第二章误差及数据处理
- 格式:doc
- 大小:293.50 KB
- 文档页数:12
第二章误差与数据处理基本术语分析化学中的误差是客观存在的。
例如,设有一铁的标准样品,其含铁的标准值为T。
对这一铁标准样品进行分析,即使采用最可靠的方法,使用最精密的仪器,由最有经验的分析工作者进行测定,所得的结果也不可能与T完全一致;由同一有经验的分析人员对同一样品进行多次分析,所得的结果也不可能完全一致。
1、准确度准确度表征测定结果与真实值的符合程度。
准确度的高低用误差来衡量。
测量值与真实值之间差别越小,则分析结果的准确度越高。
2、精密度精密度表征几次平行测量值相互符合程度。
精密度的高低用偏差来衡量。
平行测定所得数据间差别越小,则分析结果的精密度越高。
3、精密度与准确度的关系例:A、B、C、D四个分析人员对同一铁标样(w Fe=37.40%)中的铁含量进行测量,结果如图示,比较其准确度和精密度?精密度与准确度的关系可表示为:1.精密度是保证准确度的前提;2.精密度高,不一定准确度高。
4、系统误差系统误差是由某种固定的原因造成的误差。
具有重现性,系统误差的正负、大小都有一定的规律性。
在理论上讲是可以测定的,又称可测误差。
系统误差存在与否决定分析结果的准确度。
1.方法误差,由分析方法自身不足所造成的误差。
如,重量分析法中,沉淀的溶解度大,沉淀不完全引起的分析结果偏低;滴定分析中,指示剂选择不适合,滴定终点与化学计量点不符合引起的误差。
2.仪器误差,由测量仪器自身的不足所引起的误差。
如,容量仪器体积不准确;分光光度计的波长不准确。
3.试剂误差,由于试剂不纯引起的误差。
如,试剂和蒸馏水含有待测组分,使测定结果系统偏高。
4.操作误差由分析人员的主观原因造成的误差。
如分析人员掌握的分析操作与正确的分析操作有差别;分析人员对颜色敏感度的不同等。
5、随机误差(亦称偶然误差)随机误差是由某些不确定的偶然的因素引起的误差。
例如,测量时环境温度、湿度和气压的微小波动;仪器电源的微小波动;分析人员对各份试样处理的微小差别等。
第二章误差及数据处理(第一部分)一、选择题1. 从精密度好就可断定分析结果可靠的前提是()A. 随机误差小;B. 系统误差小;C. 平均偏差小;D. 相对偏差小。
2.以下哪些是系统误差的特点(A、C、E);哪些是偶然误差的特点()。
A.误差可以估计其大小; B.数值随机可变; C.误差是可以测定的;D.在同一条件下重复测定中,正负误差出现的机会相等,具有抵消性;E.通过多次测定,均出现正误差或负误差。
3.准确度、精密度、系统误差、偶然误差之间的关系正确的是()。
A.准确度高,精密度一定高; B.偶然误差小,准确度一定高;C.准确度高,系统误差、偶然误差一定小; D.精密度高,准确度一定高;E.偶然误差影响测定的精密度,但不影响准确度。
4、下列有关随机误差的论述中不正确的是()A.随机误差在分析中是不可避免的;B.随机误差出现正误差和负误差的机会均等;C.随机误差具有单向性;D.随机误差是由一些不正确的偶然因素造成的。
5.消除或减免系统误差的方法有();减小偶然误差的方法有()。
A.进行对照试验; B.进行空白试验; C.增加测定次数;D.遵守操作规程; E.校准仪器; F.校正分析方法。
6.下列情况对分析结果产生何种影响(A.正误差;B.负误差;C.无影响;D.降低精密度)(1)标定HCl溶液时,使用的基准物Na2CO3中含少量NaHCO3()。
(2)在差减法称量中第一次称量使用了磨损的硅码()。
(3)把热溶液转移到容量并立即稀释至标线()。
(4)配标准溶液时,容量瓶内溶液未摇匀()。
(5)平行测定中用移液管取溶液时,未用移取液洗移液管。
()(6)将称好的基准物倒入湿烧杯。
()7. 下列各数中,有效数字位数为四位的是()A. [H+] = 0.0005 mol . L-1;B. pH =10.56;C. w(MgO) =18.96%;D. 3000。
8. 测的某种新合成的有机酸pK a值为12.35,其K a值应表示为()A. 4.467×10 -13;B. 4.47×10 -13;C.4.5×10 -13;D. 4×10 -139.某人根据置信度为95%,对某项分析结果计算后,写出了如下五种报告。
哪种是合理的?()A.(25.48±0.1)%;B.(25.48±0.13)%;C.(25.48±0.135)%;D.(25.48±0.1348)%;E.(25.48±0.13483)%;10.如果要求分析结果达到0.1%的准确度,使用灵敏度为0.1mg的天平称取试样时,至少应称取()A. 0.1g ;B. 0.2g ;C. 0.05g ;D. 0.5g 。
11.NaOH标准溶液因保存不当吸收了CO2 ,若以此NaOH溶液滴定H3PO4至第二个计量点, 则H3PO4的分析结果将()A. 偏高;B. 偏低;C. 无影响;D. 不能确定。
12.在一组平行测定中有个别数据的精密度不甚高时,正确的处理方法是()A.舍去可疑数; B.根据偶然误差分布规律决定取舍;C.当4倍法与Q检验法结果发生矛盾时,以4倍法为依据。
13.下列有关置信区间的定义中,正确的是()A.以真值为中心的某一区间包括测定结果的平均值的几率;B.在一定置信度时,以测量置的平均值为中心的包括总体平均的范围;C.真值落在某一可靠区间的几率;D.在一定置信度时,以真值为中心的可靠范围。
14.以下各项措施中,可以消除分析测试中的系统误差的是()A.进行仪器校正;B.增加测定次数;C.增加称样量;D.提高分析人员水平。
15、在定量分析中,判断下列情况各属于何种类型的误差(A系统误差、B偶然误差、C过失误差)?(1)甲乙两人用同样的方法测定,结果总不能一致。
()(2)砝码受腐蚀()(3)天平的两臂不等长。
()(4)滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液。
()(5)样品在称量过程中吸湿。
()(6)滴定剂中含有少量待测组分;()(7)重量分析中,样品的非被测组分被共沉淀。
()(8)过滤沉淀时,出现穿滤现象而未发现。
()(9)滴定管读数时,最后一位数字估计不准。
()(10)移液管、容量瓶的相对体积未进行校准。
()(11)化学计量点不在指示剂的变色范围内;()二、填空题1.多次分析结果的重现性愈,则分析的精密度愈。
2. 称取纯K2Cr2O7 5.8836g ,配制成1000mL溶液,则此溶液的c(K2Cr2O7)为 mol . L-1 ;c( 1/6 K2Cr2O7) 为___________ mol .L-1 ; T K2Cr2O7/Fe 为 g . mL -1 ; T K2Cr2O7/Fe2O3为 g . mL -1 ; T K2Cr2O7/Fe3O4为 g . mL -1。
[M r( K2Cr2O7 )=294.18; A r(Fe) =55.8; A r(O) =16.00]3.对一般滴定分析的准确度,要求相对误差 0.1%。
常用分析天平可以称准到 mg。
用差减法称取试样时,一般至少应称取 g ; 50mL滴定管的读数可以读准到 mL,滴定时一般容积须控制在 mL以上,所以滴定分析适用于分析。
4.某学生测定铁矿中铁的百分含量,得如下数据:33.64, 33.83, 33.40, 33.50。
经计算得出此结果的平均值为;平均偏差为;标准偏差为;变异系数为。
5.可疑数据取舍的方法很多,从统计观点考虑,比较严格而使用又方便的是法。
它适用测定次数为。
如要求的置信度为90%,则决定取舍的原则是将Q计与Q0.90比较,若,则弃去可疑值,否则应保留。
三、计算题1.某人用络合滴定返滴定法测定试样中铝的质量分数。
称取试样0.2000g,加入0.02002mol·L-1 EDTA溶液25.00mL,返滴定时消耗了0.02012 mol·L-1 Zn2+溶液23.12mL。
请计算试样中铝的质量分数。
此处有效数字有几位?如何才能提高测定的准确度。
2. 要求在滴定时消耗 0.1mol· L-1 NaOH 溶液 25~30ml, 应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)多少克?如果改用草酸做基准物质,又应称多少克?若天平的称量误差为±0.2mg, 以上两种试剂称量的相对误差各为多少?计算结果说明什么问题?[M r (KHC 8H 4O 4) =204.22; M r (H 2C 2O 4· 2H 2O) =126.07]3.两人测定同一标准样品,各得一组数据的偏差如下:①求两组数据的平均偏差和标准偏差;②为什么两组数据计算出的平均偏差相等,而标准偏差不等;③哪组数据的精密度高?4.铁矿中铁含量,五次测定值为67.48%,67.37%,67.47%,67.43,67.40%。
计算结果的平均值、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和变异系数,并用精密度表示分析结果。
5.若上题中铁矿石含铁量为67.45%,计算分析结果的误差,并用准确度表示分析结果。
6.某分析人员提出了测定氯的新方法。
用此法分析某标准样品(标准值为16.62%),四次测定的平均值为16.72%,标准差为0.08%。
问此结果与标准值相比有无显著差异(置信度为95%)。
(第二部分)1.指出在下列情况下,各会引起哪种误差?如果是系统误差,应该采用什么方法减免?(1) 砝码被腐蚀;(2) 天平的两臂不等长;(3) 容量瓶和移液管不配套;(4) 试剂中含有微量的被测组分;(5) 天平的零点有微小变动;(6) 读取滴定体积时最后一位数字估计不准;(7) 滴定时不慎从锥形瓶中溅出一滴溶液;(8) 标定HCl 溶液用的NaOH 标准溶液中吸收了CO 2。
答:(1)系统误差中的仪器误差。
减免的方法:校准仪器或更换仪器。
(2)系统误差中的仪器误差。
减免的方法:校准仪器或更换仪器。
(3)系统误差中的仪器误差。
减免的方法:校准仪器或更换仪器。
(4)系统误差中的试剂误差。
减免的方法:做空白实验。
(5)随机误差。
(6)系统误差中的操作误差。
减免的方法:多读几次取平均值。
(7)过失误差。
(8)系统误差中的试剂误差。
减免的方法:做空白实验。
2.如果分析天平的称量误差为±0.2mg ,拟分别称取试样0.1g 和1g 左右,称量的相对误差各为多少?这些结果说明了什么问题?解:因分析天平的称量误差为mg 2.0±。
故读数的绝对误差g a 0002.0±=E根据%100⨯TE =E a r 可得 %2.0%1001000.00002.01.0±=⨯±=E gg g r %02.0%1000000.10002.01±=⨯±=E g g g r 这说明,两物体称量的绝对误差相等,但他们的相对误差并不相同。
也就是说,当被测定的量较大时,相对误差就比较小,测定的准确程度也就比较高。
3.滴定管的读数误差为±0.02mL 。
如果滴定中用去标准溶液的体积分别为2mL 和20mL左右,读数的相对误差各是多少?从相对误差的大小说明了什么问题?解:因滴定管的读数误差为mL 02.0±,故读数的绝对误差mL a 02.0±=E根据%100⨯TE =E a r 可得 %1%100202.02±=⨯±=E mL mL mL r %1.0%1002002.020±=⨯±=E mLmL mL r 这说明,量取两溶液的绝对误差相等,但他们的相对误差并不相同。
也就是说,当被测定的量较大时,测量的相对误差较小,测定的准确程度也就较高。
4.下列数据各包括了几位有效数字?(1)0.0330 (2) 10.030 (3) 0.01020 (4) 8.7×10-5 (5) pKa=4.74 (6) pH=10.00答:(1)三位有效数字 (2)五位有效数字 (3)四位有效数字(4) 两位有效数字 (5) 两位有效数字 (6)两位有效数字5.将0.089g Mg 2P 2O 7沉淀换算为MgO 的质量,问计算时在下列换算因数(2MgO/Mg 2P 2O 7)中取哪个数值较为合适:0.3623,0.362,0.36?计算结果应以几位有效数字报出。
答::0.36 应以两位有效数字报出。
6.用返滴定法测定软锰矿中MnO 2的质量分数,其结果按下式进行计算:%1005000.094.86)25101000.000.807.1268000.0(32⨯⨯⨯⨯⨯-=-MnO ω 问测定结果应以几位有效数字报出?答::应以四位有效数字报出。
7.用加热挥发法测定BaCl 2·2H 2O 中结晶水的质量分数时,使用万分之一的分析天平称样0.5000g ,问测定结果应以几位有效数字报出?答::应以四位有效数字报出。