第二章__误差和分析数据的处理(改).ppt
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1、第二章第二章 误差和分析数据的处理误差和分析数据的处理第第2章章 误差及分析数据的统计处理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中的误差2-2 定量分析数据的评价定量分析数据的评价2-3 有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则基本要点:基本要点:1.了解误差产生的原因及其表示方法;了解误差产生的原因及其表示方法;2.理解误差的分布及特点;理解误差的分布及特点;3.掌握分析数据的处理方法及分析结果的表示。掌握分析数据的处理方法及分析结果的表示。分析方法的分类分析方法的分类(回顾)定性、定量、结构分析定性、定量、结构分析根据分析化学任务根据分析化学任务无机分析与有机分析无机分析
2、与有机分析根据分析对象根据分析对象 化学分析与仪器分析根据分析原理 化学分析:以物质的化学反应为基础的分析方法 (历史悠久,是分析化学的基础,故又称经典分析方法)化学定性分析:根据反应现象、特征鉴定物质的化学组成 化学定量分析:根据反应中反应物与生成物之间的计量关系测定各组分的相对含量。使用仪器、设备简单,常量组分分析结果准确度高,但对于微量和痕量(0.1g10ml半微量分析0.01-0.1g1-10ml微量分析0.1-10mg0.01-1ml超微量分析0.1mgs2(三)准确度与精密度的关系(三)准确度与精密度的关系1.1.准确度高,要求精密度一定高准确度高,要求精密度一定高准确度高,要求精
3、密度一定高准确度高,要求精密度一定高 但精密度好,准确度不一定高但精密度好,准确度不一定高但精密度好,准确度不一定高但精密度好,准确度不一定高2.2.准确度反映了测量结果的正确性准确度反映了测量结果的正确性准确度反映了测量结果的正确性准确度反映了测量结果的正确性 精密度反映了测量结果的重现性精密度反映了测量结果的重现性精密度反映了测量结果的重现性精密度反映了测量结果的重现性精密度好,准确度亦高精密度好,准确度亦高精密度好,准确度亦高精密度好,准确度亦高精密度好,但准确度低精密度好,但准确度低精密度好,但准确度低精密度好,但准确度低精密度差,准确度亦低精密度差,准确度亦低精密度差,准确度亦低精密
4、度差,准确度亦低精密度差,准确度高不可信精密度差,准确度高不可信精密度差,准确度高不可信精密度差,准确度高不可信准确度和精密度关系:准确度和精密度关系:精密度好,是保证准确度的先决条件。即高精密度是获得高准确度的必要条件;但是,精密度高却不一定准确度高。二、误差类型二、误差类型(一)(一)系统误差系统误差(规律误差)(规律误差):由可定原因产生由可定原因产生由可定原因产生由可定原因产生1 1特点:特点:特点:特点:具单向性(大小、正负一定具单向性(大小、正负一定具单向性(大小、正负一定具单向性(大小、正负一定 )可消除(原因固定)可消除(原因固定)可消除(原因固定)可消除(原因固定)重复测定重
5、复出现重复测定重复出现重复测定重复出现重复测定重复出现2 2 2 2分类分类分类分类:(按来源分按来源分按来源分按来源分)a a a a方法误差方法误差方法误差方法误差:方法不恰当产生:方法不恰当产生:方法不恰当产生:方法不恰当产生 b b b b仪器误差仪器误差仪器误差仪器误差:仪器不精确或未经校准引起:仪器不精确或未经校准引起:仪器不精确或未经校准引起:仪器不精确或未经校准引起 c c c c试剂误差试剂误差试剂误差试剂误差:试剂中含被测组分或不纯组分产生:试剂中含被测组分或不纯组分产生:试剂中含被测组分或不纯组分产生:试剂中含被测组分或不纯组分产生 d.d.d.d.操作误差操作误差操作误
6、差操作误差:操作方法不当引起操作方法不当引起操作方法不当引起操作方法不当引起(二)(二)偶然误差偶然误差(随机误差):(随机误差):由不确定原因引起由不确定原因引起由不确定原因引起由不确定原因引起特点:特点:特点:特点:1)1)不具单向性(大小、正负不定)不具单向性(大小、正负不定)不具单向性(大小、正负不定)不具单向性(大小、正负不定)2)2)不可消除(原因不定)不可消除(原因不定)不可消除(原因不定)不可消除(原因不定)但可减小(测定次数但可减小(测定次数但可减小(测定次数但可减小(测定次数)3)3)分布服从统计学规律(正态分布)分布服从统计学规律(正态分布)分布服从统计学规律(正态分布)
7、分布服从统计学规律(正态分布)测定方法测定方法测定方法测定方法分析分析分析分析方法方法方法方法相对相对相对相对误差误差误差误差含铁量含铁量含铁量含铁量(%)(%)Fe%=50%Fe%=50%Fe%=0.5%Fe%=0.5%E(%)E(%)Fe(%)Fe(%)E(%)E(%)Fe(%)Fe(%)重铬酸钾法重铬酸钾法重铬酸钾法重铬酸钾法(化学分析)(化学分析)(化学分析)(化学分析)0.2%0.2%分光光度法分光光度法分光光度法分光光度法(仪器分析)(仪器分析)(仪器分析)(仪器分析)2%2%0.1 149.950.14951灵敏度太低灵敏度太低无法测定无法测定 0.010.490.51 例:例:
8、测测Fe含量含量 三、提高分析结果准确度的方法三、提高分析结果准确度的方法1 1选择合适的分析方法选择合适的分析方法选择合适的分析方法选择合适的分析方法不同方法的灵敏度和准确度不同不同方法的灵敏度和准确度不同不同方法的灵敏度和准确度不同不同方法的灵敏度和准确度不同需考虑其它共存物质的干扰需考虑其它共存物质的干扰需考虑其它共存物质的干扰需考虑其它共存物质的干扰高含量组分高含量组分高含量组分高含量组分相对误差小的分析方法相对误差小的分析方法相对误差小的分析方法相对误差小的分析方法;低含量组分低含量组分低含量组分低含量组分灵敏度较高的分析方法,相对误灵敏度较高的分析方法,相对误灵敏度较高的分析方法,
9、相对误灵敏度较高的分析方法,相对误差可允许稍大一些差可允许稍大一些差可允许稍大一些差可允许稍大一些。v化学分析:化学分析:化学分析:化学分析:准确度高,灵敏度低准确度高,灵敏度低准确度高,灵敏度低准确度高,灵敏度低 常量组分分析常量组分分析常量组分分析常量组分分析v仪器分析:仪器分析:仪器分析:仪器分析:灵敏度高,准确度低灵敏度高,准确度低灵敏度高,准确度低灵敏度高,准确度低 微(痕)量组分分析微(痕)量组分分析微(痕)量组分分析微(痕)量组分分析2减小测量误差减小测量误差1)称量)称量 例例:天天平平一一次次的的称称量量误误差差为为 0.0001g,两两次次的的称称量量误误差差为为0.000
10、2g,RE%0.1%,计算最少称样量?计算最少称样量?2)滴定)滴定 例:滴定管一次的读数误差为例:滴定管一次的读数误差为0.01mL,两次的读数误差为两次的读数误差为0.02mL,RE%0.1%,计算最少移液体积?计算最少移液体积?3 3增加平行测定次数,一般测增加平行测定次数,一般测3 34 4次以减小偶然误差次以减小偶然误差4 4消除测量过程中的系统误差消除测量过程中的系统误差1 1)与经典方法进行比较)与经典方法进行比较2 2)校准仪器:消除仪器的误差)校准仪器:消除仪器的误差3 3)空白试验:消除试剂误差)空白试验:消除试剂误差4 4)对照试验:消除方法误差)对照试验:消除方法误差5
11、 5)回收实验:加样回收,以检验是否存在方法误差)回收实验:加样回收,以检验是否存在方法误差 试验:试验:试验:试验:试样试样试样试样 +溶剂溶剂溶剂溶剂 +试剂试剂试剂试剂空白空白空白空白试验:试验:试验:试验:+溶剂溶剂溶剂溶剂 +试剂试剂试剂试剂对照对照对照对照试验:试验:试验:试验:标标标标 +溶剂溶剂溶剂溶剂 +试剂试剂试剂试剂回收回收回收回收试验:试样(标样)试验:试样(标样)试验:试样(标样)试验:试样(标样)+溶剂溶剂溶剂溶剂 +试剂试剂试剂试剂一、有效数字一、有效数字(significant figure)(significant figure)的意义及位数的意义及位数1.有
12、效数字位数有效数字位数:所有准确数字和一位欠准数字所有准确数字和一位欠准数字 例:滴定读数例:滴定读数20.30mL,最多可以读准三位最多可以读准三位 第四位欠准(估计读数)第四位欠准(估计读数)1个单位个单位个单位个单位2.有效数字位数的确定有效数字位数的确定:必须根据必须根据测定方法测定方法和和测量仪器的准确度测量仪器的准确度来确定来确定在测量准确度的范围内,有效数字的位数越在测量准确度的范围内,有效数字的位数越多,测量也越准确多,测量也越准确第三节第三节 有效数字和运算规则有效数字和运算规则有效数字有效数字:实际可以测得的数字实际可以测得的数字20.29 20.31 20.29 20.3
13、1 结果结果结果结果 绝对误差绝对误差绝对误差绝对误差 相对误差相对误差相对误差相对误差 有效数字位数有效数字位数有效数字位数有效数字位数 0.51800 0.51800 0.51800 0.51800 0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.002%50.002%50.002%50.002%5 0.5180 0.5180 0.5180 0.5180 0.0001 0.0001 0.0001 0.0001 0.02%40.02%40.02%40.02%4 0.518 0.518 0.518 0.518 0.001 0.001 0.001 0.001 0.2%30.2
14、%30.2%30.2%3记录的数字不仅表示数量的大小,而且要正记录的数字不仅表示数量的大小,而且要正确地反映测量的精确程度。确地反映测量的精确程度。有效数字有效数字位数的确定位数的确定1.1.有效数字位数包括所有准确数字和一位欠准数字有效数字位数包括所有准确数字和一位欠准数字有效数字位数包括所有准确数字和一位欠准数字有效数字位数包括所有准确数字和一位欠准数字2.2.在在在在0909中,只有中,只有中,只有中,只有0 0既是有效数字,又是无效数字既是有效数字,又是无效数字既是有效数字,又是无效数字既是有效数字,又是无效数字 例:例:例:例:0 0.0 06050 6050 四位有效数字四位有效数
15、字四位有效数字四位有效数字 定位定位定位定位 有效位数有效位数有效位数有效位数 例:例:例:例:3600 3.6103600 3.6103 3 两位两位两位两位 3.60103.60103 3 三位三位三位三位3 3单位变换不影响有效数字位数单位变换不影响有效数字位数单位变换不影响有效数字位数单位变换不影响有效数字位数 例:例:例:例:10.00mL10.00mL0 0.00001000L 1000L 均为四位均为四位均为四位均为四位4 4数据的首位为数据的首位为数据的首位为数据的首位为8 8和和和和9 9时,有效数字可以多计一位时,有效数字可以多计一位时,有效数字可以多计一位时,有效数字可以
16、多计一位 例:例:例:例:9.87 9.87,可示为四位有效数字,可示为四位有效数字,可示为四位有效数字,可示为四位有效数字5 5pHpH,pMpM,pKpK,lgClgC,lgKlgK等对数值,其有效数字的等对数值,其有效数字的等对数值,其有效数字的等对数值,其有效数字的位数取决于位数取决于位数取决于位数取决于小数部分小数部分小数部分小数部分(尾数)数字的(尾数)数字的(尾数)数字的(尾数)数字的位数位数位数位数,整数部分,整数部分,整数部分,整数部分只代表该数的方次只代表该数的方次只代表该数的方次只代表该数的方次 例:例:例:例:pH=11.20 HpH=11.20 H+=6.310=6.
17、310-12-12mol/L mol/L 两位两位两位两位6计算过程中,可暂时多保留一位有效数字计算过程中,可暂时多保留一位有效数字计算过程中,可暂时多保留一位有效数字计算过程中,可暂时多保留一位有效数字7 7 误差或偏差取误差或偏差取误差或偏差取误差或偏差取 1212 位有效数字即可位有效数字即可位有效数字即可位有效数字即可8 8非测量得到的数字非测量得到的数字非测量得到的数字非测量得到的数字 ,可看作无限多位或无误差数字,可看作无限多位或无误差数字,可看作无限多位或无误差数字,可看作无限多位或无误差数字9.填写分析报告时填写分析报告时填写分析报告时填写分析报告时,分析结果的标准分析结果的标
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- 第二 _ 误差 分析 数据 处理
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