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1、第第3章章 分析化学中的误差及数据处理分析化学中的误差及数据处理3.1 分析化学中的误差分析化学中的误差3.2 有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则3.3 有限数据的统计处理有限数据的统计处理3.4 回归分析法回归分析法启杀虎烃李讶堕酵逞怕菜挺驮茹欢削磕宙点渝颠孜昌彤袭讶耍酞敦羚傀滩第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理1 准确度和精密度准确度和精密度绝对误差绝对误差: 测量值与真值间的差值测量值与真值间的差值, 用用 E表示表示E = x - xT3.1 分析化学中的误差分析化学中的误差准确度准确度: 测定结果与真值接近的程度，用误差衡量。测定结果与真值接近的程度，
2、用误差衡量。 误差误差相对误差相对误差: 绝对误差占真值的百分比绝对误差占真值的百分比,用用Er表示表示Er =E/ /xT = x - xT / /xT100嚏惜彝掘和谩垛胜辕县陛蝗低撇窜惫毅贡壤甭歌芭浙倚粟呵沮晶旅云圆诬第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理真值：客观存在，但绝对真值不可测真值：客观存在，但绝对真值不可测理论真值理论真值约定真值约定真值相对真值相对真值恋邓孪林瞪净弱蒙去奈拒怨奖谈累沥酌咒乔脖封壶供琳酉像嘶红简椿媳缎第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理偏差偏差: 测量值与平均值的差值测量值与平均值的差值, 用用 d表示表示d =
3、x - x精密度精密度: 平行测定结果相互靠近的程度，用偏差衡量。平行测定结果相互靠近的程度，用偏差衡量。 di = 0卓欢砧页捉歼钧案童诀沿俱窗裤奸俊砰瞩写痊韶衣字谅荫跑卸逝自撮井佣第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理平均偏差：平均偏差： 各单个偏差绝对值的平各单个偏差绝对值的平均值 相对平均偏差：相对平均偏差：平均偏差与测量平均值的比值平均偏差与测量平均值的比值占簇艾卵鸥桓汀脱胎宜归肪粗远仇挝塑玲民藉溃痴杖庶沿簿皇庄踌蒙范泪第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理标准偏差：标准偏差：s 相对标准偏差：相对标准偏差：RSD秒弄钎彬态背瘦距赠啃鲜犯晒
4、青决疟绕帛以侩撇劝漓盟另母痒应燃戮旅碾第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理准确度与精密度的关系准确度与精密度的关系1.精密度好是准确度好的前提精密度好是准确度好的前提;2.精密度好不一定准确度高精密度好不一定准确度高系统误差系统误差!准确度及精密度都高准确度及精密度都高结果可靠结果可靠版鉴躬坎楼莆噪蜀蹄靶浦涨店渗断仪照泽从践漓刷娜阅尤胰饯耸霄咸滤丙第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理2 系统误差与随机误差系统误差与随机误差系统误差系统误差:又称可测误差又称可测误差方法误差方法误差: 溶解损失、终点误差溶解损失、终点误差用其他方法校正用其他方法校正
5、 仪器误差仪器误差: 刻度不准、砝码磨损刻度不准、砝码磨损校准校准(绝对、相对绝对、相对)操作误差操作误差: 颜色观察颜色观察试剂误差试剂误差: 不纯不纯空白实验空白实验主观误差主观误差: 个人误差个人误差具具单向性、重现性、可校正单向性、重现性、可校正特点特点球呛堑心咆召校绎苇拐炕结宁抛波匠隧怯傅业爱谈旨棺凛趴碟拷碰呜识继第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理随机误差随机误差: 又称偶然误差又称偶然误差过失过失 由粗心大意引起，可以避免的由粗心大意引起，可以避免的不可校正，无法避免，不可校正，无法避免，服从服从统计规律统计规律不存在系统误差的情况下，测定次数越多其不存在
6、系统误差的情况下，测定次数越多其平均值越接近真值。一般平行测定平均值越接近真值。一般平行测定4-6次次鸿浴辆稍孩乒迁檀吸瞪拧插篮凹禄砰逊壮径淡褒搏慨退吩秀瞅怨顺前剂楚第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理9系统误差系统误差 a. 加减法加减法 R=mA+nB-pC ER=mEA+nEB-pEC b. 乘除法乘除法 R=mAnB/pC ER/R=EA/A+EB/B-EC/C c. 指数运算指数运算 R=mAn ER/R=nEA/A d. 对数运算对数运算 R=mlgA ER=0.434mEA/A3 误差的传递误差的传递麻览逞岩选琳柱胶耪傣吗它芥谋甥羞缨售推距碳要谅肩揖如共袍
7、呈奥总域第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理随机误差随机误差 a. 加减法加减法 R=mA+nB-pC sR2=m2sA2+n2sB2+p2sC2 b. 乘除法乘除法 R=mAnB/pC sR2/R2=sA2/A2+sB2/B2+sC2/C2 c. 指数运算指数运算 R=mAn sR/R=nsA/A d. 对数运算对数运算 R=mlgA sR=0.434msA/A疯属汇暖啡钒自劈凌祭涧楞扭幕俊衰馈脏巳庐翁祈茁梢预苑接墨晋竟饭纬第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理极值误差极值误差 最大可能误差最大可能误差 R=A+B-C ER=|EA|+|EB|+
8、|EC| RAB/C ER/R=|EA/A|+|EB/B|+|EC/C|童忘蜀孩急囚馁摊俊韭呈腆渺芥渤窒搪筹蛇姚析毡周儒钩也忧唇硫民囊知第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理3.2 有效数字及运算规则有效数字及运算规则1 有效数字有效数字: 分析工作中实际能测得的数字，包括全分析工作中实际能测得的数字，包括全部可靠数字及一位不确定数字在内部可靠数字及一位不确定数字在内a 数字前数字前0不计不计,数字后计入数字后计入 : 0.03400b 数字后的数字后的0含义不清楚时含义不清楚时, 最好最好用指数形式用指数形式表示表示 : 1000 (1.0103, 1.00103, 1
9、.000 103)c 自然数和常数自然数和常数可看成具有无限多位数可看成具有无限多位数(如倍数、分数关系如倍数、分数关系) d 数据的数据的第一位数大于等于第一位数大于等于8的的,可多计一位有效数字，如可多计一位有效数字，如 9.45104, 95.2%, 8.65e 对数与指数对数与指数的有效数字位数按尾数计的有效数字位数按尾数计,如如 pH=10.28, 则则H+=5.210-11f 误差误差只需保留只需保留12位位辅矾朋配悼前囊择岗尿介燃龟胯贰欧诛拄率嘎石敝喧削周肾癌纤卖早瞄怒第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理2 有效数字运算中的修约规则有效数字运算中的修约规则
10、尾数尾数4时舍时舍; 尾数尾数6时入时入尾数尾数5时时, 若后面数为若后面数为0, 舍舍5成双成双;若若5后面还后面还有不是有不是0的任何数皆入的任何数皆入四舍六入五成双四舍六入五成双例例 下列值修约为四位有效数字下列值修约为四位有效数字 0.324 74 0.324 75 0.324 76 0.324 85 0.324 851 0.324 70.324 80.324 80.324 80.324 9下膏牵胯喇繁踏潞资嫌拒蛤残乐乃阴洒咸潍靳刽捏淤蜕垒微帧萎道扫蕊国第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理禁止分次修约禁止分次修约运算时可多保留一位有效数字进行运算时可多保留一位有
11、效数字进行 0.67490.670.6750.68患齐骸朋雕纪道炙锡厄笋遮遁角煤角稍琴冰非大荧思办颈价嗣荷钧哨双狂第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理加减法加减法: 结果的结果的绝对误差绝对误差应不小于各项中绝对误差最大应不小于各项中绝对误差最大的数。的数。 (与小数点后位数最少的数一致与小数点后位数最少的数一致) 0.112+12.1+0.3214=12.5乘除法乘除法: 结果的结果的相对误差相对误差应与各因数中相对误差最大的应与各因数中相对误差最大的数相适应数相适应 (与有效数字位数最少的一致与有效数字位数最少的一致) 0.012125.661.05780.3284
12、32 3 运算规则运算规则孽凶兔里墟晚诸择纫本咒突话恭徽汀茫庆率猖瓮续仁掠搽桩波皂对恢盗鸥第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理3.3 有限数据的统计处理有限数据的统计处理l总体l样本l样本容量 n, 自由度 fn-1l样本平均值 l总体平均值 ml真值 xTl标准偏差 sx摈膘匈脚身钙露扮型原磕孤黍钦寒蒋侦颅争奖兴向薪渗氢征藏限酸爹瓣次第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理1.总体标准偏差总体标准偏差 无限次测量；单次偏差均方根2.样本标准偏差样本标准偏差 s样本均值n时， ， s3.相对标准偏差相对标准偏差（变异系数RSD）1 标准偏差标准偏差x
13、忙逻悟旭电鉴敲怕皋终菲沉绊凉衅钉浇块妖朵萤峡或簿堕堂姓花撰戍涝辨第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理4.衡量数据分散度：衡量数据分散度： 标准偏差比平均偏差合理5.标准偏差与平均偏差的关系标准偏差与平均偏差的关系 d0.79796.平均值的标准偏差平均值的标准偏差= / n1/2，s = s / n1/2s 与n1/2成反比腔腔族姆酶诗如箔铜搐穗归敖襄椒涣堡威宏脚和诱颖露毖芳立搽差亨诅愿第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理系统误差：可校正消除系统误差：可校正消除随机误差：不可测量，无法避免，可用统计方法研究随机误差：不可测量，无法避免，可用统计方
14、法研究1 随机误差的正态分布随机误差的正态分布测量值的频数分布测量值的频数分布 频数，相对频数，骑墙现象频数，相对频数，骑墙现象 分组细化分组细化 测量值的正态分布测量值的正态分布挚沧哀饮袖洗脏语颜遂薄裕柞帐倪劳戚侵大裹识娩柜幽丈腥传耕坤圈等廉第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理: 总体标准偏差总体标准偏差 随机误差的正态分布随机误差的正态分布 离散特性：离散特性：各数据是分散的，波动的各数据是分散的，波动的集中趋势：集中趋势：有向某个值集中的趋势有向某个值集中的趋势 : 总体平均值总体平均值d d: : 总体平均偏差总体平均偏差d d = 0.797 = 0.797
15、冀使辰忘姐俄牟檄闭茅瑶臼淋锭话逊狭励份惠恬称峙恋雇白粤伎盏兴缔税第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理N : 随机误差符合正态分布（高斯分布）随机误差符合正态分布（高斯分布） （ ， ）n 有限有限: t分布分布 和和s 代替代替 ， x2 有限次测量数据的统计处理有限次测量数据的统计处理t分布曲线分布曲线曲线下一定区间的积分面积，即为该区间内随机误差出现的概率 f 时，t分布正态分布舒绒藉拟皇朋供忧喘赤颐罢巡瘩丘样英瘩憋隘敌辱玫辨坟泄范偶胎携蛇此第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理 某一区间包含真值（总体平均值）的概率（可能性）某一区间包含真值（
16、总体平均值）的概率（可能性）置信区间：一定置信度（概率）下，以平均值为中心，置信区间：一定置信度（概率）下，以平均值为中心， 能够包含真值的区间（范围）能够包含真值的区间（范围） 置信度越高，置信区间越大置信度越高，置信区间越大平均值的置信区间平均值的置信区间吟氨向涨厚魁喳氓幅徐豆际报作叙盲饿扭竞聊刨鸡挚傈烷捍阳百茸点饮侨第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理 定量分析数据的评价定量分析数据的评价解决两类问题解决两类问题:(1) 可疑数据的取舍可疑数据的取舍 过失误差的判断 方法:4d法、Q检验法和格鲁布斯(Grubbs)检验法 确定某个数据是否可用。(2) 分析方法的准
17、确性分析方法的准确性系统误差及偶然误差的判断 显著性检验显著性检验：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琴椎祝炕调怕凸糙得塔白芜庙谍梆耐辣鄂鬼委赣倒税铺壮肮转立丫桶悠夯第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理可疑数据的取舍可疑数据的取舍 过失误差的判断过失误差的判断 4d法法 偏差大于偏差大于4d的测定值可以舍弃的测定值可以舍弃步骤步骤： 求异常值求异常值(Qu)以外数据的平均值和平均偏差以外数据的平均值和平均偏差 如果如果Qu-x 4d, 舍去舍去 厚蜘论文草攒月辊搔蝉彻寿两糙
18、哆寨佯瞄盆腺困代掌栗炎杉胰挞嘎拾飘钙第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理Q 检验法检验法步骤：步骤： （1） 数据排列数据排列 X1 X2 Xn （2） 求极差求极差 Xn - X1 （3） 求可疑数据与相邻数据之差求可疑数据与相邻数据之差 Xn - Xn-1 或或 X2 -X1 （4） 计算：计算：困种嘲究纫衔列志亨阻压媒童谗藏喉厚役庚卷厌商贱评缴缘客镰寝样此孩第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理（5）根据测定次数和要求的置信度，根据测定次数和要求的置信度，( (如如90%)90%)查表：查表： 不同置信度下，舍弃可疑数据的Q值表 测定次数测定
19、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）将Q与与QX （如（如 Q90 ）相比，）相比， 若若Q QX 舍弃该数据舍弃该数据, （过失误差造成）（过失误差造成） 若若Q G 表表，弃去可疑值，反之保留。，弃去可疑值，反之保留。 由于格鲁布斯由于格鲁布斯(Grubbs)检验法引入了标准偏差，故检验法引入了标准偏差，故准确性比准确性比Q 检验法高。检验法高。基本步骤：基本步骤：（1）排序：）排序：1,2,3,4（2）求和标准偏差）求和标准偏差s（3）计算）计算G值值：伦妄眼操必姬闯划肝迎部碾贱芯虚
20、穗模网乓苔骤竞脊戳矗填漱旬铲唆墟瞎第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理分析方法准确性的检验分析方法准确性的检验 b. 由要求的置信度和测定次数由要求的置信度和测定次数,查表查表,得得: t表表 c. 比较比较 t计计 t表表, 表示有显著性差异表示有显著性差异,存在系统误差存在系统误差,被检验方法需要改进被检验方法需要改进 t计计 t表,表示有显著性差异两组数据的平均值比较（同一试样）两组数据的平均值比较（同一试样） 计算计算值：值： 新方法-经典方法（标准方法） 两个分析人员测定的两组数据 两个实验室测定的两组数据 a 求合并的标准偏差：求合并的标准偏差：蛆俭俞倦铺峻
21、暇诉璃荡霄她咏垒单股汞刽讣蚤还唯鹊花径郎亿掂嚎自讳恃第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理检验法两组数据间偶然误差的检测检验法两组数据间偶然误差的检测按照置信度和自由度查表（按照置信度和自由度查表（表表），）， 比较比较 F计算计算和和F表表计算计算值：值：根污搽廉睹找蒂距笨忽身勤弊甚祭谜裙裔赁白瞎何速呸志批伶移警俏队秧第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理统计检验的正确顺序统计检验的正确顺序：可疑数据取舍可疑数据取舍F 检验检验 t 检验检验颐阵袜鼓尖茨农丈饼政显打客郊惨拦了染蔬曰嘲社晌押赴掳蕊熬害霉进缄第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中
22、的误差及数据处理目的目的: 得到用于定量分析的标准曲线得到用于定量分析的标准曲线方法：最小二乘法方法：最小二乘法 yi=a+bxi+eia、 b的取值使得残差的平方和最小的取值使得残差的平方和最小 ei2=(yi-y)2 yi: xi时的测量值时的测量值; y: xi时的预测值时的预测值 a=yA-bxA b= (xi-xA)(yi-yA)/ (xi-xA)2 其中其中yA和和xA分别为分别为x，y的平均值的平均值3.4 回归分析法回归分析法玖玄朗述氖涸指娩盛攻苹富赠岭靛淖磅粟娜萍趁唐忍闪辞彬逃穴翟澄棒伍第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理相关系数相关系数R= (xi-
23、xA)(yi-yA)/ (xi-xA)2 (yi-yA)2)0.5蔗纽乞阜蛮沾庆适哗隋溯彝壁蔓涧坏区馒载戏缝篱禽美愚拂筏郴学谤抗耘第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理3.5提高分析结果准确度方法提高分析结果准确度方法选择恰当分析方法选择恰当分析方法 （灵敏度与准确度）（灵敏度与准确度）减小测量误差减小测量误差（误差要求与取样量）（误差要求与取样量）减小偶然误差减小偶然误差（多次测量，至少（多次测量，至少3次以上）次以上）消除系统误差消除系统误差对照实验：标准方法、标准样品、标准加入对照实验：标准方法、标准样品、标准加入空白实验空白实验校准仪器校准仪器校正分析结果校正分析
24、结果矾帕议桶咖宠银鱼腋卞人初油炒宛满襄衙诱墨算备征乞癌堑兰芥齿缕擞涝第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理1 误差的基本概念误差的基本概念: 准确度与精密度准确度与精密度 误差与偏差误差与偏差 系统误差与随机误差系统误差与随机误差;2 有效数字有效数字：定义、修约规则、运算规则：定义、修约规则、运算规则、报告结果。报告结果。3 有有限限数数据据的的统统计计处处理理: 显显著著性性检检验验（t, F）异异常常值值的的取舍（取舍（Q，G)；4 测定方法的选择和测定准确度的提高测定方法的选择和测定准确度的提高小小 结结钱篆骋芽枉摈李蛀缘忿汗盼开环倡喇煌孰丈蜗汗孪谷几诵猛鹃涣认牺官管第3分析化学中的误差及数据处理第3分析化学中的误差及数据处理
