定量分析中的误差
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第二章定量分析中的误差及其处理分析结果必须达到一定的准确度,满足对分析结果准确度的要求。
因为不准确的分析结果会导致产品的报废和资源的浪费,甚至在科学上得出的错误的结论,给生产或科研造成很大的损失,人民生活造成巨大困难或灾难。
但是分析结果是由分析者对所取样品(供试品或样品)利用某种分析方法、分析仪器、分析试剂得到的,必然受到这些分析的限制,分析结果不可能和样品的真实组成或真实含量完全一致,在一定条件下分析结果只能接近于真实值而不能达到真实值。
测定值与客观存在的真实值的差异就是所谓的误差(error)。
因此分析误差是客观存在、不可避免的,我们只能得到一定误差范围内的真实含量的近似值,达到一定的准确度。
采用哪些措施可能减小误差,依赖于误差本身的性质。
所以,我们应当了解误差的有关理论,明确误差的性质和来源,根据分析目的对误差的要求,选择准确度合适的分析方法,合理安排分析实验,设法减小分析误差,使分析结果的准确度达到要求,避免追求过高的准确度。
同时,也应当了解对分析结果的评价方法,以判断分析结果的可靠程度,对分析结果做出正确的取舍和表示。
2.1 分析结果的误差一、真值、样本平均值和总体平均值1. 真值与相对真值真值(true value)是指某物理量本身具有的客观存在的真实数值,表示物质存在的数量特征,用T来表示。
由于分析误差是不可避免的,因此真值是不可能测得的,实际工作中往往将理论值、约定值和标准值当作真值来检验分析结果的准确度,分别称为理论真值、约定真值和标准真值。
理论真值是指由公认理论推导或证明的某物理量的数值。
如水的组成常数或组成分数即为理论真值:1 mol H2O含2mol H和1 mol O,再如H+与OH-的反应的化学计量关系即H+与OH-的反应量之比为1 mol H+ : 1 mol OH-,该比值也是理论真值。
约定真值是指计量组织、学会或管理部门等规定并得到公认的计量单位的数值。
如国际计量大会定义的长度、时间、质量和物质的量等物理量的基本单位:光在真空中传播(1/299 792 458)s所经过的路径长度为1 m,国际千克原器的质量为1 kg、铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间为1 s等。
定量分析中的误差定量分析中的误差,也称为测量误差,是指实际测量结果与真实值之间的差异。
在定量分析领域中,对误差的准确定义和评估是非常重要的,因为它直接影响到数据的可靠性和结果的准确性。
本文将探讨定量分析中的误差的类型、产生原因以及如何评估和控制误差。
1.系统误差是由于测量方法、仪器或实验条件等固有的偏倚或倾斜引起的误差。
这种误差是有方向性的,通常是持续的,会导致测量结果偏离真实值的固定量。
系统误差的产生原因包括:-仪器漂移:由于仪器老化、磨损或使用不当等,仪器的测量性能会逐渐下降,导致系统误差。
-校准不准确:如果仪器的校准不准确,或者校准曲线的拟合不好,都会产生系统误差。
-环境条件:例如温度、湿度等环境条件的变化,会影响到实验条件,进而产生系统误差。
-人为因素:操作员的技术水平、操作规范等因素也可能引起系统误差。
2.随机误差是由于各种随机因素所引起的误差,其大小和方向都是无规律的,因此也称为无偏差误差。
这种误差会导致在多次重复测量中,得到不同结果,形成结果的分布。
随机误差的产生原因包括:-个体差异:不同个体之间的差异,包括实验对象的差异和人体感知的差异等,会导致随机误差。
-实验条件的不确定性:例如仪器的读数精度、样品的异质性等,都会产生随机误差。
-测量误差的传播:由于测量值之间的运算和计算过程中的近似或舍入,误差会被传递到结果中,导致随机误差。
在定量分析中,我们需要对误差进行评估和控制,以保证数据的准确性和可靠性。
评估误差的方法包括:1.校准和验证:通过与已知标准值的比较,来评估仪器的准确性和正误差大小。
2.重复测量:通过多次重复测量同一样品,来评估测量值的离散程度,即随机误差的大小。
3.数据处理和统计分析:使用合适的统计方法,对测量数据进行处理和分析,以评估误差的大小和分布。
控制误差的方法包括:1.合理设计实验:在实验过程中,根据实验目的和特点,合理设计实验方案,减少系统误差和随机误差的产生。