Het laboratoriumjournaal
Wat is een labjournaal?
Het labjournaal is een (ge)schrift waarin je tijdens het voorbereiden, uitvoeren en uitwerken van een experiment bijhoudt wat je doet en daarbij waarneemt of vaststelt. De informatie in het labjournaal vormt de basis voor iedere vorm van wetenschappelijk rapportage. Het bijhouden van een goed labjournaal lijkt simpel, maar in de praktijk komt er veel bij kijken. Zo zijn wetenschappers bekend die de Nobelprijs misliepen omdat ze het geduld niet hadden om tijdens hun experimenten systematisch bij te houden wat ze uitvoerden. Ze hadden eerder een baanbrekend inzicht ontwikkeld dan anderen, maar konden dit niet bewijzen omdat ze het experiment waarop de inzichten waren gebaseerd niet meer konden herhalen, of zelfs niet konden aantonen dat ze het experiment ooit uitgevoerd hadden. Laat staan dat ze hun vindingen overtuigend aan anderen konden overbrengen.
De inhoud van het labjournaal
De belangrijkste functie van het labjournaal is het geven van een authentieke beschrijving van de uitvoering van een experiment. Alle tijdens het experiment verrichte handelingen en waarnemingen worden rechtstreeks beschreven zonder dat ze op relevantie worden beoordeeld of geïnterpreteerd worden in het kader van de vraagstelling van het experiment. Het labjournaal verschilt hierin duidelijk van andere rapportagevormen zoals verslag, lezing, of wetenschappelijk artikel. Dit zijn allemaal reconstructies achteraf van het experiment op basis van reflectie en interpretatie. Dat betekent dat de auteur(s) een keuze maken en alleen de uitvoerings- en waarnemingsdetails die binnen de vraagstelling relevant lijken beschrijven.[1] In een labjournaal wordt dus eerst alles genoteerd; pas in een later stadium wordt geoordeeld wat hiervan relevant is.
Ook de voorbereiding van dat experiment en de uitwerking van de resultaten moeten in het labjournaal staan. De voorbereiding bevat de achtergronden van een experiment, zoals de titel, de doelstelling, een reactievergelijking en/of mechanisme, of theorie. Dit plaatst het experiment in een kader, en maakt het beter te begrijpen voor de lezer. Daarnaast wordt in het voorbereidingsgedeelte een aantal praktische zaken genoteerd, zoals eigenschappen van chemicaliën en veiligheidsgegevens, waarvan het handig of zelfs verplicht is om ze bij de hand te hebben.
De uitwerking van de resultaten is de verwerking van primair verkregen gegevens of meetresultaten. Vaak ben je niet geïnteresseerd in een directe meetuitkomst, maar in een grootheid die daaruit berekend wordt. Die berekening wordt zo in het labjournaal genoteerd dat kan worden nagegaan hoe de berekening verlopen is. Vermeld daarom formules die gebruikt zijn. De berekeningen worden tijdens of zo snel mogelijk na het experimenteren gedaan. Vervolgens vindt, na de uitvoering van het experiment, een eerste interpretatie van de resultaten plaats, om na te gegaan wat de uitgewerkte resultaten betekenen en om te bepalen of, en in hoeverre, een experiment geslaagd is. Dit is niet de hoofdfunctie van het labjournaal, het is wel nuttig om je gedachten hierover direct in het labjournaal te schrijven. Vaak verlopen er maanden of jaren tussen het schrijven van een labjournaal en de erop gebaseerde rapportage, en het zou zonde zijn als je de interpretatie opnieuw moet doen.
Zie hoofdstuk 2.6 voor een puntsgewijze beschrijving van de inhoud van een labjournaal.
[1] Overigens kunnen dergelijke interpretatieve onderdelen ook in een labjournaal worden aangetroffen. Het zou zonde zijn om zich tijdens een experiment ontwikkelende gedachten verloren te laten gaan. De interpretaties moeten dan wel duidelijk als zodanig aangegeven zijn.
Het bijhouden van het labjournaal
Een authentieke beschrijving van het experiment kan alleen tijdens of, bij aanvullende berekeningen en uitwerkingen, direct na de uitvoering van het experiment worden gegeven. Als er tijd zit tussen de uitvoering en beschrijving van het experiment is er kans dat details worden vergeten of, bewust of onbewust, door reflectie en interpretatie gekozen wordt welke details al dan niet te vermelden. Daardoor gaat de authenticiteit verloren en verandert de directe beschrijving in een reconstructie achteraf. Het labjournaal verandert daarmee in een rapport. Als later blijkt dat er een fout of onvolledigheid in de interpretatie of berekening gemaakt is, dan kan dit niet altijd gecorrigeerd worden omdat er informatie ontbreekt: deze kan immers als niet relevant zijn weggelaten. Het is daarom belangrijk het labjournaal aan de zuurkast of naast een meetopstelling bij te houden.
Een journaal moet ook netjes en overzichtelijk zijn. Vaak wordt informatie in labjournaals maanden, jaren of zelfs eeuwen (zie figuur 1) later gebruikt om resultaten te verwerken. Het bespaart dan veel tijd en frustratie als alles makkelijk terug te vinden is. Niet alleen de experimentator zelf, maar ook anderen moeten de informatie goed terug kunnen vinden. Het is daarom belangrijk om informatie in een labjournaal duidelijke te ordenen. Van ieder experiment moeten de titel en/of nummer, doelstelling, achtergronden en bijvoorbeeld reactievergelijkingen genoteerd zijn. Daarnaast kan veel overzicht gecreëerd worden door elk onderdeel (doelstelling, planning, veiligheid, uitvoering, conclusies etc.) een duidelijke, bij voorkeur onderstreepte, kop te geven en door regels over te slaan. Het spreekt voor zich dat netjes en leesbaar schrijven sterk bijdraagt tot de leesbaarheid van een labjournaal.
De afgelopen jaren hebben we bij studenten een tendens gezien van het direct gedetailleerd bijhouden van het labjournaal naar het maken van snelle en beknopte aantekeningen (vaak op losse blaadjes) gevolgd door uitwerking daarvan op een later tijdstip (thuis bijvoorbeeld). Vaak wordt dit gedaan met het doel het labjournaal er netjes en er goed leesbaar uit te laten zien, met een lopend verhaal en logische structuur. Tussen uitvoeren van het experiment en schrijven van het labjournaal kan zo een week of langer verlopen. Dit is, hoe goed bedoeld ook, niet de bedoeling en gaat ten koste van de authenticiteit van het journaal. Daarom is besloten dat labjournaals alleen bij uitzondering mee naar huis mogen worden genomen. Het journaal blijft dus zo veel mogelijk op de zaal.
Een compleet, systematisch en overzichtelijk labjournaal is de basis van een verslag, rapport of wetenschappelijke publicatie. Heb je alles goed en overzichtelijk bijgehouden en weet je precies hoe en waarom je iets gedaan hebt, dan vergemakkelijkt dit het schrijven van een verslag of rapport. Let wel: een goed geschreven journaal is nog geen garantie voor een goede eindrapportage. Het omgekeerde geldt wel: zonder een goed labjournaal is goede rapportage onmogelijk.
Figuur 1. Bladzijde uit het labjournaal (in Latijn) van de alchemist George Starkey, daterend uit 1655. De beschreven experimenten zijn enkele jaren geleden nog herhaald.
Criteria voor een bruikbaar (voldoende) labjournaal
Het primaire criterium voor een acceptabel, dus voldoende, labjournaal is:
Is het beschreven experiment
op basis van de informatie in het labjournaal
nawerkbaar?
Dit betekent dat een collega (medestudent) die beschikt over de vereiste chemische kennis en vaardigheden het volledige experiment aan de hand van het labjournaal moet kunnen reproduceren, en daarbij niet voor verrassingen komt te staan. Dat wil zeggen dat niet alleen gegevens over hoeveelheden en kwaliteit van gebruikte stoffen, type apparatuur en te verrichten handelingen duidelijk beschreven moeten zijn, maar ook bijvoorbeeld optredende kleurveranderingen, gasontwikkelingen, en temperatuurverhogingen.
Daarnaast bevat een goed labjournaal ook:
Een duidelijke doelstelling en conclusie: Daaruit kan worden opgemaakt of het experiment een volgende keer ongewijzigd kan worden uitgevoerd of verbeterd, geoptimaliseerd, of veranderd moet worden.
Correct chemisch taalgebruik en correcte formules en reactievergelijkingen; geven aan of de experimentator voldoende gekwalificeerd is als chemicus.
Omschrijving van de gevaren en veiligheidsaspecten; om eventuele navolgers te attenderen op te verwachten gevaren.
Een gestructureerde en overzichtelijke weergave van de benodigde informatie, waaronder ook de datum, begeleider, andere deelnemers aan het experiment, etc.
Wat hoort in een labjournaal thuis?
• Naam: eigen naam, eventuele partner(s) en van de assistent.
• Datum, en tijdstip mits relevant.
• Titel: compact en duidelijk.
• Doelstelling: in één zin wat het doel is van het experiment.
• Theorie: (reactie)vergelijkingen en –mechanismes, en berekeningsschema’s.
• Werkplan / voorschrift (plak en kopie op de zuurkast!): een puntsgewijze samenvatting van wat je van plan bent te gaan doen, met tekening of beschrijving van de opstelling.
• Materiaal:
§ Lijsten van benodigde chemicaliën, apparatuur, glaswerk etc.
§ Fysisch-chemische eigenschappen van benodigde chemicaliën: smeltpunt, kookpunt, kleur, dichtheid, brekingsindex, oplosbaarheid.
• Veiligheid: risico’s bij het gebruik van de chemicaliën, hoe jezelf te beschermen, hoe te handelen als er toch iets misgaat.
• Afval: Welk afval in welk vat, en eventueel wat wél door de gootsteen mag.
• Aantekeningen bij de voorbespreking.
• Beschrijving experiment & waarnemingen: Alles wat je doet en ziet!!
§ Kwantitatieve gegevens (geef eenheden!):
o Omstandigheden waaronder wordt gewerkt: temp, druk, reactieduur, verdunningsmethode
o Tijdsduur van toevoeging, duur reflux etc.
o Uitkomsten van meetinstrumenten (balans, buret, thermometer, pH-meter, spectrofotometer). Plan tabellen voor meetgegevens vooraf.
o Bij verschilmetingen (zoals bij wegen of werken met de buret) begin- èn eindstanden vermelden, zodat je in geval van vergissingen achteraf alsnog correcties kunt toepassen.
§ Kwalitatieve observaties:
o Veranderingen en verschijnselen zoals kleur van een reactiemengsel of omslagpunt, neerslagvorming, troebeling, helderheid, geur, kleur en vorm van kristallen, taaiheid van het mengsel of de vloeistof, het ontstaan van rook of nevels, gasontwikkeling, (heftig) borrelen of spetteren, vuurverschijnselen, etc.
o Triviaal lijkende opmerkingen zoals: "het reactiemengsel leek vandaag wat lichter van kleur dan dezelfde reactie van gisteren" of "de oplossing leek wat visceuser (dikker) dan dezelfde reactie van gisteren"
o ‘Mislukte’ of onbetrouwbaar lijkende metingen; probeer hiervoor een oorzaak aan te geven.
o Genoeg toelichtingen om mogelijk misverstand over de aard van een waarneming of de betekenis van een getal uit te sluiten.
§ Noteer in detail afwijkingen van het voorschrift met de reden van de afwijking!
§ Noteer in de verleden tijd in de "verhalende vorm", bv: ‘Een 500 mL eenhals rondbodemkolf werd gevuld met 100 mL water. Hieraan werd 50 mL methanol toegevoegd.’’
Dit schrijft het makkelijkst en duidelijkst. Vermijd de gebiedende wijs.
• Resultaten en berekeningen:
§ Berekeningen, bewerking van ruwe meetgegevens, interpretatie van grafieken en conclusies. Beschrijf berekeningen zo dat ze door anderen te controleren zijn.
§ Plan tabellen voor verwerking van meetgegevens weer vooraf. Goede tabellen vergemakkelijken het uitzetten van data in grafieken.
§ Alle instrumenteel verkregen data zoals spectra (NMR / IR / UV / GC-MS) en computeruitdraaien worden in het labjournaal geplakt (eventueel eerst kopiëren als je ze ook wilt gebruiken in een verslag).
§ Noteer van elektronisch opgeslagen bestanden de bestandsnaam, het soort bestand en waar het bestand opgeslagen wordt.
§ Opbrengst. Geef de hoeveelheid in gram en molen, de procentuele opbrengst, en vergelijk eventueel met de in de literatuur vermelde opbrengst.
• Conclusies en evaluerende opmerkingen: antwoord op doelstelling.
• Literatuur: Geef literatuurbronnen (van voorschriften en andere gebruikte informatie) in het labjournaal direct op de plaats waar je ze gebruikt, dus niet in een lijst achteraf.
Praktische aanwijzingen
· Scheur nooit pagina’s uit je journaal; wie weet mis je die gegevens later toch nog.
· Het labjournaal is handgeschreven. Alleen als gegevens direct elektronisch worden opgeslagen mag ook tekst in print worden opgenomen.
· Een mogelijke indeling van het labjournaal is het gebruik van de rechter pagina voor de lopende tekst en tabellen en dat van de linker pagina als ‘klad’ (bijvoorbeeld voor het maken van tussentijdse berekeningen) en voor het inplakken van gekopieerde bronvoorschriften, spectra, computeroutput etc. Van deze links-rechts indeling mag afgeweken worden, zolang je consequent handelt.
· Nummer iedere pagina. Je kunt deze nummering gebruiken voor verwijzingen.
· Begin iedere nieuwe proef op een nieuwe (rechter)pagina.
· Geef de rechterpagina een linker marge van ongeveer drie centimeter en noteer hierin datum en tijdstippen van achtereenvolgende handelingen.
· Schrijf bovenaan de rechterpagina links de naam van de begeleider en rechts je eigen naam, en eventueel die van je partner(s).
· Geef het labjournaal een duidelijke structuur. Verdeel het geheel in hoofdstukken en paragrafen en geef deze een duidelijke titel. Onderstreep koppen.
· Maak je aantekeningen duidelijk en goed leesbaar. Gebruik ‘lopende’ zinnen maar houd het kort en bondig. Gebruik ook geen extreme telegramstijl want dat maakt je aantekeningen onbegrijpelijk voor anderen, en op termijn ook voor jezelf. Noteer dus geen losse, contextloze ‘kreten’ maar maak van je aantekeningen een lopend geheel.
· Werk resultaten altijd zo snel mogelijk uit. Op deze manier kun je mogelijke fouten direct achterhalen en eventueel het experiment nog herhalen.
· Noteer van alle informatie uit de literatuur meteen de bron met alle relevante gegevens:
o Boek: auteur(s), titel, jaar van uitgave, druk of editie, plaats van uitgave, naam van de uitgever en eventueel de paginanummers.
o Tijdschrift: auteur(s), titel, naam van het tijdschrift, jaargang van het tijdschrift, afleveringsnummer binnen de jaargang, jaar van uitgave, eerste-laatste pagina van het artikel.
o Website: de volledige URL.
