分析化学中误差和数据处理办法讲义共87页文档
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分析化学中的误差和分析数据的处理第一章分析化学中的误差和分析数据的处理教学要求:1、了解误差的意义和误差的表示方法2、了解定量分析处理的一般规则3、掌握有效数字表示法和运算规则重点、难点:误差的表示方法随机误差的正态分布有效数字及运算规则教学内容:第一节分析化学中的误差一、误差:测定结果与待测组分的真实含量之间的差值。
二、分类:㈠、系统误差:由某些确定的、经常性的原因造成的。
在重复测定中,总是重复出现,使测定结果总是偏高或偏低1、特点:重现性:在相同的条件下,重复测定时会重复出现单向性:测定结果系统偏高或偏低可测性:数值大小有一定规律2、原因:① 方法误差② 仪器和试剂误差③ 操作误差㈡、随机误差(偶然误差):有不固定的因素引起的,是可变的,有时大,有时小,有时正,有时负。
1、特点:符合正态分布2、规律:对称性:绝对值相同的正、负误差出现的几率相等;单峰性:小误差出现的几率大,大误差出现的几率小。
很大的误差出现的几率近于零;有界性:随机误差的分布具有有限的范围,其值大小是有界的,并具有向μ集中的趋势。
第二节测定值的准确度与精密度以准确度与精密度来评价测定结果的优劣一、准确度与误差:1、准确度:真值是试样中某组分客观存在的真实含量。
测定值X 与真值T相接近的程度称为准确度。
测定值与真值愈接近,其误差(绝对值)愈小,测定结果的准确度愈高。
因此误差的大小是衡量准确度高低的标志。
2、表示方法:绝对误差:E a ===x-T(如果进行了数次平行测定,X为平均值)相对误差:E r ===100×TE a% 3、误差有正、负之分。
当测定值大于真值时误差为正值,表示测定结果偏高;当测定值小于真值时误差为负值,表示测定结果偏低;二、精密度与偏差1、精密度:一组平行测定结果相互接近的程度称为精密度2、表示方法:用偏差表示如果测定数据彼此接近,则偏差小,测定的精密度高;如果测定数据分散,则偏差小,测定的精密度低;⑴、绝对偏差、平均偏差和相对平均偏差:绝对偏差:d i =x i -(i=1,2,…,n) ?x 平均偏差:d =nd d d n±±±…21=∑=ni i d n 11相对平均偏差:d r =100×xd%⑵、标准偏差和相对标准偏差总体:一定条件下无限多次测定数据的全体样本:随机从总体中抽出的一组测定值称为样本样本容量:样本中所含测定值的数目称为样本的大小或样本容量。
第二章误差和分析数据的处理第一节误差及其产生的原因定量分析的任务是准确测定试样中各组分的含量,因此必须使分析结果具有一定的准确度。
不准确的分析结果将会导致生产上的损失、资源上的浪费和科学上的错误结论。
在定量分析中,由于受到分析方法、测量仪器、所用试剂和分析人员主观条件等方面的限制,故使测定的结果不可能和真实含量完全一致;即使是分析技术非常熟练的分析人员,用最完善的分析方法、最精密的仪器和最纯的试剂,在同一时间,同样条件下,对同一试样进行多次测定,其结果也不会完全一样。
这说明客观存在着难于避免的误差。
因此,人们在进行定量分析时,不仅要得到被测组分的含量,而且必须对分析结果进行评价,判断分析结果的准确性(可靠程度),检查产生误差的原因,采取减小误差的有效措施,从而不断提高分析结果的准确程度。
分析结果与真实结果之间的差值称为误差。
分析结果大于真实结果,误差为正;分析结果小于真实结果,误差为负。
一、误差的分类根据误差的性质与产生的原因,可将误差区分为系统误差和偶然误差两类。
(一)系统误差系统误差(systematic error)也叫可定误差(determination error),它是由某种确定的原因引起的,一般有固定的方向(正或负)和大小,重复测定可重复出现。
根据系统误差的来源,可区分为方法误差、仪器误差、试剂误差及操作误差等四种。
(1)方法误差:由于分析方法本身的缺陷或不够完善所引起的误差。
例如,在质量分析法中,由于沉淀的溶解或非被测组分的共沉淀;在滴定分析法中,由于滴定反应进行不完全,干扰离子的影响,测定终点和化学计量点不符合等,都会产生这种误差。
(2)仪器误差:由于所用仪器本身不够准确或未经校正所引起的误差。
例如,天平两臂不等长,砝码、滴定管刻度不够准确等,会使测定结果产生误差。
(3)试剂误差:由于试剂不纯和蒸馏水中含有杂质引入的误差。
(4)操作误差:由于操作人员的习惯与偏向而引起的误差。
例如,读取滴定管的读数时偏高或偏低,对某种颜色的变化辨别不够敏锐等所造成的误差。
分析化学中的误差与数据处理分析化学中的误差与数据处理分析化学是科学领域中的一门重要学科,主要涉及物质的定性、定量分析,其结果的准确性对于科研和实际应用具有重要意义。
然而,由于各种因素的影响,分析结果中不可避免地存在误差。
因此,了解误差的来源和处理方法是保证分析化学结果准确性的关键。
一、误差概念误差是指分析结果与真实值之间的差异。
在分析化学中,误差分为系统误差和随机误差。
系统误差是由固定因素引起的,如仪器校准偏差或试剂不纯等,通常需要进行补偿或校正。
随机误差则是由于随机因素引起的,如环境温度和湿度波动等,这种误差通常是无法避免的。
二、数据处理方法1、数据分析:对实验获取的数据进行统计分析,如平均值、标准差、置信区间等,以评估数据的集中程度和离散程度。
2、统计推断:通过样本数据推断总体特征,如假设检验和方差分析等,以判断实验条件是否满足分析要求。
3、数据处理技术:如平滑滤波、微分分析、积分分析等,用于消除数据中的噪声或提取特征信息。
三、减少误差的方法1、选择合适的试剂和设备:使用高纯度试剂和精确的测量设备,有助于降低系统误差。
2、增加重复次数:通过多次实验取平均值,能够降低随机误差,提高结果的准确性。
3、标准化:通过标准物质的测定以及与标准方法的比对,能够发现和纠正系统误差。
4、校准:对仪器进行定期校准,确保仪器性能稳定,从而降低误差。
四、结论误差与数据处理在分析化学中具有重要意义。
了解误差来源和处理方法有助于提高分析结果的准确性。
通过选择合适的试剂和设备、增加重复次数、标准化和校准等措施,可以有效地降低误差,提高分析结果的准确性。
未来,随着科学技术的不断发展,分析化学中的误差与数据处理方法将会更加完善。
研究人员将继续探索新的方法和技术,以进一步提高分析结果的准确性。
加强分析化学教育和实践,培养专业人才,对于推动分析化学的发展和应用具有重要意义。
总之,误差与数据处理是分析化学中不可或缺的环节。
通过了解误差来源和处理方法,采取有效措施降低误差,可以提高分析结果的准确性,为科学研究和实际应用提供可靠支持。