第二章 定量分析误差与分析数据的处理2
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第二章误差及分析数据的统计处理§2-1 定量分析中的误差定量分析的任务是准确测定试样中组分的含量。
但是,即使是技术很熟练的分析工作者,用最完善的分析方法和最精密的仪器,对同一样品进行多次测定,其结果也不会完全一样。
这说明客观上存在着难以避免的误差。
因此,我们在进行定量测量时,不仅要得到被测组分的含量,而且还应对分析结果作出评价,判断其准确性(可靠程度),找出产生误差的原因,并采取有效的措施,减少误差。
一、误差的表示:从理论上说,样品中某一组分的含量必有一个客观存在的真实数据,称之为“真值”。
测定值(x)与真实值(T)之差称为误差(绝对误差)。
误差 E = X - T误差的大小反映了测定值与真实值之间的符合程度,也即测定结果的准确度。
测定值> 真实值误差为正测定值< 真实值误差为负分析结果的准确度也常用相对误差表示。
相对误差E r = E / T×100%= (X-T) / T×100%用相对误差表示测定结果的准确度更为确切。
二、误差的分类根据误差的性质与产生原因,可将误差分为:系统误差、随机误差和过失误差三类。
(一)系统误差系统误差也称可定误差、可测误差或恒定误差。
系统误差是由某种固定原因引起的误差。
1、产生的原因(1)方法误差:是由于某一分析方法本身不够完善而造成的。
如滴定分析中所选用的指示剂的变色点与化学计量点不相符;又如分析中干扰离子的影响未消除等,都系统的影响测定结果偏高或偏低。
(2)仪器误差:是由于所用仪器本身不准确而造成的。
如滴定管刻度不准(1ml刻度内只有9个分度值),天平两臂不等长等。
(3)试剂误差:是由于实验时所使用的试剂或蒸馏水不纯造成的。
例如配制标准溶液所用试剂的纯度要求在99.9%;再如:测定水的硬度时,若所用的蒸馏水含Ca2+、Mg2+等离子,将使测定结果系统偏高。
(4)操作误差:是由于操作人员一些主观上的原因而造成的。
比如,某些指示剂的颜色由黄色变到橙色即应停止滴定,而有的人由于视觉原因总是滴到偏红色才停止,从而造成误差。
定量分析的误差及数据处理第2章定量分析的误差及数据处理要点与难点1.准确度与精密度2.误差与偏差的运算3.系统误差与随机误差4.检验并消除系统误差5.可疑值的取舍6.有效数字及运算规则2.1 误差的种类和来源定量分析的任务是准确测定试样中有关组分的含量,但在分析过程中误差是客观存在的,因此应该了解分析过程中误差产⽣的原因及其出现的规律,以便采取相应措施减少误差。
另⼀⽅⾯必须对分析结果进⾏评价,判断其准确性。
⼀、系统误差(systematic error)系统误差⼜称可测误差,是由某种固定原因按确定⽅向起作⽤⽽造成的。
具有重复性、单向性和可测性。
即在⼀定条件下重复测定时会重复出现;使测定结果系统地偏⾼或偏低,其正负和⼤⼩也有⼀定规律;因产⽣原因固定,所以可设法测出其数值⼤⼩,并通过校正的⽅法予以减⼩或消除。
系统误差存在与否决定分析结果的准确度。
产⽣系统误差的原因主要有以下⼏种。
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;光度分析法中偏离定律,副反应发⽣等都能导致分析结果系统地偏⾼或偏低。
2.仪器误差由测量仪器⾃⾝的不⾜所造成的误差。
如天平两臂不等长,砝码锈蚀磨损质量改变;量器(容量瓶、滴定管等)和仪表刻度不准确等,在使⽤过程中都会引起仪器误差。
3.试剂误差由于所⽤试剂不纯或蒸馏⽔中含有微量杂质所引起的。
对痕量分析造成的影响尤为严重。
4.操作误差是因在正常操作情况下,由于分析⼈员的某些主观原因或操作条件过程控制不当造成的误差。
如分析⼈员掌握的分析操作与正确的分析操作有差别;对颜⾊敏感度的不同;称量时忽视了试样的吸湿性;沉淀洗涤不充分或过分等均会引⼊操作误差。
⼆、随机误差(random error)随机误差⼜称偶然误差:是由某些不确定的偶然的因素引起的误差,使测定结果在⼀定范围内波动,⼤⼩、正负不定,难以找到原因,⽆法测量。
第二章误差及数据处理§1 误差概述一、误差的来源1.测定值分析过程是通过测定被测物的某些物理量,并依此计算欲测组分的含量来完成定量任务的,所有这些实际测定的数值及依此计算得到的数值均为测定值。
2.真实值 true value真实值是被测物质中某一欲测组分含量客观存在的数值。
在实验中,由于应用的仪器,分析方法,样品处理,分析人员的观察能力以及测定程序都不十全十美,所以测定得到的数据均为测定值,而并非真实值。
真实值是客观存在的,但在实际中却难以测得。
真值一般分为:<1>理论真值:三角形内角和等于1800。
<2>约定真值:统一单位(m.k g,.s)和导出单位、辅助单位。
1)时, <3>相对真值:高一级的标准器的误差为低一级标准器的误差的51(31~20则认为前者为后者的相对真值。
思考:滴定管与量筒、天平与台称3.误差的来源真值是不可测的,测定值与真实值之差称为误差。
在定量分析中,误差主要来源于以下六个方面:<1> 分析方法由于任何一种分析方法都仅是在一定程度上反映欲测体系的真实性。
因此,对于一个样品来说,采用不同的分析方法常常得到不同的分析结果。
实验中,当我们采用不同手段对同一样品进行同一项目测定时,经常得到不同的结果,说明分析方法和操作均会引起误差。
例如:在酸碱滴定中,选用不同的指示剂会得到不同的结果,这是因为每一种指示剂都有着特定的pH变化范围,反应的变色点与酸、碱的化学计量点有或多或少的差距。
另外在样品处理过程中,由于浸取、消化、沉淀、萃取、交换等操作过程,不能全部回收欲测物质或引入其他杂质,对测定结果也会引入误差。
<2> 仪器设备由于仪器设备的结构,所用的仪表及标准量器等引起的误差称为仪器设备误差。
如:天平两臂不等、仪表指示有误差、砝码锈蚀、容量瓶刻度不准等。
<3> 试剂误差试剂中常含有一定的杂质或由贮存不当给定量分析引入不易发现的误差。