(完整版)药物分析数据记录运算及可接受偏差范围.
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药物分析数据记录、运算及偏差可接受范围1、问题的引入药物分析是一门实验科学,分析实验对我们每一个药物分析工作者都非常的重要;在实验中,经常要遇到数据的测量以及对测量数据的处理问题,而处理出来的结果不仅要反映出测量的可信程度,也要反映出实验结果的真实性(即误差小),只有这样,我们所做的实验才有意义。
为了取得准确的分析结果,不仅要准确测量,而且还要正确记录与计算有关数据。
所谓正确记录是指记录数字的位数符合实际意义;正确计算是按有关规则进行运算,并得出正确的结论。
因为数字的位数不仅表示数字的大小,也反映测量结果的准确度。
然而,实验结果都不可能绝对准确,不可避免地带有误差,其大小与测量的技巧、测量仪器的精度、测量的方法都有密切的关系;也与测量者在进行数据记录、数据处理时有效数字的运用有关。
正确地运用有效数字,能提高实验可信程度,减小实验结果的误差。
本文通过有效数字与实验仪器的关系以及一些实例来引起检验人员的重视,以提高实验结论的科学性和真实性。
2、有效数字的正确表示方法2.1有效数字中只允许保留一位可疑数字。
所谓可疑数字是实际测量时不确定的数字。
在记录测量数据时,只有最后一位有效数字是可疑数字。
如 1.2345中‘5’;;0.0223中‘3’是可疑数字,记录为“15.462”,多一位数字‘2’。
如果数字15.46中‘6’ ,;2.30中‘0’15.46中‘6’没有实际意义,就是数字“15.462”也没有了具体的实际意义。
那么,不仅数字‘2’。
2.2有效数字中的‘0’在数字与可疑数字之间时均为有效数字;而在数字前的不是有效数字,只起到定位作‘0’用。
如2.008和0.002800,均为四位有效数字。
2.3有效数字的位数与小数点的位置无关。
与科学记数法有关。
7.008、70.08、700.8和7.008×102均为四位有效数字。
2.4整数、л等常数,是具有无限(不定)位数的有效数字。
如k2Cr2O7/6,π,1/2 等,这些数字是自然数,非测量所得,所以有效数字的位数不受限制,需要几位取几位。
药品平行检验及数据相对标准偏差药品分析的精密度要求:一、平行试验的要求二、含量测定的精密度要求;三、其药品检验分析的精密度要求一、平行试验的要求-------《药品所实验室质量管理规范》规定:1.熔点:平行测定3次;2.吸收系数:平行试验2份;3.酸值:平行试验2份;4.含氟量:平行试验2份;5.含氮量:平行试验2份;6.干燥失重:失重为1%以上者平行试验2份;7.水份(费休氏法):平行试验3份;8.浸出物:平行试验2份;9.含量测定:平行试验2份。
含量测定必须平行测定两份,平行试验结果应在允许相对偏差限度之内,以算术平均值作为测定结果,若一份合格,另一份不合格不能取其平均值,应重新测定。
二、含量测定的精密度要求三、其它精密度要求1、干燥失重最大允许相对平均偏差不超过2%;2、水份(费休氏法)最大允许相对平均偏差不超过1%;3、测定水分,以连续两次的差异不超过5mg为终点;西药测定水分,以连续两次称重的差异不超过0.3mg为烘干终点。
4、滴定液标定和复标最大允许相对偏差分别不得超过0.1%;标定和复标者之间的相对平均偏差不得过0.15%。
相对偏差限度汇总药品工作中常采取双份或多份平行检测的方法来控制检测质量,通过计算精密度来判断结果。
下面我把一些方法的精密度要求汇总一下供同行参考:1、仪器分析法最大允许相对偏差不得超过2%;2、容量分析法最大允许相对偏差不得超过0.3%;3、重量法最大允许相对偏差不得超过0.5%;4、滴定液标定和复标最大允许相对偏差分别不得超过0.1%;标定和复标者之间的相对偏差不得过0.15%;5、干燥失重最大允许相对偏差不超过2%;6、氮测定法最大允许相对偏差不得超过1%;7、氧瓶燃烧法最大允许相对偏差不得超过0.5%;8、提取法最大允许相对偏差不得超过3%;9、恒重前后两次称重不超过0.3mg;10、测定水分,以连续两次的差异不超过5mg为终点;西药测定水分,以连续两次称重的差异不超过0.3mg为烘干终点。
分析误差限度范围分析误差限度范围,出处:中国药品标准检验操作规范。
1、容量分析最大允许相对偏差不得超过0.3%;2、重量法最大允许相对偏差不得超过0.5%;3、氮测定法最大允许相对偏差不得超过1%;4、氧瓶燃烧法最大允许相对偏差不得超过0.5%;5、仪器分析法最大允许相对偏差不得超过2%;6、标定和复标各3份平行试验结果的相对平均差,不得超过0.1%,标定和复标平均值的相对偏差不得超过0.14%;7、恒重前后两次称重不超过0.3mg;8、干燥失重最大允许相对偏差不超过2%;1、准确度:该指标主要通过回收率来反映,验证时一般要求分别配制浓度为80%、100%和120%的供试品溶液各三份,分别测定其含量,将实测值与理论值比较,计算回收率。
可接受的标准为:各浓度下的平均回收率均应在98.0%-102.0%之间,9个回收率数据的相对标准差(RSD)应不大于2.0%。
2、线性:一般通过线性回归方程的形式来表示。
具体的验证方法为:在80%至120%的浓度范围内配制6份浓度不同的供试液,分别测定其主峰的面积,计算相应的含量,以含量为横坐标(X),峰面积为纵坐标(Y),进行线性回归分析。
可接受的标准为:回归线的相关系数(R)不得小于0.998,Y轴截距应在100%响应值的2%以内,响应因子的相对标准差应不大于2.0%。
3、精密度:重复性:配制6份相同浓度的供试品溶液,由一个分析人员在尽可能相同的条件下进行测试,所得6份供试液含量的相对标准差应不大于2.0%。
中间精密度::配制6份相同浓度的供试品溶液,分别由两个分析人员使用不同的一起与试剂进行测试,所得12个含量数据的相对标准差应不大于2.0%。
4、专属性:可接受的标准为:空白对照应无干扰,主成分与各相关物质应能完全分离,分离度不得小于2.0。
以二极管阵列检测器进行纯度分析时,主峰的纯度因子应大于980。
5、检测限:主峰与噪音峰信号的强度比应不得小于3。
6、定量限:主峰与噪音峰信号的强度比应不得小于10。
1、药品分析检验结果,误差可接受的限度范围1.1容量分析法最大允许相对偏差不得过0.3% ;1.2重量法最大允许相对偏差不得过0.5%1.3 一般仪器分析法最大允许相对偏差不得过2%1.4滴定液标定:标定、复标各3份最大允许相对偏差不得过0.1%,标定和复标平均值的相对偏差不得过0.1%1.5氮测定法最大允许相对偏差半微量法不得超过1% ;常量法不得过0.5% ;其中空白二份的极差不得大于0.05ml1.6氧瓶燃烧法最大允许相对偏差不得过0.5%1.7乙醇量测定法2次测定的标准偏差不得过±1.5% (n=3)1.8碘值、羟值、皂化值平行二份,相对偏差不得过0.3%,酸值、过氧化值是限度检查只做一份。
1.9高效液相色谱法含量测定平行二份,各进二针,其RSD不得过±1.5%1.10高效液相色谱法杂质检查:不加校正因子的主成分自身对照法中对照品溶液应能准确积分(n>3)1.10.1杂质含量V 0.5%,峰面积RSD v 10%1.10.2杂质含量V 0.5% —2%,峰面积RSD V 5%1.10.3杂质含量V 2%,峰面积RSD V 2%1.11紫外分光光度法含量测定,每份结果对平均值的偏差应在±0.5%以内(参考吸收系数规定)1.12原子吸收分光光度法含量测定,要求标准曲线做3个浓度每个测3次,供试品平行2份每个测3次1.13气相色谱法两份对照品进样4次,其校正因子的平均标准偏差不得过2.0% 1.14旋光度测定两份供试品读数极差应在0.02度以内1.15高氯酸滴定]1.15.1原料药:相对偏差不得过0.2%1.15.2制剂:提取蒸干后用高氯酸测定相对偏差不得过0.5% ;如操作更复杂者可适当放宽至1.0%1.16溶剂残留(GC)在满足以下适用性的情况下,样品可处理一份,进样3针取平均值计算。
1.16.1内标法:对照品连续进样5次,其待测物与内标峰面积之比的RSD应不得过5% 1.16.2外标法:对照品5针峰面积的RSD应不得过10%1.17费休氏法测水分:3次标定结果相对偏差不得过1.0%,样品的相对偏差不得过0.5%1.18干燥失重在1%及以下者做一份,在1%以上者做二份,相对偏差不得过2.0%1.19炽灼残渣在1%及以下者做一份,在1%以上者做二份,相对偏差不得过3.0%1.20比重瓶法测定相对密度:称准至mg位即可;1.21高效液相色谱法、气相色谱法的保留时间的RSD应不大于1.0%。
药品平行查验及数据相对标准偏差药品查验剖析的精细度要求:一、平行试验的要求二、含量测定的精细度要求;三、其药品查验剖析的精细度要求一、平行试验的要求-------《药品查验所实验室质量管理规范》规定:1.熔点:平行测定3次;2.汲取系数:平行试验2份;3.酸值:平行试验2份;4.含氟量:平行试验2份;5.含氮量:平行试验2份;6.干燥失重:失重为1%以上者平行试验2份;7.水份(费休氏法):平行试验3份;8.浸出物:平行试验2份;9.含量测定:平行试验2份。
含量测定一定平行测定两份,平行试验结果应在同意相对偏差限度以内,以算术均匀值作为测定结果,若一份合格,另一份不合格不可以取其均匀值,应从头测定。
二、含量测定的精细度要求三、其他精细度要求1、干燥失重最大同意相对均匀偏差不超出2%;2、水份(费休氏法)最大同意相对均匀偏差不超出1%;3、中药材测定水分,以连续两次称重的差别不超出5mg为烘干终点;西药测定水分,以连续两次称重的差别不超出为烘干终点。
4、滴定液标定和复标最大同意相对偏差分别不得超出%;标定和复标者之间的相对均匀偏差不得过%。
相对偏差限度汇总药品查验工作中常采纳双份或多份平行检测的方法来控制检测质量,经过计算精细度来判断结果。
下边我把一些方法的精细度要求汇总一下供同行参照:1、仪器剖析法最大同意相对偏差不得超出2%;2、容量剖析法最大同意相对偏差不得超出%;3、重量法最大同意相对偏差不得超出%;4、滴定液标定和复标最大同意相对偏差分别不得超出%;标定和复标者之间的相对偏差不得过%;5、干燥失重最大同意相对偏差不超出2%;6、氮测定法最大同意相对偏差不得超出1%;7、氧瓶焚烧法最大同意相对偏差不得超出%;8、提取法最大同意相对偏差不得超出3%;9、恒重前后两次称重不超出;10、中药材测定水分,以连续两次称重的差别不超出5mg为烘干终点;西药测定水分,以连续两次称重的差别不超出为烘干终点。
药品平行检验及数据相对标准偏差药品平行检验及数据相对标准偏差药品检验分析得精密度要求:一、平行试验得要求二、含量测定得精密度要求;三、其药品检验分析得精密度要求一、平行试验得要求———-—--《药品检验所实验室质量管理规范》规定:1.熔点:平行测定3次;2.吸收系数:平行试验2份;3.酸值:平行试验2份;4.含氟量:平行试验2份;5.含氮量:平行试验2份;6.干燥失重:失重为1%以上者平行试验2份;7.水份(费休氏法):平行试验3份;8.浸出物:平行试验2份;9.含量测定:平行试验2份。
含量测定必须平行测定两份,平行试验结果应在允许相对偏差限度之内,以算术平均值作为测定结果,若一份合格,另一份不合格不能取其平均值,应重新测定。
二、含量测定得精密度要求三、其它精密度要求1、干燥失重最大允许相对平均偏差不超过2%;2、水份(费休氏法) 最大允许相对平均偏差不超过1%;3、中药材测定水分,以连续两次称重得差异不超过5mg为烘干终点;西药测定水分,以连续两次称重得差异不超过0。
3mg为烘干终点、4、滴定液标定与复标最大允许相对偏差分别不得超过0、1%;标定与复标者之间得相对平均偏差不得过0。
15%。
相对偏差限度汇总药品检验工作中常采取双份或多份平行检测得方法来控制检测质量,通过计算精密度来判断结果。
下面我把一些方法得精密度要求汇总一下供同行参考:1、仪器分析法最大允许相对偏差不得超过2%;2、容量分析法最大允许相对偏差不得超过0、3%;3、重量法最大允许相对偏差不得超过0.5%;4、滴定液标定与复标最大允许相对偏差分别不得超过0.1%;标定与复标者之间得相对偏差不得过0、15%;5、干燥失重最大允许相对偏差不超过2%;6、氮测定法最大允许相对偏差不得超过1%;7、氧瓶燃烧法最大允许相对偏差不得超过0.5%;8、提取法最大允许相对偏差不得超过3%;9、恒重前后两次称重不超过0、3mg;10、中药材测定水分,以连续两次称重得差异不超过5mg为烘干终点;西药测定水分,以连续两次称重得差异不超过0。
药物分析含量测定结果计算精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-药物分析含量测定结果的计算原料药 以实际百分含量表示:片剂 片剂的含量测定结果常用含量占标示量的百分比表示:标示量%═%100⨯标示量每片的实际含量═%100⨯⨯标示量平均片重取样量测得量m m 注射液 注射液的含量测定结果一般用实测浓度占标示浓度的百分比表示:1. 原料药含量测定结果的计算(1)滴定分析法① 直接滴定法: (无空白) T ——滴定度(g/mL),每毫升滴定液相当于被测组分的克数V ——滴定时,供试品消耗滴定液的体积(mL )F ——浓度校正因子W ——供试品的质量 (g)例1:P 93 例题例2:非那西丁含量测定:精密称取本品0.3630g 加稀盐酸回流1小时后,放冷,用亚硝酸钠液(0.1010mol/L )滴定,用去20.00mL 。
每1mL 亚硝酸钠液(0.1mol/L )相当于17.92mg 的C 10H 13O 2N 。
计算非那西丁的含量为(E )A. 95.55%B. 96.55%C. 97.55%D. 98.55%E. 99.72%② 剩余滴定法 (做空白) V 0——滴定时,空白消耗滴定液的体积(mL ) 其他符号的意义同直接滴定法含量计算公式例1:P 94 例题例2:精密称取青霉素钾供试品0.4021g ,按药典规定用剩余碱量法测定含量。
先加入氢氧化钠液(0.1mol/L)25.00mL ,回滴时消0.1015mol/L 的盐酸液14.20mL ,空白试验消耗0.1015mol/L 的盐酸液24.68mL 。
求供试品的含量,每1mL 氢氧化钠液(0.1mol/L)相当于37.25mg 的青霉素钾。
%100⨯=W TVF 百分含量%100)(0⨯-=WF V V T 百分含量%54.98%1004021.0101.01015.020.1468.2425.37%3=⨯⨯⨯-⨯=-)(青霉素钾标准实际c c F =① 吸收系数法 例——P 122:(1)对乙酰氨基酚的含量测定方法为:取本品约40mg ,精密称定,置250mL 量瓶中,加0.4%氢氧化钠溶液50mL 溶解后,加水至刻度,摇匀,精密量取5mL ,置100mL 量瓶中,加0.4%氢氧化钠溶液10mL ,加水至刻度,摇匀,照分光光度法,在257nm 的波长处测定吸收度,按C 8H 9NO 2的吸收系数( )为715计算,即得。
药物分析数据记录、运算及偏差可接受范围1、问题的引入药物分析是一门实验科学,分析实验对我们每一个药物分析工作者都非常的重要;在实验中,经常要遇到数据的测量以及对测量数据的处理问题,而处理出来的结果不仅要反映出测量的可信程度,也要反映出实验结果的真实性(即误差小),只有这样,我们所做的实验才有意义。
为了取得准确的分析结果,不仅要准确测量,而且还要正确记录与计算有关数据。
所谓正确记录是指记录数字的位数符合实际意义;正确计算是按有关规则进行运算,并得出正确的结论。
因为数字的位数不仅表示数字的大小,也反映测量结果的准确度。
然而,实验结果都不可能绝对准确,不可避免地带有误差,其大小与测量的技巧、测量仪器的精度、测量的方法都有密切的关系;也与测量者在进行数据记录、数据处理时有效数字的运用有关。
正确地运用有效数字,能提高实验可信程度,减小实验结果的误差。
本文通过有效数字与实验仪器的关系以及一些实例来引起检验人员的重视,以提高实验结论的科学性和真实性。
2、有效数字的正确表示方法2.1有效数字中只允许保留一位可疑数字。
所谓可疑数字是实际测量时不确定的数字。
在记录测量数据时,只有最后一位有效数字是可疑数字。
如1.2345中‘5’;0.0223中‘3’; 15.46中‘6’;2.30中‘0’。
如果数字15.46中‘6’是可疑数字,记录为“15.462”,多一位数字‘2’,那么,不仅数字‘2’没有实际意义,就是数字“15.462”也没有了具体的实际意义。
2.2有效数字中的‘0’。
‘0’在数字与可疑数字之间时均为有效数字;而在数字前的不是有效数字,只起到定位作用。
如2.008和0.002800,均为四位有效数字。
2.3有效数字的位数与小数点的位置无关。
与科学记数法有关。
7.008、70.08、700.8和7.008×102均为四位有效数字。
2.4整数、л等常数,是具有无限(不定)位数的有效数字。
如 k2Cr2O7/6,π,1/2 等,这些数字是自然数,非测量所得,所以有效数字的位数不受限制,需要几位取几位。
1、紫外-可见分光光度法(P58):含量测定时供试品应称取2份,如为对照品比较法,对照品一般也应称取2份。
吸收系数检查也应称取供试品2份,平行操作,每份结果对平均值的偏差应在±0.5%以内。
作鉴别或检查可取样品1份。
吸收系数测定法样品应同时测定2份,同一台仪器测定的2份结果,对平均值的偏差应不超过±0.3%,否则应重新测定。
2、高效液相色谱法(P81):供试品溶液与对照品溶液每份至少进样2次,由全部注样平均值(n≥4)求得平均值,相对标准偏差一般应不大于1.5%。
(此规定为05版药品操作规程上描述,10版无此规定)3、气相色谱法(P102):每份校正因子测定溶液(或对照品溶液)各进样2次,2份共4个校正因子相应值的平均标准偏差不得大于2.0%。
多份供试品测定时,每隔5批应再进对照品2次,供试品测定完毕,最后再进行对照品2次,核对下仪器有无改变。
4、旋光度测定法(P165):4.1比旋度测定时,供试液与空白溶剂用同一测定管,每次测定应保持测定管方向、位置不变。
旋光度读数应重复3次,取其平均值,按规定公式计算结果。
以干燥品或无水物计算。
4.2含量测定时,取2份供试品测定读数结果其极差应在0.020以内,否则应重做。
5、折光率测定法(P167):取3次读数平均值。
6、非水溶液滴定法(P176):6.1酸碱滴定液的标定:同一操作者标定不得少于3份。
酸、碱滴定液标定和复标的相对平均偏差均分别不得超过0.1%、0.2%,不同操作者标定的平均值的相对偏差不得超过0.1%、0.2%;6.2供试品每次测定应不少于2份。
6.3原料药用高氯酸滴定液直接滴定者,相对偏差不得过0.2%;用碱滴定液直接滴定者,不得过0.3%。
6.4制剂需提取或蒸干后用高氯酸滴定液滴定者,相对偏差不得过0.5%,如提取洗涤等操作步骤繁复者,相对偏差不得过1.0%。
7、氮测定法(P181):供试品测定2份,常量法相对偏差不得过0.5%、半微量法不得过1.0%;空白2份,极差不得大于0.05ml。
药物分析数据记录、运算及偏差可接受范围1、问题的引入药物分析是一门实验科学,分析实验对我们每一个药物分析工作者都非常的重要;在实验中,经常要遇到数据的测量以及对测量数据的处理问题,而处理出来的结果不仅要反映出测量的可信程度,也要反映出实验结果的真实性(即误差小),只有这样,我们所做的实验才有意义。
为了取得准确的分析结果,不仅要准确测量,而且还要正确记录与计算有关数据。
所谓正确记录是指记录数字的位数符合实际意义;正确计算是按有关规则进行运算,并得出正确的结论。
因为数字的位数不仅表示数字的大小,也反映测量结果的准确度。
然而,实验结果都不可能绝对准确,不可避免地带有误差,其大小与测量的技巧、测量仪器的精度、测量的方法都有密切的关系;也与测量者在进行数据记录、数据处理时有效数字的运用有关。
正确地运用有效数字,能提高实验可信程度,减小实验结果的误差。
本文通过有效数字与实验仪器的关系以及一些实例来引起检验人员的重视,以提高实验结论的科学性和真实性。
2、有效数字的正确表示方法2.1有效数字中只允许保留一位可疑数字。
所谓可疑数字是实际测量时不确定的数字。
在记录测量数据时,只有最后一位有效数字是可疑数字。
如1.2345中‘5’;0.0223中‘3’;15.46中‘6’;2.30中‘0’。
如果数字15.46中‘6’ 是可疑数字,记录为“15.462”,多一位数字‘2’,那么,不仅数字‘2’没有实际意义,就是数字“15.462”也没有了具体的实际意义。
2.2有效数字中的‘0’。
‘0’在数字与可疑数字之间时均为有效数字;而在数字前的不是有效数字,只起到定位作用。
如2.008和0.002800,均为四位有效数字。
2.3有效数字的位数与小数点的位置无关。
与科学记数法有关。
7.008、70.08、700.8和7.008×102均为四位有效数字。
2.4整数、л等常数,是具有无限(不定)位数的有效数字。
如k2Cr2O7/6,π,1/2 等,这些数字是自然数,非测量所得,所以有效数字的位数不受限制,需要几位取几位。
2.5 pH、pM、logC 等对数值,有效数字的位数仅取决于小数点后数字的位数。
pH=11.20是二位有效数字而不是四位,整数部分只表示方次,换算[H+]数字表示为6.3×10-12mol•L-1,同样用两位有效数字表示;[H+]=1.00×10-5mol•L-1(三位)换算为log[H+]=-5.000(三位);pH=5.000(三位)。
3、有效数字的应用说明3.1实验中的数字与数学上的数字的具体意义是不一样的。
如,数学的8.35=8.350=8.3500,而化学实验中8.35≠8.350≠8.3500。
8.35为三位有效数字,可疑数字为5,若准确度为±0.01,则其真实值的范围为:8.35±0.01=8.34~8.36。
相对误差(%)=0.01/8.35×100%=0.12%8.350为四位有效数字,可疑数字为0,若准确度为±0.001,则其真实值的范围为:8.350±0.001=8.349~8.351。
相对误差(%)=0.001/8.350×100%=0.012%8.3500为五位有效数字,可疑数字为0(最后的),若准确度为±0.0001,则其真实值的范围为:8.3500±0.0001=8.3499~8.3501。
相对误差(%)=0.0001/8.350×100%=0.0012% 由此可见,随着有效数字位数的增多,准确度提高,相对误差(%)降低。
3.2有效数字的位数与测量仪器的准确度有关。
分析天平(TG-328A)的准确度为0.0001g,如图,最后两位读数的确定——27!其中‘2’是准确数字,‘7’是可疑数字。
为什么不在6~7分刻度间进行再估读?因为光屏是通过光学系统放大人为的结果。
如果砝码(23)和圈码(450)时,正确记数:23.4527g,而绝不是——23.45267或23.45266g!(再估读一位数字!)——这就是分析天平读数原则“就近读数”的原因!再说明:在读数:23.4527中,‘7’是可疑数字,真实值为23.4527±0.0001g(万分之一);而若记录为23.45267中,小数点后第四位数字‘6’则转变为准确数字,而第五位数字‘7’成为可疑数字,其真实值为23.45267±0.00001g(十万分之一),这是准确度为万分之一的分析天平是做不到的。
因为分析天平的读数光屏是经过光学系统放大装置得到的,在屏幕上分刻度已经是不准确的,再此基础上再估读——没有任何实际意义!3.3单位的变换不能改变有效数字的位数,实验中要求尽量使用科学计数法表示数据。
如100.2m可记为0.1002km、10020.0(1.002×104)cm、100200.0(1.002×105)mm,虽然从数学角度来看,其数值没有变化,但却改变了有效数字的位数,准确度也随之改变。
而采用科学计数法就不会产生这个问题了。
3.4有效数字与测量仪器的关系有效数字是指通过实验仪器和实验手段能测出的数字以及把测出的数字通过运算处理而得出的有实际意义的数字;通常包括全部准确数字和一位不确定的可疑数字,它能反映出测量仪器的精度以及测量的准确程度,一般理解为在可疑数字的位数上有±1个单位。
例如,我们称取12.1克某物质时,采用不同的称量仪器(精度不同),用有效数字记录如下:12.1g三位有效数字12.10g四位有效数字12.100g五位有效数字12.1000g六位有效数字第一种是采用十分之一的台秤称量,能读出最小单位1克,最后一位是估计数,是可疑数;第二种是采用百分之一的工业天平称量,能读出最小单位0.1克,最后一位是估计数,是可疑数;第三种是采用千分之一的分析天平称量,能读出最小单位0.01克,最后一位是估计数,是可疑数;第四种是采用万分之一的电光分析天平,能准确称出的最小单位为0.001克,最后一位是不可靠数。
又如,在定量分析中,量取某溶液的体积10毫升,用有效数字记录:10 ml 二两有效数字10.00 ml 四位有效数字第一种是用较大的普通量筒量取,其精度较小;第二种是精确量取,如:无分度移液管,滴定管等,记录时要保留至百分位,即小数点后两位,测量的数据要参与定量计算。
因此,有效数字的位数与测量仪器的精度有密切的关系,同时,有效数字的位数也是测量仪器精度的标志。
但值得注意的是,不要误认为能从量器上读出的就是有效数字中准确数字,不能读出而估计的数值才是可疑数字。
如:万分之一的电光分析天平,从光学刻度标尺上能读出万分位,即小数点后第四位,第五位才是估计数,但该仪器的精度却决定了万分位即小数点后第四位就是可疑数,记录时应保留至小数点后第四位;仪器的精度决定有效数字的位数,它由仪器本身的结构和组成所决定;不能误认为可疑数就是估计数,可疑数是仪器不能准确测量至的位数,受仪器精度的限制,而估计数是仪器上不能读出的位数,受仪器刻度的限制,二者是有区别的。
3.5实验中数据的记录在实验过程中,经常记录体积、质量、偏差(误差)等数据,虽然不能确定最终的有效数字的位数,但可以确定记录数据时小数点后数字的位数!均是根据量器的准确度而定!⑴台秤(准确度0.1g):0.1g(一位)。
2.5(两位);22.5(三位);222.5(四位)⑵分析天平(准确度0.0001g):0.0001g(小数点后四位)。
0.1234(四位);2.1234(五位);32.1234(六位);0.0123(三位)关于数字0.0123,从数学角度来看,该数字没有不妥,在物品直接称量时也没有任何问题,这样质量的物品是存在的。
但在化学实际分析称量时,这种现象根本是不允许的。
因为数值0.0123的相对误差(%)=0.81%,远远超过容量分析所允许的相对误差(%)±0.3%,所以这种情况在实际分析过程中是不允许出现的。
⑶滴定管、吸量管、容量瓶(准确度0.01ml)等:0.01ml(小数点后二位)。
滴定管读数23.00ml、23.01ml;容量瓶记数250.00ml⑷标准溶液的浓度0.0001mol/L、相关系数0.9991(小数点后四位)。
根据分析天平(0.0001)的准确度而制定的。
0.1001mol/L⑸百分含量:0.1%(药典一般情况下要求小数点后一位,特殊要求时有二位)。
容量分析99.8%⑹色谱法的分离度、色谱法的峰面积、熔点,以及相对偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差(小数点后一位)⑺pH值、Rf值、色谱法的拖尾因子(小数点后二位)⑻旋光率、折光率、色谱法的保留时间、原子吸收值(小数点后三位)⑼GC-6820色谱工作站自动生成的数据,agilent-8453吸收度等采用全数值记录。
4、数字修约规则——“四舍六入五留双”绝大多数测量数据并非最终结果,而是要经过一系列处理、运算的。
在计算一组准确度不相等的数据之前,要先按照确定了的有效位数将多余的数字舍弃,不少人都是采用熟悉的“四舍五入”法则来处理,舍入几率不相等,就会出现舍入误差;舍入误差是人为引进的误差,可正可负,我们希望在很多次计算实践中能够尽量抵消,使之为0,从下表可见,如果我们要保留n位有效数字,而对第n+1位按“四舍五入”法则处理,则大量数据经过修约处理后,事实上不可能抵消,舍入几率不相等。
“四舍五入”的舍入误差n+1位的数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9舍入误差0 -1 -2 -3 -4 5 4 3 2 1对于有效数字的取舍,应采取“四舍六入五留双”的办法,如果保留n位有效数字,对第n+1位,“四舍六入”,舍入的几率相等;而逢5时,有舍有入,即参考第n-1位,采取“奇进偶舍”,由于第n位数为奇数或偶数(包括0)的概率相等,由“5”的舍入所引起的误差本身就可以自相抵消。
应当强调一点,这是指第n+1位为“5”而n+2位、n+3位……为“0”或者不存在。
4.1当保留n位有效数字,若第n+1位数字小于或等于4时,全部舍掉。
如,下列数字修约为三位数字:2.234589→2.23;3.11099→3.114.2当保留n位有效数字,若第n+1位数字大于或等于6时,则第n位数字进1。
如,下列数字修约为三位数字:2.23600→2.24;3.1199→3.124.3当保留n位有效数字,若第n+1位数字为5时,有三种情况:⑴5后有数字时,均进1。
⑵5后无数字,第n位数字为偶数(‘0’视为偶数)时,5弃掉。
⑶5后无数字,第n如,将下组数字修约保留三位有效数字:30.0501→30.1;30.2501→30.3;30.7512→30.830.05→30.0;30.25→30.2;30.75→30.84.4 “一次修约”——只能一次修约到所需的位数,不能连续修约!如,3.3546(五位)→3.355(四位)→3.36(三位) 不对;应为3.3546(五位)→3.35(三位)正确运用有效数字舍入法则,可使舍入误差降到最低程度。