一、誤差
人們化驗分析時總是希望獲得準確的分析結果,但是,即使選擇最準確的分析方法、使(shi)用(yong)最(zui)精(jing)密(mi)的(de)儀(yi)器(qi)設(she)備(bei),有(you)技(ji)術(shu)熟(shu)練(lian)的(de)人(ren)員(yuan)操(cao)作(zuo),對(dui)於(yu)同(tong)一(yi)樣(yang)品(pin)進(jin)行(xing)多(duo)次(ci)重(zhong)複(fu)分(fen)析(xi),所(suo)得(de)結(jie)果(guo)不(bu)會(hui)完(wan)全(quan)相(xiang)同(tong),也(ye)不(bu)可(ke)能(neng)得(de)到(dao)絕(jue)對(dui)的(de)準(zhun)確(que)的(de)結(jie)果(guo)。這(zhe)就(jiu)表(biao)明(ming):誤差是客觀存在的。
(一)誤差分類
根據誤差產生的原因和性質將誤差分為係統誤差和偶然誤差。
1.係統誤差:又稱可測誤差,由化驗操作過程中某些固定原因造成的。具有單向性,即正負、大小都有一定的規律性,當重複進行實驗分析時會重複出現。若找出原因。即可設法減少到可忽略的程度。
(1)產生原因
方法(脂肪):指化驗方法本身造成的誤差。如沉澱的溶解、反應不完全、指示劑終點與化學計量點不符合等。
儀器:由於使用的儀器本身不夠精密所造成的。
試劑:由於試劑不純或蒸餾水不純,含有被測物或幹擾物而引起的誤差。
操作:由於化驗人員對分析操作不熟練,對終點顏色敏感性不同、對刻度讀數不正確等引起。
(2)校正方法
采用標準方法與標準樣品進行對照試驗;校正儀器減小儀器誤差;采用純度高的試劑校正試劑誤差;提高人員業務水平,減少操作誤差。
2.偶然誤差:隨機的、不可避免的,呈正態分布又稱隨機誤差,是由某些難以控製、無法避免的偶然因素造成的,其大小與正負都是不固定的。如操作中溫度、濕度、灰塵等的影響都會引起分析數值的波動。
產生原因:操作中溫度、濕度、灰分等的影響都會引起分析數值的波動。
減少偶然誤差應重複多次平行實驗並取平均值。
3.過失誤差:操作人員的粗心大意或未按操作規程做,可避免。
(二)誤差表示方法
1.準確度:
定義:是指試驗測得值與真實值之間的相符合的程度。準確度的高低常以誤差的大小來衡量。
誤差有兩種表示方法:絕對誤差、相對誤差
絕對誤差(E)=測得值(X)-真實值(T)
相對誤差(E%)=(測得值-真實值)/真實值×100%
誤差小,表示測得值和真實值接近。測得準確度高。
相對誤差是誤差在真實值中所占百分數。
2.精密度:
精密度是指相同條件下,n次重複測定結果彼此相符合的程度。
精密度的好壞常用偏差表示。
偏差分為:絕對偏差、相對偏差
絕對偏差:(d)=單次測定結果-n次測定結果的算術平均值
相對偏差:(d%)=單此測得結果的絕對偏差/n次測定結果的算術平均值×100%
精密度與準確度的關係:jingmidushibaozhengzhunquedudexianjuetiaojian,zhiyoujingmiduhao,cainengdedaohaodezhunquedu。ruojingmiducha,suocedejieguobukekao,jiushiqulehengliangzhunquedudeqianti。tigaojingmidubuyidingnengbaozhenggaodezhunquedu,youshihaixujinxingxitongwuchadexiaozheng,cainengdedaogaodezhunquedu。
例:下表列出甲、乙、丙、丁四人分析同一試樣中鐵含量的結果。
|
分析人員 |
分析次數 |
平均值 |
平均 偏差 |
真實值 |
差值 |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|||||
|
甲 |
37.38 |
37.42 |
37.47 |
37.50 |
37.44 |
0.036 |
37.40 |
+0.04 |
|
乙 |
37.21 |
37.25 |
37.28 |
37.32 |
37.27 |
0.035 |
37.40 |
-0.17 |
|
丙 |
36.10 |
36.40 |
36.5 |
36.64 |
36.41 |
0.16 |
37.40 |
-0.99 |
|
丁 |
36.70 |
37.10 |
37.50 |
37.90 |
37.30 |
0.40 |
37.40 |
-0.10 |
由(you)上(shang)表(biao)看(kan)出(chu),甲(jia)所(suo)得(de)結(jie)果(guo)準(zhun)確(que)度(du)和(he)精(jing)密(mi)度(du)均(jun)好(hao),結(jie)果(guo)可(ke)靠(kao)。乙(yi)的(de)精(jing)密(mi)度(du)雖(sui)好(hao),但(dan)準(zhun)確(que)度(du)不(bu)太(tai)好(hao)。丙(bing)的(de)精(jing)密(mi)度(du)與(yu)準(zhun)確(que)度(du)均(jun)差(cha)。丁(ding)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi)雖(sui)接(jie)近(jin)真(zhen)實(shi)值(zhi),但(dan)幾(ji)個(ge)數(shu)據(ju)分(fen)散(san)性(xing)大(da),精(jing)密(mi)度(du)太(tai)差(cha),僅(jin)是(shi)由(you)於(yu)大(da)的(de)正(zheng)負(fu)誤(wu)差(cha)相(xiang)互(hu)抵(di)消(xiao)才(cai)使(shi)結(jie)果(guo)接(jie)近(jin)真(zhen)實(shi)值(zhi)。
二、有效數字
實際能測量到的數字,包括全部準確數字和一位不確定的可疑數字。保留位數與測量方法及儀器的準確度有關。
(一)使用有效數字時,應注意以下幾點:
1. 記錄測量所得數據時,隻允許保留一位可疑數字。(當用25ml無分度吸量管移取溶液時,應記錄為25.00mL)。
2. 有效數字的位數反映了測量的相對誤差(如稱量某試劑的質量是0.5180g,表示該試劑質量是0.5180±0.0001,其相對誤差為0.02%,如果少取一位有效數字,表示該試劑的質量是0.518±0.001,其相對誤差為0.2%)。
3. 有效數字的位數與量的使用單位無關。(如稱的某物的質量是12g,二位有效數字,若以mg為單位時,應記為1.2×104mg,而不應記為12000mg)。
4. 數字前的零不是有效數字(0.025),起定位作用;數字後的零都是有效數字(120、0.5000)。
(二)有效數字修約:四舍六入五保雙
具體運用如下:
1. 若被舍棄的第一位大於5,則其前一位數字加1(如28.2645,取三位有效數字,位28.3);若被舍棄的第一位小於5,則舍棄。
2. 若被舍棄的第一位數等於5,而其後數字全部是0,則視被保留的末位數字為奇數還是偶數,末位是奇數加1,末位為偶數舍棄(如28.250,28.350,28.050取3位有效數字:28.2,28.4,28.0)。
3. 若被舍棄的第一位數字是5,而其後的數字不全是0,無論前麵是奇還是偶,皆進1(如28.2501,取3位有效數字,28.3)。
4. 若被舍棄的數字包括幾位數字時,不得對該數進行連續修約。
附表:化學分析中常用的量和單位(法定計量單位)
|
量的名稱 |
單位名稱及符號 |
|
物質的量 |
摩爾mol、毫摩mmol、微摩μmol |
|
摩爾質量 |
千克每摩kg/mol、克每摩g/mol |
|
摩爾體積 |
立方米每摩m3/mol、升每摩L/mol |
|
物質的濃度 |
摩爾每立方米mol/m3、摩爾每升mol/L |
|
物質的質量濃度 |
克每升g/L、毫克每升mg/L、微克每毫升μg/mL |
|
質量 |
千克kg、克g、毫克mg、微克μg |
|
密度 |
千克每立方米kg/m3、克每毫升g/mL |
|
長度 |
米m、厘米cm、毫米mm、微米μm |
|
時間 |
秒s、分min、時h |
|
麵積 |
平方米m2、平方厘米cm2、平方毫米mm2 |
|
體積、容積 |
立方米m3、立方厘米cm3、立方分米dm3 |
|
溫度 |
攝氏度℃ |
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