《2019年定量分析中的误差与数据处理ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年定量分析中的误差与数据处理ppt课件（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,定量分析中的误差与数据处理,一、 准确度和精密度 二、 误差的种类、性质、产生的原因及减免,定量分析中的误差,一、准确度和精密度,准确度和精密度分析结果的衡量指标 1. 准确度分析结果与真实值的接近程度 准确度的高低用误差的大小来衡量 误差一般用绝对误差和相对误差来表示 2. 精密度几次平衡测定结果相互接近程度 精密度的高低用偏差来衡量， 偏差是指个别测定值与平均值之间的差值 3. 两者的关系： 精密度是保证准确度的先决条件 精密度高不一定准确度高 两者的差别主要是由于系统误差的存在,相对偏差和绝对偏差的概念,相对偏差： 绝对偏差： a 基准物：硼砂 Na2B4O710H2O M=381 碳
2、酸钠 Na2CO3 M=106 选那一个更能使测定结果准确度高？ （不考虑其他原因，只考虑称量） b：如何确定滴定体积消耗？ 010ml； 2025ml； 4050ml,二、误差的种类、性质、产生的原因及减免,（一） 系统误差 1 特点： （1）对分析结果的影响比较恒定； （2）在同一条件下，重复测定， 重复出现； （3）影响准确度，不影响精密度； （4）可以消除。 产生的原因？,2产生的原因,（1）方法误差选择的方法不够完善 例： 重量分析中沉淀的溶解损失 滴定分析中指示剂选择不当 （2）仪器误差仪器本身的缺陷 例： 天平两臂不等，砝码未校正 滴定管，容量瓶未校正 （3）试剂误差所用试剂有杂
3、质 例：去离子水不合格 试剂纯度不够； （含待测组份或干扰离子） （4）主观误差操作人员主观因素造成 例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅 滴定管读数不准,（二） 偶然误差,1. 特点： （1）不恒定； （2）难以校正； （3）服从正态分布 2. 产生的原因 （1）偶然因素； （2）滴定管读数 （三） 过失误差,三、误差的减免,（一） 系统误差的减免 1.方法误差 采用标准方法,对比实验 2.仪器误差 校正仪器 3.试剂误差 作空白实验 （二） 偶然误差的减免 增加平行测定的次数,定量分析中的误差与数据处理,一、平均偏差 二、标准偏差 三、平均值的标准偏差 四、置信度与置信区间,分析结果的数据处理,
4、一、 平均偏差,平均偏差又称算术平均偏差， 用来表示一组数据的精密度。 平均偏差：,特点：简单 缺点：大偏差得不到应有反映,二、 标准偏差,标准偏差又称均方根偏差 标准偏差的计算分两种情况： 1当测定次数趋于无穷大时 标准偏差 ：, 为无限多次测定 的平均值（总体平均值）； 即,当消除系统误差时，即为真值 2有限测定次数 标准偏差 ：,2020/10/23,例题,用标准偏差比用平均偏差更科学更准确. 例: 两组数据 1 X-X： 0.11, -0.73, 0.24, 0.51, -0.14, 0.00, 0.30, -0.21, n=8 d1=0.28 1=0.38 2 X-X：0.18，0.
5、26，-0.25，-0.37， 0.32 ， -0.28， 0.31， -0.27 n=8 d2=0.28 2=0.29 d1=d2,12,2020/10/23,三、 平均值的标准偏差,m个n次平行测定的平均值：,由统计学可得：,由S S n 作图：,2020/10/23,例题,例：水垢中Fe2O3 的百分含量测定数据为：测6次 79.58%，79.45%，79.47%， 79.50%，79.62%，79.38% = 79.50% S = 0.09% S= 0.04% 则真值所处的范围为（无系统误差） ： 79.50% + 0.04% 数据的可信程度多大？,2020/10/23,四、置信度与置
6、信区间,偶然误差的正态分布曲线：,2020/10/23,置信度与置信区间,s.有限次测定的标准偏差； n.测定次数,对于有限次测定，平均值 与总体平均值 关系为 ：,表1-1 t 值表 ( t. 某一置信度下的几率系数),2020/10/23,置信度与置信区间,讨论： 1. 置信度不变时:n 增加， t 变小，置信区间变小； 2. n不变时：置信度增加，t 变大，置信区间变大； 置信度真值在置信区间出现的几率 ； 置信区间以平均值为中心，真值出现的范围；,2020/10/23,定量分析数据的评价,解决两类问题: 1. 可疑数据的取舍 过失误差的判断 方法：Q检验法； 格鲁布斯（Grubbs）检
7、验法。 确定某个数据是否可用。 2. 分析方法的准确性 系统误差的判断 显著性检验：利用统计学的方法，检验被处理的问题 是否存在 统计上的显著性差异 方法：t 检验法和F 检验法； 确定某种方法是否可用，判断实验室测定结果准确性。,2020/10/23,（5） 根据测定次数和要求的置信度，（如90%）查表： 表1-2 不同置信度下，舍弃可疑数据的Q值表 测定次数 Q90 Q95 Q99 3 0.94 0.98 0.99 4 0.76 0.85 0.93 8 0.47 0.54 0.63 （6）将Q与QX （如 Q90 ）相比， 若Q QX 舍弃该数据, （过失误差造成） 若Q QX 舍弃该数据
8、, （偶然误差所致） 当数据较少时 舍去一个后，应补加一个数据.,一、 可疑数据的取舍 过失误差的判断,1 Q 检验法步骤： （1） 数据排列 X1 X2 Xn （2） 求极差 Xn X1 （3） 求可疑数据与相邻数据之差 Xn Xn-1 或 X2 X1 （4） 计算：,2020/10/23,2 格鲁布斯(Grubbs)检验法,（4）由测定次数和要求的置信度，查表得G 表； （5）比较； 若G计算 G 表，弃去可疑值，反之保留。 由于格鲁布斯(Grubbs)检验法引入了标准偏差，故准确性比Q 检验法高,基本步骤： （1）排序：1,2,3,4； （2）求和标准偏差S； （3）计算G值；,2020
9、/10/23,定量分析中的误差与数据评价,有效数字及其运算规则,一、有效数字 二、有效数字运算规则,2020/10/23,一、 有效数字,1实验过程中常遇到两类数字： （1）数目：如测定次数；倍数；系数；分数 （2）测量值或计算值。数据的位数与测定准确度有关。 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。 结果 绝对偏差 相对偏差 有效数字位数 0.51800 0.00001 0.002% 5 0.5180 0.0001 0.02% 4 0.518 0.001 0.2% 3,2020/10/23,2数据中零的作用,数字零在数据中具有双重作用： （1）作普通数字用，如 0.51
10、80 4位有效数字 5.180101 （2）作定位用：如 0.0518 3位有效数字 5.18102,2020/10/23,3改变单位，不改变有效数字的位数,如： 24.01mL 24.01 103 L 4注意点 （）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；4位有效数字 （）分析天平（万分之一）取4位有效数字 （）标准溶液的浓度，用4位有效数字表示: 0.1000 mol/L （）pH 4.34 ,小数点后的数字位数为有效数字位数 对数值，lgX=2.38;lg(2.4102),2020/10/23,二、运算规则,1. 加减运算 结果的位数取决于绝对误差最大的数据的位数 例： 0.0121 绝对误差
11、：0.0001 25.64 0.01 1.057 0.001 26.7091,2020/10/23,2. 乘除运算时,有效数字的位数取决于相对误差最大的数据的位数。 例：(0.0325 5.103 60.0)/ 139.8 = 0.071179184 0.0325 0.0001/0.0325 100%=0.3% 5.103 0.001 /5.103 100%=0.02% 60.06 0.01 /60.06 100%=0.02% 139.8 0.1 /139.8 100% =0.07%,2020/10/23,3. 注意点,（1） 分数；比例系数；实验次数等不记位数 （2） 第一位数字大于8时，多
12、取一位，如：8.48，按4位算 （3） 四舍六入五留双 （4） 注意pH计算,(H+)=5.02103 pH=2.299 有效数字按小数点后的位数计算,滴定分析法,滴定分析概述,一、概述 二、滴定分析分类 三、滴定分析对化学 反应的要求 四、标准溶液的配制 及浓度的确定 五、标准溶液浓度表 示法 六、滴定分析中的计算,第一节 滴定分析概述一、概述,1.滴定分析法 2.标准溶液 ：0.1000 mol/L 3.化学计量点（等当点） 4.指示剂 5.滴定终点 6.终点误差 7.基准物质 8.滴定曲线,二、滴定分析分类（一）按化学反应类型分类,1.酸碱滴定法: 2.配位滴定法（络合滴定法）: 3.沉
13、淀滴定法: 4.氧化还原滴定法： 四种滴定的共性与差异？,（二）按滴定方式分类,1.直接滴定: 例: 强酸滴定强碱。 2.间接滴定：例：氧化还原法测定钙。 3.返滴定法：例：配位滴定法测定铝。,三、滴定分析对化学反应的要求,1.反应定量完成；(KMnO4 ,+ Na2S2O3) ？ 2.无副反应； 3.反应完全;（KMY大； KSp 小，满足滴定要求） 4.反应速度快； 5.有比较简便的方法确定反应终点。,四、标准溶液的配制及浓度的确定,（一）标准溶液和基准物 标准溶液的浓度通过基准物来确定。,基准物应具备的条件： 1.必须具有足够的纯度； 2.组成与化学式完全相同； 3.稳定； 4.具有较大
14、的摩尔质量（可降低称量误差）； 常用的基准物有： K2Cr2O7; NaC2O4; H2C2O4.2H2； Na2B4O7.10H2O；CaCO3；NaCl；Na2CO3,（二）标准溶液的配制,直接配制法：直接用容量瓶配制，定容 可直接配制标准溶液的物质应具备的条件： 1.必须具备有足够的纯度 一般使用基准试剂或优级纯； 2.物质的组成应与化学式完全相等 应避免：（1）结晶水丢失； （2）吸湿性物质潮解； 3.稳定见光不分解，不氧化 重铬酸钾可直接配制其标准溶液。,间接配制（步骤）：,1.配制溶液 配制成近似所需浓度的溶液。 2.标定 用基准物或另一种已知浓度的标准溶液来滴定。 3.确定浓度
15、由基准物质量（或体积、浓度），计算确定之。,五、标准溶液浓度表示法,（一）物质的量浓度 单位体积溶液中所含溶质的物质的量 c = n / V 单位 mol / L 应指明基本单元：原子、分子、离子、电子等。 （二）滴定度 与每毫升标准溶液相当的待测组分的质量 表示法：T待测物/滴定剂 单 位：g/mL,2020/10/23,滴定分析法,化学平衡与滴定分析,一、酸碱平衡与分布曲线 二、配位滴定中的副反应及条件稳定常数 三、氧化还原反应与条件电极电位 四、沉淀的溶解平衡,一、酸碱平衡,化学反应进行的程度通常用反应的平衡常数来衡量。化学平衡是化学分析法的基础。本节从分析化学的角度讨论有关的反应平衡及相关问题。,1.酸碱平衡与平衡常数 HA + H2O = H3O+ + A - Ka = H +A - / HA A- +H2O = HA +OH - Kb =HAOH - / A - Ka Kb = Kw 2.溶液pH的计算 对于 一元弱酸HA溶
