Back to chapter

1.2:

De Wetenschappelijke Methode

JoVE Core
Química
É necessária uma assinatura da JoVE para visualizar este conteúdo.  Faça login ou comece sua avaliação gratuita.
JoVE Core Química
The Scientific Method

Idiomas

COMPARTILHAR

De wetenschappelijke methode is een systematische benadering die door alle wetenschappelijke disciplines wordt gevolgd. Het volgt zes hoofdstappen een observatie doen, een vraag stellen, een hypothese opstellen, experimenten uitvoeren, gegevens interpreteren en tot slot het afleiden van een conclusie. De wetenschappelijke methode begint met een observatie en een vraag om die observatie te helpen begrijpen.De Franse chemicus Antoine Lavoisier observeerde bijvoorbeeld het fenomeen verbranding. Hij formuleerde een vraag om te begrijpen wat er gebeurt als iets wordt verbrand. Waar gaat de materie heen?De derde stap in de wetenschappelijke methode is het opstellen van een hypothese een voorlopige verklaring voor de observatie in kwestie, die kan worden getest. In antwoord op zijn vraag waar gaat de materie heen? stelde Lavoiser de hypothese op dat tijdens een chemische reactie de materie niet werd gecreëerd of vernietigd.Een goede hypothese is ook toetsbaar en falsifieerbaar. Een toetsbare hypothese is er een die voorspellingen doet die kunnen worden bevestigd door experimenten of observaties. Het is falsifieerbaar als het door experimenten kan worden weerlegd.De vierde stap in de wetenschappelijke methode is experimenteren en gegevens verzamelen. Experimenten zijn observaties of metingen die worden uitgevoerd onder gecontroleerde omstandigheden zoals temperatuur, druk of volume. Deze stap onderzoekt hoe goed de echte wereld past bij die voorspeld was door de hypothese.Sommige experimenten en observaties zijn kwalitatief ze beschrijven hoe een proces verloopt. Anderen zijn kwantitatief iets meten of kwantificeren over het proces. Lavoisier testte zijn hypothese door kwik te verhitten in een gesloten omgeving.Dit leidde tot de vorming van een roodachtige substantie. Zijn experimenten waren kwantitatief, dus nam hij zorgvuldig de massa op van reactanten en de producten in het gesloten systeem en afzonderlijk. De vijfde stap is de interpretatie en analyse van gegevens evalueren of de resultaten de hypothese ondersteunen of weerleggen en of verder experimenteren nodig is.Lavoisier merkte op dat de totale massa van de pot en zijn inhoud voor en na de reactie hetzelfde bleef, hoewel de massa van het rode product groter was dan die van het oorspronkelijke kwik. De laatste stap is om een logische conclusie te trekken en te beslissen om de hypothese te accepteren of te verwerpen. Als de resultaten de hypothese sterk ondersteunen, wordt deze geaccepteerd.Deze kan ook verder worden getest of worden verfijnd door nieuwe vragen te stellen en nieuwe experimenten uit te voeren. Uit zijn experimenten concludeerde Lavoisier dat, aangezien de totale massa van de pot ongewijzigd bleef tijdens de reactie, de zuurstof in de pot zich had gecombineerd met het kwik om het nieuwe product te vormen, nu bekend als kwik oxide. Deze conclusie ondersteunde zijn hypothese sterk over het behoud van massa dat de totale massa van de objecten ongewijzigd blijft tijdens het verbrandingsproces.Als een hypothese echter wordt weerlegd, kunnen wetenschappers een nieuwe hypothese formuleren door aanwijzingen te nemen van de mislukte experimenten en opnieuw beginnen. Ook al zien we de wetenschappelijke methode als een reeks stappen, nieuwe informatie of ideeën kunnen ertoe leiden dat een wetenschapper teruggaat en stappen herhaalt op elk moment tijdens het proces. De wetenschappelijke methode is dus een iteratief proces.

1.2:

De Wetenschappelijke Methode

Chemistry is an empirical science. Scientists often pose questions to understand the chemistry in everyday life and seek answers to these questions. To achieve this, scientists follow a definitive series of steps that together make up the Scientific Method. This approach involves making observations, asking questions, building a hypothesis, conducting experiments, analyzing results, and forming a conclusion. 

Observation and Question

The first step in the scientific method is observing a phenomenon in the physical world. Next, a question is posed to better understand that phenomenon. For example, the question could be: “Which freezes faster, plain water, or water with salt added to it?”

Hypothesis

The next step is to formulate an explanation for the particular observation. This tentative interpretation for a set of observations that acts as a guide for understanding the observed phenomenon is called a hypothesis. For example, for the question above, a hypothesis could suggest that adding salt alters the freezing point of plain water.

Scientists often use earlier research and literature to begin their investigation and formulate a hypothesis that could be tested through experiments. A strong hypothesis is both testable and falsifiable. It is considered testable if it can be proven right, and falsifiable if it can be disproven—in which case, the scientist must modify or discard the hypothesis. 

Experimentation 

The third step is designing and conducting experiments to test the validity of the hypothesis. Experiments are measurements and observations carried out under controlled conditions. Some observations and experiments are qualitative (describing how a process happens), while many are quantitative (measuring or quantifying something about the process). To test the salt-water hypothesis, the scientist can take two glasses with equal amounts of water, at room temperature. A spoonful of salt can be added to one of the glasses, and both glasses placed into the freezer. The status of water in each glass can be observed every 15 minutes and the time taken for each glass of water to become completely frozen can be recorded.  

The experimental design is a critical step in the scientific method. Care should be taken to control the number of variable factors so that the effect of a specific factor in question can be monitored. 

Result Analysis and Conclusion

The next step is to analyze the results of the experiments and conclude whether these results validate the hypothesis or not. If the conclusion is that they do, then the hypothesis is accepted and might be subjected to further experimentation to answer new questions. When a hypothesis is proven wrong, a new hypothesis can be proposed, and the process continues. 

In the salt-water example, the results indicate that saltwater takes more time to freeze than plain water. This provides the conclusion that water with salt freezes at a slower rate than plain water. Thus, the results validate the hypothesis.

This text is adapted from Openstax, Chemistry 2e, Section 1.1: The Scientific Method.