大学课件无机及分析化学-第五章分析化学概论.ppt
《大学课件无机及分析化学-第五章分析化学概论.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《大学课件无机及分析化学-第五章分析化学概论.ppt(68页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、,第一节 分析化学概述 第二节 定量分析误差的分类及表示方法 第三节 提高分析结果准确度的方法 第四节 有限数据的统计处理 第五节 滴定分析法,第五章 分析化学概论,一、分析化学的任务和作用 分析化学要解决三个方面的问题: 1. 研究体系中存在哪些物质? 定性分析 2. 研究体系中物质的量是多少? 定量分析 3. 这些物质的结构和存在形态是什么? 结构分析 分析化学是研究物质化学组成、含量、结构及有关理论的一门学科。,第一节 分析化学概述,第五章第一节,根据分析任务划分有: 定性分析、定量分析、结构分析 2. 根据分析对象划分有: 无机分析、有机分析 3. 根据分析对象的含量划分有: 常量分析
2、(1% )、微量分析(0.011%)、痕量分析(0.01%),第五章第一节,二、分析化学的分类,按样品用量分:,第五章第一节,二、分析化学的分类,4. 根据分析原理划分有:化学分析和仪器分析 化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法。 主要有容量分析法和重量分析法。 容量分析又称滴定分析,包括:酸碱滴定法、氧化还原滴定法、沉淀滴定法和配位滴定法。 仪器分析:以物质的物理和物理化学性质为基础的分析方法,这类方法都需要特殊的仪器,固称为仪器分析。 仪器分析的内容特别丰富:光学分析法、电化学分析法、色谱分析法、质谱分析法、核磁分析法和放射化学分析法等。,第五章第一节,二、分析化学的分类,5. 根据
3、分析的目的划分: 例行分析、快速分析、仲裁分析 例行分析:是指一般化验室对日常生产中的原材料和产品而进行的分析。 快速分析:是为控制生产过程提供信息。如炼钢时的炉前分析。 仲裁分析:为了裁判不同单位对同一试样分析得出不同的测定结果,这时要求权威机构用公认的标准方法进行准确的分析。,1. 分析试样的采集,第五章第一节,三、分析程序,首先要保证所取的试样具有代表性。 (1)对于分布比较均匀的试样:如金属试样、水样、液态试样、气态试样以及一些比较均匀的化工试样,一般任意取一部分或稍加搅匀取其中的一部分。,(2)对于分布不均匀的试样:如矿石、煤炭、土壤等试样是一些颗粒大小、成分混杂不齐、组成不均匀的试
4、样,必须按一定的程序,根据经验,采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关,可用采样公式表示:,M采取平均试样的最低质量(kg)d 试样中最大颗粒的直径(mm) K、为经验常数,K值在0.020.15, 值在1.82.5;一般矿质样品值取2。,2. 分析试样的制备 一般经过破碎、过筛、混匀和缩分。 缩分:试样每经过一次破碎后,使用机械或人工的方法取出一部分有代表性的试样,再进行下一步处理,这样将试样量逐渐缩小的过程。,四分法,第五章第一节,三、分析程序,注意事项: (1)要防止污染; (2)做好试样标签,名称、标号、时间、地点等等; (3)不能随意丢弃试样,取舍要做到均匀一致。,3. 试样的分解
5、 常用溶解法、熔融法、烧结法和干灰化法。,第五章第一节,三、分析程序,5. 测定方法的选择和分析测定 主要考虑测定组分的准确度、灵敏度以及测定速度符合要求。,4. 干扰组分的分离 常用的分离方法:沉淀分离法、溶剂萃取法、色谱分离法、 离子交换分离法。,第五章第一节,三、分析程序,6. 实验数据处理和结果表达,(3)数据的舍取要按统计学规则进行舍取,不能认为需要的、有用的数据就留用,而认为不需要、不合理的数据就随意丢弃。 固体试样用质量分数表示;溶液试样用质量分数、体积分数和质量浓度来表示。,对于实验数据的处理要遵循下列原则:(1)数据记录必须实事求是,必须来自实验结果,不能编撰。 (2)实验数
6、据记录必须有专用的记录本,要按一定记录规则,不能随意更改或丢弃,若要改动则须按一定规则改动。,一、定量分析误差的产生,第五章第二节,第二节 定量分析误差的 分类及表示方法,真实值(真值)xT:真实存在的值。 测定值 x:由实验过程中采用某一种方法测得的值。 误差:分析测定值与真实值之间差异。即 误差是客观存在的,按其来源与性质可分为两类:系统误差和随机误差。,第五章第二节,一、定量分析误差的产生,1. 系统误差 它是由分析过程中某些固定的原因按确定的方向起作用所造成的。 特点: 具有“单向性” (大小、正负一定) 可设法减小或校正消除(原因固定) 重复测定重复出现,系统误差产生的主要原因有:
7、(1)方法误差: 分析方法本身不够完善。如滴定分析中,某一反应不完全,指示剂选择不合适。,(2)试剂误差: 试剂不纯或蒸馏水中含微量杂质。 化学试剂:光谱纯、优级纯(GR)、分析纯(AR)、化学纯(CP) (3)仪器误差:如天平、砝码、滴定管、容量瓶等刻度不准。 (4)操作误差: 操作人员的主观原因所造成的误差。如操作者个人的习惯或偏向所引起的,比如读数偏高或偏低,终点颜色判断的不准确等。 【与操作过失不同】,第五章第二节,一、定量分析误差的产生,2. 随机误差(偶然误差) 它是由一些随机的原因引起的,如实验时温度、气压、电流等外界因素突然发生变化,仪器性能的微小波动等。,第五章第二节,一、定
8、量分析误差的产生,特点: 不具单向性(大小、正负不定) 不可消除(原因不定),但可减小(增加测 定次数) 分布服从统计学规律(正态分布),第五章第二节,1. 准确度与误差,二、误差的表示方法,准确度表示测定结果与真值的接近程度,它用误差表示。 绝对误差 相对误差,第五章第二节,例如,某一试样质量为1.8363g,称量值为1.8364g;另一试样质量为0.1835g,称量值为0.1836g。,二、误差的表示方法,试样1:绝对误差=1.83641.8363=+0.0001 相对误差=+0.0001/1.83631000=+0.05 试样2:绝对误差=0.18360.1835=+0.0001 相对误
9、差=+0.0001/0.18351000=+0.5,由此可见,相对误差比绝对误差更能反映出准确度的高低。,第五章第二节,二、误差的表示方法,2. 精密度与偏差,精密度是指在相同条件下,对同一试样进行平行实验时测定值相互之间的接近程度,其大小用偏差表示。 绝对偏差 相对偏差,某次测定结果的偏差,只能反映该结果偏离平均值的程度,不能反映一组平行测定结果的精密度。,第五章第二节,二、误差的表示方法,平均偏差与相对平均偏差,平均偏差是指每次测量偏差绝对值之和的平均值。 相对平均偏差是指平均偏差与平均值之比。,平均偏差和相对平均偏差都为正值,其数值越大,表明这组数据相互偏离越严重,精密度越低。,第五章第
10、二节,二、误差的表示方法,标准偏差和相对标准偏差,当测定次数无限多次(n20),总体标准偏差为:,相对标准偏差:,当测定次数n20次时, ,样本标准偏差(又称均方根偏差):,第五章第二节,例:现有两组数据如下 数组1:+0.1, +0.4, 0.0, 0.3, +0.2, 0.3, +0.2, 0.2, 0.4, +0.3 数组2:0.1, 0.2, +0.9, 0.0, +0.1, +0.1, 0.0, +0.1, 0.7, 0.2,二、误差的表示方法,由此可见,利用标准偏差能更好地反映出结果的精密度。,数组1: 数组2:,相差和相对相差,第五章第二节,二、误差的表示方法,当测定次数仅为两次
11、时,精密度也可用相差(D)和相对相差(Dr)来表示。 相差 相对相差,极差,当测定次数较少时,亦可以粗略地用极差(R)来表示精密度。 极差,第五章第二节,测定某硅酸盐试样中SiO2的质量分数(%), 五次平行测定结果为37.40,37.20,37.30,37.50,37.30。计算平均值,平均偏差,相对平均偏差,标准偏差和相对标准偏差。,解:,例 题 5-1,准确度与精密度的关系:,第五章第二节,二、误差的表示方法,精密度高的不一定准确度好; 准确度高必须以精密度好为前提; 精密度是保证准确度的先决条件; 精密度差,实验分析结果不可靠,失去了衡量准确度的前提。,一、减少测量误差 使用仪器进行测
12、量时造成的绝对误差大小,是由测量仪器本身的精度决定的。,第五章第三节,第三节 提高分析结果 准确度的方法,又如分析天平称量时读数误差为0.1mg 差减称量E=0.2mg 常量分析Er1 则样品质量:m0.2g,如50mL滴定管读数误差为0.01mL 滴定体积E=0.02mL 常量分析Er1 则滴定体积:V20mL,减少测量误差的方法是适当增加被测量物。,1. 对照试验消除方法误差 用标准试样; 用已知的标准方法。 2. 回收试验消除方法误差 采用标准样加入法,用自己的分析方法,在同样条件下,测定分析试样的结果,再与未加标准样品的试样测定结果比较。 3. 空白试验消除试剂误差 在不加试样的情况下
13、,按照试样的分析步骤和条件而进行测定。其得到的结果叫空白值。在数据处理时,从分析结果中扣除。 4. 仪器校准消除仪器误差 定量分析实验所用的仪器,如滴定管、容量瓶、移液管、天平等都要进行校正。,第五章第三节,二、减少系统误差的方法,第五章第三节,三、减少偶然误差的方法,对于样品做多次平行测定,以平均值作为测定结果,可减少偶然误差的影响。但实际工作中测定次数为46次已经够了。,一、有效数字 1. 有效数字的概念 有效数字就是实际能测到的分析数据。 组成:所有确定的数字再加一位可疑数字。,第五章第四节,第四节 有限数据的统计处理,例如:滴定体积读数:23.43mL、23.42mL、23.44mL,
14、m 分析天平 (称至0.1mg):12.8218 g ,0.2000 g 台秤 (称至0.1 g):4.0 g ,0.2 g V 滴定管 (量至0.01 mL):26.32 mL ,3.97 mL 容量瓶: 50.00 mL ,200.00 mL 移液管: 25.00 mL 量筒 (量至1 mL或0.1 mL): 25 mL ,4.0 mL,“0”的作用: 出现在第一位有效数字之 前,不算有效数字; 出现在两个非零数字之间或 所有非零数字之后,记入有 效数字; 记录数据的时候不能将尾数 的“0” 任意增减; 改变单位,有效数字不变; 科学记数法表示有效数字;,下列有效数字的位数: 1.0008
15、 43.181 5位 10.00 10.98% 4位 0.0382 1.98 1010 3位 54 0.0040 2位 0.05 2105 1位,常数、倍数,视为无限多位有 效数字; 对数值pH、pKa、lgc等,其位 数取决于小数点后的位数,而 整数代表该数的方次。 例:pH=11.20, c(H+)=6.31012molL1。,第五章第四节,一、有效数字,2. 有效数字修约规则四舍六入五成双,第五章第四节,一、有效数字,修约的数字4时舍去, 3.148 3.1 6时进位, 0.736 0.74 修约的数字 = 5: 其后有不为0的数字,则进位,18.050001 18.1 其后为0或无数字
16、,则成偶数。 10.235 10.24,10.245 10.24,250.650000 250.6,注意:只能对数字进行一次性修约,不能分次修约。 例如:2.5491 2.5(不能先修约成2.55,再修约成2.6),3. 有效数字计算规则 (1) 加减运算 加减运算时有效数字位数的保留,应以小数点后位数最少的数字为依据,即以绝对误差最大的数字为依据。 例: 0.0121+25.64+1.05728 修约后:0.01+25.64+1.06=26.71 (2) 乘除运算 有效数字的位数应与相对误差最大的数字一致,一般是根据有效数字位数最少的数字来进行修约。 例: 0.012125.641.0578
17、2 修约后:0.012125.61.06=0.328,第五章第四节,一、有效数字,在运算过程中,若某一个数的首位是 8, 9 时,则有效数字的位数可多算一位。使用计 算器处理数据时,不必对每一步计算结果都进 行修约,但要注意对最后结果的有效数字的位 数进行合理取舍。,标准偏差S通常保留几位有效数字?,一般取一位有效数字,首位比较小(为1,2,3时)可以取两位有效数字.而且切记修约法则为:只进不舍.例:如果算出值为0.4125.(单位略)最终结果为0.5,如为0.123.结果写为0.2或0.13都正确. S通常保留两位(这是中间结果,暂时多保留一位),而最终不确定度只能保留一位(但算出结果最高位
18、是1的情况下,保留两位,例如+-0.13)。,1. 无限多次测定时,偶然误差正态分布曲线,第五章第四节,二、置信度与置信区间,第五章第四节,二、置信度与置信区间,(2)随机误差的区间概率 u定义为,标准正态分布曲线,(1)随机误差的特征 单峰性;对称性;有界性,标准正态分布曲线就是以总体平均值为原点,以为横坐标单位的曲线。,第五章第四节,二、置信度与置信区间,标准正态分布曲线,标准正态分布 置信度,置信区间:=xu,例如,当u=1时,可以理解为总体平均值有68.3%的置信度落在x范围内;也可以认为在1000次测定中,有683次测定值在范围内。,2. 有限次测定时 对有限次测量或测量数据不多时,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 大学 课件 无机 分析化学 第五 概论
限制150内