化学前言及误差分析学时PPT讲稿.ppt

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1、化学前言及误差分析学时第1页，共39页，编辑于2022年，星期五1.分析化学教程，李克安主编，北京大学出版社，分析化学教程，李克安主编，北京大学出版社，2005年年5月。月。2.化学分析（第二版），邹明珠等，吉林大学出版社，化学分析（第二版），邹明珠等，吉林大学出版社，2001年年8月。月。3.Analytical Chemistry(Sixth Edition),Gary D.Christian,John Wiley&Sons.Ins.2004.4.定量分析习题精解，武汉大学化学系编，科学出版社，定量分析习题精解，武汉大学化学系编，科学出版社，2004年年3月。月。5.Analytical

2、Chemistry，欧洲化学会分析化学部编，欧洲化学会分析化学部编，1998年。年。6.分析化学，容庆新等，中山大学出版社，分析化学，容庆新等，中山大学出版社，1997年年2月。月。7.分析化学的明天，梁文平，庄乾坤主编，科学出版社，分析化学的明天，梁文平，庄乾坤主编，科学出版社，2003年年9月。月。8.分析化学（第四版），武汉大学主编，高等教育出版社，分析化学（第四版），武汉大学主编，高等教育出版社，2000年年3月。月。9.21世纪的分析化学，汪尔康主编，科学出版社，世纪的分析化学，汪尔康主编，科学出版社，1999年年12月。月。10.分析化学有关的研究刊物和杂志。分析化学有关的研究刊物

3、和杂志。11.学院购置的有关英文学院购置的有关英文分析化学分析化学教材教材主要参考书目主要参考书目第2页，共39页，编辑于2022年，星期五这门课程的目的和要求这门课程的目的和要求:z掌握常量组分定量分析的基本知识、基本理论和基掌握常量组分定量分析的基本知识、基本理论和基本分析方法。本分析方法。z掌握分析测定中的误差来源，误差的表征，及初步掌握分析测定中的误差来源，误差的表征，及初步学会实验数据的统计处理方法。学会实验数据的统计处理方法。z了解定量分析中常用分离方法的原理及其应了解定量分析中常用分离方法的原理及其应 用。用。z了解分光光度法的原理及应用了解分光光度法的原理及应用.第3页，共39

4、页，编辑于2022年，星期五z附附1：实验，作业，期中、期末考试各占比：实验，作业，期中、期末考试各占比 例例 30%，10%，60%.z附附2：网上自测作业：文虎考堂：网上自测作业：文虎考堂 （http:/ 分析化学的任务：分析化学的任务：确定物质的化学组成确定物质的化学组成(定性分析定性分析)、化学结、化学结构构(结构分析结构分析)、各组分的相对含量各组分的相对含量(定量分定量分析析)。第5页，共39页，编辑于2022年，星期五z分析化学的分类分析化学的分类:1.按目的和任务分：定性分析、结构分析、按目的和任务分：定性分析、结构分析、定量分析。定量分析。2.按分析对象分：无机分析和有机分析

5、。按分析对象分：无机分析和有机分析。3.按测定原理和操作方法分：化学分析、仪按测定原理和操作方法分：化学分析、仪 器分析。器分析。第6页，共39页，编辑于2022年，星期五 4.按试样用量和操作规模分：按试样用量和操作规模分：分类分类 试样质量试样质量(毫克毫克)试样体积试样体积(毫升）毫升）常量分析常量分析 100 10半微量分析半微量分析 1100 110微量分析微量分析 0.11 0.011 超微量分析超微量分析 0.1 0.015.按具体要求分：例行分析和仲裁分析按具体要求分：例行分析和仲裁分析z分析化学的作用分析化学的作用z分析化学的发展，现状和展望分析化学的发展，现状和展望第7页，

6、共39页，编辑于2022年，星期五第三章第三章 误差与数据处理误差与数据处理第一节第一节 准确度和精密度准确度和精密度 误差和偏差误差和偏差z一一.准确度与误差准确度与误差准确度准确度：指测量值与真实值：指测量值与真实值 相接近的程度；相接近的程度；误差误差:测量值与真实值之差，用来衡量分析结果的测量值与真实值之差，用来衡量分析结果的 准确度。准确度。绝对误差绝对误差:相对误差相对误差:RE%=E/100%第8页，共39页，编辑于2022年，星期五 标准值标准值:采用各种可靠方法，使用精密仪器，经过不同实验室，采用各种可靠方法，使用精密仪器，经过不同实验室，不同人员进行平行分析，用数理统计方法

7、对分析结果不同人员进行平行分析，用数理统计方法对分析结果进行处理，确定出各组分含量。进行处理，确定出各组分含量。以此代表该物质各以此代表该物质各组分的真实值。组分的真实值。第9页，共39页，编辑于2022年，星期五z二二.精密度与偏差精密度与偏差 精密度精密度:几次平行测定结果相互接近的程度几次平行测定结果相互接近的程度(类似重类似重 现性现性);偏偏 差差:个别测量值与平均值之间的差值个别测量值与平均值之间的差值;用来衡量用来衡量 分析结果精分析结果精 密度的好坏密度的好坏.第10页，共39页，编辑于2022年，星期五(一)平均偏差和相对平均偏差平均偏差和相对平均偏差:平均偏差平均偏差 相对

8、平均偏差相对平均偏差=标准偏差标准偏差=相对标准偏差相对标准偏差RSD%=第11页，共39页，编辑于2022年，星期五(二二)标准偏差和相对标准偏差标准偏差和相对标准偏差(也称变异系数也称变异系数):):区分样品标准偏差区分样品标准偏差(或有限测定次数标准偏差或有限测定次数标准偏差)S)S与总体与总体 标偏差为何标准偏差比平均偏差更灵敏反映精密度。标偏差为何标准偏差比平均偏差更灵敏反映精密度。误差与偏差的区别与联系误差与偏差的区别与联系:实例分析如何从精密度和准确度衡量分析结果的好坏。实例分析如何从精密度和准确度衡量分析结果的好坏。第12页，共39页，编辑于2022年，星期五(三三)平均值的标

9、准偏差平均值的标准偏差 精密度和准确度的关系：精密度和准确度的关系：分析测定首先要分析测定首先要求有好的精密度，精密度低说明测定结果求有好的精密度，精密度低说明测定结果不可靠；但精密度高并不一定准确度好，不可靠；但精密度高并不一定准确度好，还要看有无其它原因产生大的误差。还要看有无其它原因产生大的误差。第13页，共39页，编辑于2022年，星期五第二节第二节 产生误差的原因产生误差的原因一一.系统误差系统误差(可测误差可测误差)1.方法误差：分析方法本身所造成；方法误差：分析方法本身所造成；2.仪器和试剂引起的误差：来源于仪器本身不够精仪器和试剂引起的误差：来源于仪器本身不够精 确；确；3 操

10、作误差操作误差:分析人员所掌握的操作与正确的分析操分析人员所掌握的操作与正确的分析操 作有差别引起。作有差别引起。4 主观误差主观误差(即个人误差即个人误差):分析人员本身的主观因素分析人员本身的主观因素 造成。造成。第14页，共39页，编辑于2022年，星期五z系统误差与准确度系统误差与准确度:系统误差由一些固定原因造成，所以在多次测定中重复系统误差由一些固定原因造成，所以在多次测定中重复出现，且为单向性，影响分析结果的准确度。出现，且为单向性，影响分析结果的准确度。它是可避它是可避免和消除的。免和消除的。第15页，共39页，编辑于2022年，星期五二二.偶然误差偶然误差(不可测误差不可测误

11、差,随机误差随机误差)由某些难以控制且无法避免的偶然因素造成的。是可以由某些难以控制且无法避免的偶然因素造成的。是可以允许的。允许的。偶然误差与精密度偶然误差与精密度:偶然误差使分析结果在一定范围偶然误差使分析结果在一定范围 波动，其方向大小不固定，有时正，有时负；有时波动，其方向大小不固定，有时正，有时负；有时 大，有时小。大，有时小。从而决定精密度的好坏。从而决定精密度的好坏。过失误差过失误差：工作中的差错，是可以避免的。：工作中的差错，是可以避免的。第16页，共39页，编辑于2022年，星期五三三.系统误差的检查系统误差的检查:z1.标准样品对照实验标准样品对照实验：选用组成与试样相近的

12、标准试：选用组成与试样相近的标准试样，或用纯物质配成的试液按同样的方法进行分析对样，或用纯物质配成的试液按同样的方法进行分析对照。照。z2.标准方法对照实验标准方法对照实验：选用国家规定的标：选用国家规定的标 准方法或公准方法或公认为可靠的分析方法对同一试样进行对照试验。认为可靠的分析方法对同一试样进行对照试验。第17页，共39页，编辑于2022年，星期五3.标准加入法标准加入法(加入回收法加入回收法)：取等量试样两份，在其中一：取等量试样两份，在其中一份中加入已知量的待测组分并同时进行测定，由加入份中加入已知量的待测组分并同时进行测定，由加入待测组分的量是否能定量回收来判断有无系统误差存待测

13、组分的量是否能定量回收来判断有无系统误差存在。在。4.内检法内检法：检查分析人员是否存在操作误差或主观误差。：检查分析人员是否存在操作误差或主观误差。将一些已经准确测定过的试样（或内部管理样）重复将一些已经准确测定过的试样（或内部管理样）重复安排在分析任务中进行对照分析。安排在分析任务中进行对照分析。第18页，共39页，编辑于2022年，星期五四四.系统误差的消除系统误差的消除:1.分析方法的选择分析方法的选择:a 根据试样中待测组分的含量选择分析方法。高含量根据试样中待测组分的含量选择分析方法。高含量组分用滴定分析或重量分析法。低含量的用吸光光组分用滴定分析或重量分析法。低含量的用吸光光度法

14、或其它仪器分析方法。度法或其它仪器分析方法。第19页，共39页，编辑于2022年，星期五b 试样中其它组分对测定的干扰，采用适当的掩蔽或分试样中其它组分对测定的干扰，采用适当的掩蔽或分离方法。离方法。c 对于试样中的痕量组分，用仪器分析方法不能直接测定，对于试样中的痕量组分，用仪器分析方法不能直接测定，则选择合适的富集方法先行富集，使痕量组分能定量地则选择合适的富集方法先行富集，使痕量组分能定量地（至少有（至少有90%-95%）富集后再进行分析。）富集后再进行分析。第20页，共39页，编辑于2022年，星期五2.进行空白试验：在不加试样的情况下，按照试样分进行空白试验：在不加试样的情况下，按照

15、试样分析同样的操作手续和条件进行试验，所得的结果称析同样的操作手续和条件进行试验，所得的结果称为空白值。从试样测定结果中扣除此空白值，就可为空白值。从试样测定结果中扣除此空白值，就可以得到较准确的分析结果。以得到较准确的分析结果。3.校准仪器：仪器不准引起的系统误差可以通过校准仪器校准仪器：仪器不准引起的系统误差可以通过校准仪器来减小其影响。来减小其影响。4.采用校正值采用校正值.第21页，共39页，编辑于2022年，星期五5.减少测量误差减少测量误差 相对误差相对误差=绝对误差绝对误差/试样重试样重100%100%分析天平的称量误差为分析天平的称量误差为0.0001g0.0001g，两次称量

16、可能引起，两次称量可能引起的最大误差为的最大误差为0.0002g0.0002g，为了使称量的相对误差，为了使称量的相对误差0.1%,0.1%,试样的量必须大于试样的量必须大于0.2g.0.2g.试样重试样重=绝对误差绝对误差/相对误差相对误差100%100%=0.0002/0.1%100%=0.2g =0.0002/0.1%100%=0.2g 第22页，共39页，编辑于2022年，星期五 滴定分析中，滴定管读数有滴定分析中，滴定管读数有0.01mL0.01mL，一次滴定管需，一次滴定管需要读数两次，可能造成要读数两次，可能造成0.02mL0.02mL的最大误差。为使测的最大误差。为使测量体积的

17、相对误差量体积的相对误差0.1%Q 表表，则离群值应舍去，反之则保留。，则离群值应舍去，反之则保留。第27页，共39页，编辑于2022年，星期五二、平均值的置信界限二、平均值的置信界限这表示在一定置信度下，以平均值为中心，包括这表示在一定置信度下，以平均值为中心，包括总体平均值总体平均值在内的可靠性范围。在内的可靠性范围。只要选定置信度只要选定置信度 P，并根据，并根据 P 与与 f 值，从值，从 t 分布表分布表中查出中查出 t 值，再由测定的平均值，值，再由测定的平均值，s 和和 n 值代入上值代入上式，就可以得出相应的置信界限。式，就可以得出相应的置信界限。p87 例例2第28页，共39

18、页，编辑于2022年，星期五第六节第六节 有效数字及计算规则有效数字及计算规则一、有效数字的意义及位数一、有效数字的意义及位数意义：实际能测到的数字；其最后一位是可疑数意义：实际能测到的数字；其最后一位是可疑数 字；字；有效数字位数：直接影响测定的相对误差。有效数字位数：直接影响测定的相对误差。注意注意“0”的作用：在中间和末尾为有效，在最前的作用：在中间和末尾为有效，在最前 面为无效。面为无效。第29页，共39页，编辑于2022年，星期五如：如：1.008 4308 19.08%四位有效数字四位有效数字 1.00 3.50%三位有效数字三位有效数字 0.9 0.05%一位有效数字一位有效数字

19、 pH pM logK 等对数值：等对数值：其有效数字取决于小数部分其有效数字取决于小数部分(即尾数即尾数)数字的位数。数字的位数。pH=11.20，H+=6.310-12 mol/L 两位有效数字两位有效数字第30页，共39页，编辑于2022年，星期五二二.有效数字的修约规则有效数字的修约规则:四舍六入五成双四舍六入五成双 尾数等于尾数等于5时，则要看时，则要看5之前的数是奇数抑或是之前的数是奇数抑或是 偶偶 数。数。若为奇数，就将若为奇数，就将5进位；若为偶数则进位；若为偶数则 5 舍去；舍去；若若5的后面还有不是的后面还有不是“0”的数，则无论的数，则无论5的前面的前面 是奇数抑或是偶数

20、，均应进位。是奇数抑或是偶数，均应进位。第31页，共39页，编辑于2022年，星期五 如如:150.650-150.6 0.32554-0.3255 10.2150-10.22 0.36237-0.3624 16.851-16.9 16.0851-16.09第32页，共39页，编辑于2022年，星期五三三.计算规则计算规则1.加减法加减法:以小数点后位数最少的数据为准保留有效数字的以小数点后位数最少的数据为准保留有效数字的位数。根据是此数的绝对误差最大。位数。根据是此数的绝对误差最大。例例:0.0121+25.46=25.472.乘除法乘除法:以有效数字位数最少的数据为准。以有效数字位数最少的

21、数据为准。其根据是该其根据是该数的相对误差最大。数的相对误差最大。例例:0.012125.46 1.05782=0.328第33页，共39页，编辑于2022年，星期五四四.分析化学中数据记录及计算分析结果的基分析化学中数据记录及计算分析结果的基 本规则本规则1.记录测定结果只保留一位可疑数字；记录测定结果只保留一位可疑数字；分析天平分析天平上称量质量：上称量质量：0.000Xg 滴定管体积滴定管体积：0.0X mL 容量瓶容量瓶：100.0mL,250.0mL,50.00mL 第34页，共39页，编辑于2022年，星期五 吸量管、移液管吸量管、移液管：25.00mL,10.00mL,5.00m

22、L,1.00mL pH:0.0X单位，有些单位，有些 pH 计可读至计可读至 0.00X 吸光度（光度计上读数）：吸光度（光度计上读数）：0.00X第35页，共39页，编辑于2022年，星期五2.分析结果的表示：分析结果的表示：高含量高含量(10%)：四位有效数字：四位有效数字:54.63%含量含量(1-10%)：三位有效数字三位有效数字 1.34%低含量低含量(1%)：二位有效数字二位有效数字 0.023%即小数点后只保留两位数有效数字即小数点后只保留两位数有效数字第36页，共39页，编辑于2022年，星期五3.分析中各类误差表示分析中各类误差表示:通常取通常取 1-2 位有效数位有效数 字

23、，因实字，因实际上分析结果只表示到小数点后第二位，故误差只表际上分析结果只表示到小数点后第二位，故误差只表示到最后第示到最后第 2 位即可。位即可。1.7%,0.32%,0.09%4.对各种化学平衡的有关计算对各种化学平衡的有关计算,视具体情况视具体情况 保留保留 2-3 位有效数字位有效数字。第37页，共39页，编辑于2022年，星期五例：食醋总酸量测定记录表例：食醋总酸量测定记录表测定次数测定次数 1 2 3V醋醋（稀释后试液）（稀释后试液）/mL 25.00 25.00 25.00VNaOH/mL 20.36 20.40 20.36 总酸量总酸量/g/100mL 4.930 4.939 4.930平均总酸量平均总酸量/g/100mL 4.933单次测定偏差单次测定偏差d/g/100mL -0.003 0.006 -0.003 相对平均偏差相对平均偏差/%0.08第38页，共39页，编辑于2022年，星期五作业：作业：思考题：思考题：1，4习题：习题：3，5，9第39页，共39页，编辑于2022年，星期五