第四章 误差与实验数据的处理
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分析化学中的误差定量分析的目的是准确测定试样中组分的含量,因此分析结果必须具有一定的准确度。
在定量分析中,由于受分析方法、测量仪器、所用试剂和分析工作者主观条件等多种因素的限制,使得分析结果与真实值不完全一致。
即使采用最可靠的分析方法,使用最精密的仪器,由技术很熟练的分析人员进行测定,也不可能得到绝对准确的结果。
同一个人在相同条件下对同一种试样进行多次测定,所得结果也不会完全相同。
这表明,在分析过程中,误差是客观存在,不可避免的。
因此,我们应该了解分析过程中误差产生的原因及其出现的规律,以便采取相应的措施减小误差,以提高分析结果的准确度。
2.6.1 误差与准确度分析结果的准确度(accuracy )是指分析结果与真实值的接近程度,分析结果与真实值之间差别越小,则分析结果的准确度越高。
准确度的大小用误差(error )来衡量,误差是指测定结果与真值(true value )之间的差值。
误差又可分为绝对误差(absolute error )和相对误差(relative error )。
绝对误差(E )表示测定值(x )与真实值(x T )之差,即E =x - x T (2-13)相对误差(E r )表示误差在真实值中所占的百分率,即 %100Tr ⨯=x E E (2-14)例如,分析天平称量两物体的质量分别为 g 和 g ,假设两物体的真实值各为 g 和 g ,则两者的绝对误差分别为:E 1= g E 2= g两者的相对误差分别为:E r1=%1006381.10001.0⨯-= %E r2=%1001638.00001.0⨯-= %由此可见,绝对误差相等,相对误差并不一定相等。
在上例中,同样的绝对误差,称量物体越重,其相对误差越小。
因此,用相对误差来表示测定结果的准确度更为确切。
绝对误差和相对误差都有正负值。
正值表示分析结果偏高,负值表示分析结果偏低。
定量分析误差产生的原因误差按其性质可以分为系统误差(systematic error )和随机误差(random error )两大类。
化学实验中的常见误差与实验数据处理在化学实验中,准确的数据是非常重要的。
然而,由于各种原因,实验数据往往会存在一定的误差。
这些误差可能来自于仪器的精度限制、操作上的不准确、环境因素的影响等。
了解并处理这些常见误差对于得到可靠的实验结果至关重要。
首先,常见的实验误差包括仪器测量误差、人为误差和环境误差。
仪器测量误差是由于仪器本身的精度和灵敏度限制造成的。
例如,在量筒中读取液体体积时,由于视线偏差或者刻度线的不准确而引起的误差。
人为误差则是由实验人员在操作过程中的不准确引起的,例如,加液过程中的滴管滴液数量的不确定性。
而环境误差则包括温度、湿度等因素对实验结果的影响。
然后,处理实验数据时,我们可以采用一些统计方法来评估和纠正误差。
一种常用的方法是求取实验结果的平均值。
当实验数据存在误差时,重复实验并取多组数据可以降低误差的影响,通过计算平均值来获得更准确的结果。
还可以计算实验数据的标准偏差或方差,对数据的稳定性进行评估。
较小的标准偏差表示数据的稳定性较高,较大的标准偏差则可能说明数据存在较大的误差。
在进行数据处理时,还可以采用加权平均值的方法,给予不同数据不同的权重,从而提高数据处理的准确性。
此外,对于实验数据的处理还需要考虑有效数字和显著性数字的规则。
有效数字是指数据中的所有数字,包括最后一位不确定的数字。
而显著性数字则是指在有效数字中真正具有意义的数字,用于表示测量的准确程度。
在进行数据处理和结果报告时,应根据有效数字和显著性数字的规则,决定实验结果的精确度和有效性。
此外,还需要注意误差的来源和影响因素,以便采取相应的纠正措施。
例如,在仪器测量误差方面,可以选择更精确的仪器或使用适当的校准方法来提高测量的准确性。
在人为误差方面,可以通过培训和严格的操作规程来减小误差。
在环境误差方面,可以控制实验室的温度和湿度,以减小这些因素对实验结果的影响。
总之,化学实验中常见的误差是无法避免的,但我们可以通过合理的数据处理方法和纠正措施来减小误差的影响。
定量分析误差和数据处理第四章定量分析概述一、知识目标本章要求熟悉误差的来源及减小误差的方法;理解准确度、精密度的概念,准确度与精密度的关系;掌握有效数字的概念及运算方法,掌握误差的表示方法;了解系统误差特点和偶然误差的分布规律,了解误差及偏差的计算方法,了解可疑值的取舍方法。
熟悉滴定分析基本概念,理解滴定分析法对化学反应的要求,理解常见的滴定分析的方式;掌握滴定分析的标准溶液的配制方法,标准溶液浓度的表示方法和基准物质应具备的条件;了解滴定度的概念,ip[物质的量浓度与滴定度之间的换算关系。
二、能力目标通过对本章的学习,能根据误差特点判别误差类别和进行误差的减免,能正确表示误差;能熟练地运用有效数字进行数据记录和运算,树立“量”的概念;能对分析数据进行简单处理,能用Q值检验法和四倍法对分析数据中的可疑值进行取舍;初步具备评价数据的能力。
通过对本章的理论知识和实验技能学习,能根据滴定分析要求选择滴定反应、滴定方式;能根据测定要求正确选择滴定分析仪器;能较熟练使用容量瓶、移液管、吸量管、滴定管等常用仪器;能熟练运用直接法和间接法配制标准溶液;能正确表示滴定分析标准溶液的浓度;能熟练进行滴定分析的有关计算。
三、本章小结定量分析的任务是在已知物质组成的基础上准确测定试样中有关组分的含量测定,就不可避免地会产生误差。
欲对定量分析数据的可靠性和准确程度做出判断,以准确表达定量分析的结果,就要了解分析测定中误差产生的原因及误差出现的规律,并采取相应措施,减少测量误差,使测定值尽量接近其真值。
(一)定量分析的误差及减免方法1、误差的分类及产生原因:(1) 系统误差、偶然误差的定义。
26方法误差仪器误差(2)系统误差产生的主要原因试剂误差操作误差对照实验空白实验(3)系统误差减小或校正的措施标准仪器校正方法 2、误差的表示方法:(1)准确度与误差、精密度与偏差的关系,(2)准确度与精密度的关系,(3)提高分析准确度的方法(二)有效数字及分析数据的处理1、有效数字的意义2、有效数字的修约规则:四舍六入五留双加减运算3、有效数字的运算规则乘除运算4、定量分析数据处理及分析结果的表示方法4d检验法 5、可疑值的取舍 Q检验法以元素表示6、定量分析结果的表示方法以离子表示以氧化物表示以特殊形式表示(三)滴定分析的基本概念:滴定分析法;标准溶液;滴定;化学计量点;滴定终点;终点误差。