separate  part  of  a  journal  article.  We  are  using  it  here  in  place  of  an  abstract   to  help  you  isolate  main  ideas  of  the  experiment.    What  is  the  hypothesis  to  be  tested?    Frankly  –   why  do  the  experiment  and  why  should  anyone  care?    In  other  words,  what  scientific  questions  are   we  attempting  to  answer?    What  claim  will  the  report  make?  

Avoid  starting  with    “The  purpose  is……”  

Abstract  (1220L  only)  (150-­‐250  words)  

The  abstract  stands  alone.    A  reader  should  be  able  to  read  only  your  abstract  and  understand  the   report.    Therefor  it  must  contain  the  purpose  and  the  important  results.  Avoid  judgments  or   interpretations.    These  are  for  the  discussion  section.      

Avoid  starting  with    “The  purpose  is……”  

This  section  summarizes  what  was  measured  and  the  overall  quality  of  the  measurements.  It  is   sometimes  the  only  section  a  causal  reader  will  look  at  or  that  may  be  available  without  buying  the   paper  and  therefore  must  stand-­‐alone.    It  will  determine  if  they  want  to  read  further.  

The  abstract  should  be  written  last  –  it  is  the  summary  of  the  paper.    The  beginning  of  the  abstract   pulls  from  the  introduction  –  background  and  theory,  the  middle  refers  to  the  results,  and  the   ending  sentence(s)  from  the  end  of  the  conclusion.    Note  the  inclusion  of  final  numbers  where   appropriate.    Be  specific  –  name  compounds  and  instruments  used  (not  model  type).    Specific   amounts  can  be  used  if  relevant  to  the  scientific  understanding.    

Because  the  abstract  stands  alone,  avoid  statements  that  would  require  references.    Refer  to  your   own  work.  

Of  course  it  is  best  to  rephrase  statements  used  in  the  body  of  the  report  rather  than  copy  them.  

Introduction:  

The  lab  text  tells  you  that  this  “should  be  a  concise  statement  of  the  theory/reason  behind  the   experiment,  .  .  .  “  Please  don’t  interpret  “concise  statement”  to  mean  a  single  sentence.    This  section   should  introduce  the  experiment  to  your  reader,  generally  in  a  paragraph  or  two,  but  some   experiments  may  require  more.    Your  introduction  for  the  reader  should  explain  important   concepts  and  introduce  equations  that  will  be  used  to  evaluate  the  data  that  will  be  presented  later.     Variables  in  equations  should  be  defined.    The  audience  for  this  section,  as  for  the  entire  report,   should  be  for  your  peers  –  other  students  who  have  not  yet  performed  this  experiment.    Don’t   assume  that  the  reader  has  more  advanced  knowledge  so  that  you  omit  information  that  should  be   conveyed  to  a  peer  reader.  

                                                                                                                          c  Spring  2014.    Adapted  from  David  Dolson  CHM  127.  

Notice  the  topics  that  make  up  the  introduction  section  in  the  lab  text.    In  some  cases  additional   reading  in  other  sources  may  be  necessary  for  a  more  complete  treatment  of  background   information  and  concepts  pertaining  to  particular  experiments.    Usually  the  concepts  and  equations   developed  in  this  section  should  be  conveyed  to  your  readers  also  –  but  they  should  be  understood   by  you,  the  writer,  and  then  presented  to  your  reader  in  your  own  way.    Don’t  simply  take   sentences  from  the  lab  text  or  other  reference  and  write  it  as  your  own  work  –  that  is  plagiarism.     And  don’t  simply  read  through  the  lab  text  introduction  or  other  reference  and  rewrite  the   sentences  in  a  slightly  different  way  –  this  also  is  plagiarism.    Write  from  your  own  understanding   of  the  topics,  which  requires  that  you  do  some  reading  in  the  lab  text  and  perhaps  read  in  other   resources  and  that  you  have  an  understanding  from  which  you  can  write  an  introduction  of  this   experiment  for  a  peer  reader.    The  writing  in  this  section  and  throughout  the  report  should  be   grammatically  correct.  

Take  the  “Heat  of  Reaction  and  Solution”  experiment  in  the  lab  text  as  an  example.    Based  upon  the   written  introduction  presented  in  the  laboratory  text,  it  would  seem  reasonable  to  include  the   following  items  in  your  laboratory  report  introduction  section:  

• Statement(s)  that  this  experiment  concerns  calorimetric  measurements  to  determine  the   heat  of  reaction  for  several  acid-­‐base  reactions  and  for  a  solution  reaction.  

• Further  statements  of  which  reactions  were  studied   • Concepts  of  endothermic  and  exothermic  processes,  heat  and  heat  capacity  should  be  

explained  and  that  because  heat  is  transferred  between  the  reaction  and  the  calorimeter,   qrxn  =  -­‐qcal.    The  heat  calculated  from  the  calorimeter’s  point  of  view  is  of  the  same   magnitude  as  that  produced  by  or  taken  in  by  the  reaction  but  has  opposite  sign.  

• Equations  for  calorimeter  heat  (qcal  =  C  ΔT  or  qcal  =  mc  ΔT)  and  to  define  reaction  enthalpy   change  (ΔH  =  qrxn/moles  of  reactant)  should  be  developed  with  an  explanation  of  the   symbols  provided  for  your  reader.  

• Equations  should  be  numbered  for  easy  reference  in  the  text.  

Experimental  Methods:  

The  American  Chemical  Society  (ACS)  Style  Guide  indicates  when  using  a  standard  method,  as  we  do  in  most   of  our  labs,  to  “cite  the  appropriate  literature  and  give  only  the  details  needed”Error!  Bookmark  not  defined..     For  nonstandard  procedures  enough  information  needs  to  be  given  to  replicate  the  work.    

Can  the  reader  understand  what  was  done  without  having  the  manual  at  hand?  

The  laboratory  text  should  be  referenced  as  the  source  for  the  experimental  procedures  unless  a   handout  is  involved.    A  simple  reference  citation  is  insufficient  information  in  a  laboratory  report,   which  might  well  be  read  without  the  simultaneous  availability  of  the  cited  reference  for  procedure.     Accordingly,  your  report  should  present  a  concise  description  of  the  experiment  even  though  it  may   omit  many  small  details  of  the  work.      

 

Deviations  of  actual  experimental  procedures  from  the  method  described  in  the  laboratory  text   must  be  stated.      

Data  &  Results:  

Here  a  full  analysis  of  the  results  is  presented.  First  show  the  raw  data  and  the  equations  used  to  analyze  the   data.  This  is  objective  date  without  interpretation.    Sample  calculations,  if  required,  would  be  presented  in  an   appendix.    The  results  should  flow  logically  through  the  data  from  beginning  to  end.  

The  lab  text  calls  for  students  to  state  all  results  and  numerical  calculations,  present  graphs  where   appropriate  and  to  compare  results  to  literature  values  with  stated  uncertainties  where  possible.     We  would  remind  students  to  remember  that  this  is  a  written  document  that  must  use  written  text   to  explain  the  results  to  your  reader.    A  data  table  cannot  simply  appear  without  a  written   explanation  given  for  its  contents.    The  table  should  be  introduced  and  presented  with  text.    Too   often,  student  writers  believe  that  because  someone  with  knowledge  of  the  experiment  will  grade   their  report  there  is  no  need  to  describe  the  results  –  the  grader  will  know  how  they  were  obtained.     The  report  should  be  written  for  a  reader  from  your  peer  group  but  one  who  may  not  have  had  this   same  laboratory  experience.    The  report  must  describe  the  experiment,  its  results  and  their   meaning  for  one  who  has  not  performed  it.      

If  there  is  a  table  it  should  have  a  title  and  labeled  headings,  and  measurement  units  must  be  stated   in  some  manner.    All  measurements  have  uncertainties  associated  with  them,  and  these  should  be   stated  in  some  manner.    An  example,  from  the  CHM  1210  Paper  Chromatography  experiment,  might   appear  as  follows:  

                                 Table  1.    Chromatogram  Measurements  for  Determination  of  Retention  Factorsa  

Amino  Acid   Solvent  Distance   Spot  Distance   Rfb   1  =  arginine   71  ±  1  mm   17  ±  1  mm   0.24  ±  0.01   2  =  glycine   71  ±  1  mm   21  ±  1  mm   0.30  ±  0.01   3  =  alanine   71  ±  1  mm   29  ±  1  mm   0.41  ±  0.02   4  =  leucine   71  ±  1  mm   54  ±  1  mm   0.76  ±  0.02   5  =  Cystine   71  ±  1  mm   11  ±  1  mm   0.15  ±  0.01  

6  =  Unknown#            .   71  ±  1  mm   55  ±  1  mm   0.77  ±  0.02   7  =  Unknown#            .   71  ±  1  mm   22.5  ±  1  mm   0.32  ±  0.01   a.  Adapted  from  reference  2.    

b.  An  example  uncertainty  calculation  appears  at  the  end  of  this  document  for  the  leucine   measurements  –  this  actual  footnote  is  specifically  supplied  for  this  document.    Footnotes  are   not  necessary  for  all  tables.  

Note  that  the  table  is  “self  contained”.    It  has  its  own  footnotes    (b)  explaining  the  calculation.    It  also   has  a  footnote  (a)  under  the  table  indicating  a  reference  in  the  text  as  in  “adapted  from”.    In  MS   word  these  need  to  be  done  manually  rather  than  try  to  use  the  “footnote”/”endnote”  tracking.  

 

If  there  is  a  plot  or  graph,  it  should  be  computer  created,  it  should  have  a  title,  and  the  axes  should   be  labeled.    Best-­‐fit  lines  (or  curves)  through  the  data  points  should  be  fit  using  the  programs  least   squares  fitting  algorithm  such  as  Excel’s  trendline  function  if  the  equation  is  necessary  for   calculating  subsequent  data.    Understand  that  neatness  does  count  -­‐  if  you  wouldn’t  want  a   prospective  employer  seeing  your  lab  report  for  a  job  interview  don’t  submit  it  in  this  class  without   improvements.    Also  note  that  figures  have  the  caption  listed  underneath  rather  than  on  top  as  is   Tables.    Figures  must  be  discussed  in  the  text.      Avoid  captions  the  equivalent  of  “x”  vs  “y”  as  in  this   case  “Fluorescence  vs  time”  would  tell  the  reader  nothing  that  they  can’t  see  in  the  plot.  

 

Figure  9.    Time-­‐resolved  SO2(ν3)  IR  fluorescence  emission  observed  through  a  spectral  bandpass   filter.4      

 

Discussion  and  conclusion:  

Often  our  experiments  are  done  to  illustrate  a  known  chemical  principle.    In  this  section  the  results   should  be  compared  to  the  expectations  arising  from  a  theory  or  from  earlier  work  by  other   scientists.    Numerical  data  previously  reported  in  the  scientific  literature  often  serves  as  an   accepted  or  literature  value  with  which  your  work  may  be  compared.    This  comparison  must  be   made  within  the  expected  uncertainty  of  your  experimental  value(s),  and  this  requires  that  you   consider  the  possible  sources  of  error  that  may  affect  your  reported  experimental  value(s)   including  the  direction  and  magnitude  of  each  effect.    If,  within  twice  the  expected  uncertainty  of  a   measurement,  your  value  is  in  agreement  with  a  literature  value  you  may  make  this  claim  with  95%   confidence.    (This  statement  arises  from  a  consideration  that  for  random  errors  68%  of  the   population  is  expected  to  fall  within  ±1  standard  deviation  and  95%  within  ±2  standard   deviations.)    If  your  observations  agree  with  a  chemical  law  that  is  to  be  tested  you  may  claim  

experimental  support  for  this  law  (for  example  the  observation  of  a  linear  arrangement  of  gas   pressure  plotted  against  inverse  volume  supports  Boyle’s  law,  as  does  a  constant  P⋅V  product  for  a   fixed  mole  quantity  of  gas).    If  the  values  do  not  agree  within  the  expected  uncertainty  of  your   measurements  or  do  not  support  an  expected  chemical  law,  it  is  necessary  to  address  the  possible   reasons  for  the  disagreement.    Perhaps  the  magnitude  of  one  of  the  errors  is  larger  than  you  may   have  estimated  or  perhaps  there  may  be  the  possibility  of  some  specific  systematic  error.    The   method  by  which  the  measurement  uncertainties  were  determined  should  be  stated  in  the  text  of   this  section.    And  you  should  communicate  support  of  or  disagreement  with  literature  values  or   chemical  laws  provided  from  your  experiment  with  possible  explanations  given  when  there  is   disagreement.    “Human  error”  is  not  an  acceptable  explanation.    

If  a  literature  value  for  a  numerical  measurement  is  not  explicitly  stated  in  the  lab  text,  it  still  may   be  found  in  your  lecture  textbook  or  from  another  source.    Ask  the  course  instructor  or  your  GTA   and  be  sure  to  cite  and  reference  the  source.      

 

References:  

These  will  generally  be  the  lab  manual  and  the  textbook.    Some  reports,  especially  in  1220L,  may   require  additional  references.    

We  are  accepting  either  the  MLA  or  the  ACS  method  of  citing  references.    A  brief  ACS  method  (Style   guide)  is  available  on  Pilot.  If  using  Internet  sources  make  sure  they  are  reliable.    Wikipedia  is  not   an  acceptable  source  as  anyone  can  add  content.  However  you  may  be  able  to  find  reliable  source   within  the  references  of  a  Wikipedia  article.      

                                                                                                                          1  Brief  ACS  style  guides  are  available  on  Pilot.   2  Grossie,  D.  A.  and  Underwood,  K.  A.  ,  Laboratory  Guide  for  Chemistry,  7th  ed.,  Wright  State   University,  Dayton,  2014.   3  A  short  guide  to  writing  about  chemistry  /  Holly  B.  Davis,  Julian  F.  Tyson,  Jan  A.  Pechenik   Boston  :  Longman,  c2010    Ch  7;  pp111-­‐132   4  Adapted  from  Brumfield,  B.R.,  M.S.  Thesis  WSU,  2005.