2011-分析化学课件-第二章__误差及分析数据的统计处理

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分析化学课件:第二章 误差和分析数据处理三

分析化学课件:第二章 误差和分析数据处理三

• 结论:总体平均值(真值)在10.76~10.82(%)间的 概率为95%;若使真值出现的概率提高为99%,则其 总体平均值的置信区间将扩大为10.74~ 10.84( % )。
可见,增加置信水平需要扩大置信区间。
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
6
• 例,用高效液相色谱法测定辛芩颗粒中黄芩苷含量 (mg/袋),先测定3次,测得含量分别为33.5、33.7、 33.4;再测2次,测得数据为33.8、33.7。试分别按3次和 5次测定的数据来计算平均值的置信区间(P=95%)。
• 统计推断时,必须同时兼顾置信度和置信区间。 既要使置信区间足够窄,以使对真值的估计比较 精确;又要使置信度较高,以使置信区间内包含 有真值的把握性较大。
• 在分析化学中,通常取95%的置信度。
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
8
• 四、显著性检验
• 在定量分析中常遇到以下两种情况:一是样本测 量的平均值 与标准值或真值µ不一致;二是两组 测量的平均值 和 不一致。
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
14
• 例,用同一方法分析试样中的Mg的百分质量分数。 样本1:1.23%、1.25%及1.26%;样本2:1.31%、 1.34%及1.35%。试问这两个试样是否有显著性差 异:
• 解:
由表2-2得t0.05, 4=2.776。t>t0.05, 4,所以两个试样 Mg百分质量分数有显著性差异。
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
18
• 3.置信水平P或显著性水平α的选择:由于t与F等 的临界值随α的不同而不同,因此α的选择必须适 当。
• 置信水平过大或显著性水平α过小,则放宽对差别 要求的限度,容易把本来有差别的情况判定为没 有差别;置信水平过小或显著性水平α过大,则提 高了对差别要求的限度,容易把本来没有差别的 情况判定为有差别。

分析化学课件:第二章_误差和分析数据处理二

分析化学课件:第二章_误差和分析数据处理二
7.132=50.8。 • 对数运算:对数尾数的位数应与真数有效数字位
数相同,如[H+]=5.2×10-5,则pH=4.28。
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
12
第三节 有限量测量数据的统计处理
• 定量分析得到的一系列测量值或数据,必须运 用统计方法加以归纳取舍,以所得结果的可靠 程度作出合理判断并予以正确表达。
• 组距: (1.74-1.49)/9≈0.03
• 每组数据相差0.03,如1.481.51, 1.511.54。
• 为了避免一个数据分在两个组内,将组界数据的 精度提高一位,即1.4851.515, 1.5151.545。这 样1.54就分在1.5151.545组。
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
20
• 4.标准正态分布曲线:
• 如何计算某取值范围内误差出现的概率?从数学的 角度考虑,正态分布曲线和横坐标之间所夹的总面 积,即概率密度函数在-∞<x<+∞区间的积分值,就 是误差出现的概率,即
• 此式跟μ和σ相关,做变量变换,令
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
1
一、有效数字
• 有效数字(significant figure)是指在分析工作中 实际上能测量到的数字。
• 保留有效数字的原则:在记录测量数据时,只允 许保留一位可疑数(欠准数)。即只有数据的末 尾数欠准,其误差是末位数的±1个单位,其余各 位数字都是准确的。例如滴定管读数为24.30ml, 这四位数字都是有效数字。前三位是从滴定管上 直接读取的准确值,第四位是估计值,也是测定 的结果,虽不甚准确,有±1个单位的误差,但决 不是主观臆造的,所以记录时应予以保留。

第二章 误差与分析数据的统计处理

第二章 误差与分析数据的统计处理

《分析化学》第二章
随机误差
1. 随机误差 由于某些难以控制和无法避免的原因所造成的
误差。如温度、湿度、电流强度等的偶然波动,给试验结果 带来的影响。
2. 随机误差的特点
①分布对称可抵偿:绝对值相同的正负误差出现机会相等, 它们的总代数和等于0; ②单峰且有界:小误差出现的机会大,大误差出现的机会小, 极大误差出现的机会趋于零。
《分析化学》第二章
分 析 化 学
Analytical Chemistry
西北大学化学与材料科学学院
《分析化学》第二章
第二章 误差与分析数据的统计处理
《分析化学》第二章
2-1 定量分析中的误差 2-2 分析结果的数据处理
内容
2-3 误差的传递 2-4 有效数字及其运算规则 2-5 标准曲线的回归分析
吸光度A
0 0.032
0.02 0.135
0.04 0.187
0.06 0.268
0.08 0.359
0.10 0.435
试列出标准曲线的回归方程并计算未知试样中Mn的含量。
0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.05 0.1 0.15 y = 3.9543x + 0.0383 R 2 = 0.9953
《分析化学》第二章
第二章


2.1 误差的基本概念: 准确度与精密度、误差与 偏差、系统误 差与随机误差;
2.2 有限数据的统计处理:
异常值的检验(Q检验法,G检验法);
2.4 有效数字:定义、修约规则、运算规则 。 2.5 标准曲线的回归分析
《分析化学》第二章
本章作业
P27---P28
习题2、6、10、11
G计算 x x1 s

分析化学误差及分析数据的统计处理ppt课件

分析化学误差及分析数据的统计处理ppt课件

修约规则
保留四位 14.2442 14.24 26.4863 26.49 15.0250 15.02 15.0150 15.02 15.0251 15.03
精选ppt课件
42
运算规则
加减法 按绝对误差大者保留
乘除法 按相对误差大者保留
采用安全数字 先修约? 先计算?
精选ppt课件
Xn - Xn-1 或 X2 -X1
(4) 计算:
QXnXn1 或 QX2X1
XnX1
XnX1
精选ppt课件
35
可疑数据的取舍
(5) 根据测定次数和要求的置信度,(如90%)查表:
测定次数 3 4 8
表1--2
Q90
0.94 0.76 0.47
不同置信度下,舍弃可疑数据的Q值表
Q95
0.98
Q99
2.误差及分析数据的统计处理
1--定量分析中的误差 2--分析结果的数据处理 3--有效数字及其运算规则
精选ppt课件
1
上叶
1—定量分析中的误差
分析过程是测量过程 测量的基本方法是比较 误差的存在不可避免
2
精选ppt课件
误差与准确度
误差—测定值与真值之差 绝对误差:
Exi
相对误差:
Er
0.99
0.85
0.93
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, (偶然误差所致)
当数据较少时 舍去一个后,应补加一个数据。
精选ppt课件
36
平均值与标准值得比较(方法准确度/系统误差)
t 检验法

2011分析化学课件第二章误差及分析数据的统计处理

2011分析化学课件第二章误差及分析数据的统计处理
c.试剂误差——所用试剂有杂质
例:去离子水不合格; 试剂纯度不够
(含待测组份或干扰离子)。
d.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。
2024/7/16
(3)系统误差的减免
(1) 方法误差—— 采用标准方法,对照实验 (2) 仪器误差—— 校正仪器
(3) 试剂误差—— 作空白实验 是否存在系统误差,常常通过回收试验加以检查。
第2章 误差及分析数据的统计处理
2-1 定量分析中的误差 2-2定量分析数据的评价 2-3有效数字及其运算规则
2024/7/16
基本要点: 1. 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; 3. 掌握分析数据的处理方法及分析结果的表示。
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分析方法的分类 (回顾)
频率密度直方图
测量值
海水中卤素测定值频率密 度分布图

频率密度分布图
10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 15.8
15.9
16.0 16.1
测量值
16.2
16.3
问题: 测量次数趋近于无穷大时的频率分布?
测量次数少时的频率分布?
某段频率分布曲线下的面积具有什么意义?
2024/7/16
x u
2024/7/16
若以样本平均值来估计总体平均值可能存在的 区间,可按下式进行计算:
x u
n
x
n
(
x
平均值的总体标准偏差)
2024/7/16
对于少量测量数据,必须根据t分布进行统计 处理,按的定义式可得出:
解:(1)
u
x
0.15 0.10

第二章 误差和分析数据的处理

第二章 误差和分析数据的处理

第二章误差和分析数据的处理第一节误差及其产生的原因定量分析的任务是准确测定试样中各组分的含量,因此必须使分析结果具有一定的准确度。

不准确的分析结果将会导致生产上的损失、资源上的浪费和科学上的错误结论。

在定量分析中,由于受到分析方法、测量仪器、所用试剂和分析人员主观条件等方面的限制,故使测定的结果不可能和真实含量完全一致;即使是分析技术非常熟练的分析人员,用最完善的分析方法、最精密的仪器和最纯的试剂,在同一时间,同样条件下,对同一试样进行多次测定,其结果也不会完全一样。

这说明客观存在着难于避免的误差。

因此,人们在进行定量分析时,不仅要得到被测组分的含量,而且必须对分析结果进行评价,判断分析结果的准确性(可靠程度),检查产生误差的原因,采取减小误差的有效措施,从而不断提高分析结果的准确程度。

分析结果与真实结果之间的差值称为误差。

分析结果大于真实结果,误差为正;分析结果小于真实结果,误差为负。

一、误差的分类根据误差的性质与产生的原因,可将误差区分为系统误差和偶然误差两类。

(一)系统误差系统误差(systematic error)也叫可定误差(determination error),它是由某种确定的原因引起的,一般有固定的方向(正或负)和大小,重复测定可重复出现。

根据系统误差的来源,可区分为方法误差、仪器误差、试剂误差及操作误差等四种。

(1)方法误差:由于分析方法本身的缺陷或不够完善所引起的误差。

例如,在质量分析法中,由于沉淀的溶解或非被测组分的共沉淀;在滴定分析法中,由于滴定反应进行不完全,干扰离子的影响,测定终点和化学计量点不符合等,都会产生这种误差。

(2)仪器误差:由于所用仪器本身不够准确或未经校正所引起的误差。

例如,天平两臂不等长,砝码、滴定管刻度不够准确等,会使测定结果产生误差。

(3)试剂误差:由于试剂不纯和蒸馏水中含有杂质引入的误差。

(4)操作误差:由于操作人员的习惯与偏向而引起的误差。

例如,读取滴定管的读数时偏高或偏低,对某种颜色的变化辨别不够敏锐等所造成的误差。

分析化学第二章误差与分析数据处理

分析化学第二章误差与分析数据处理
选择合适的分析方法
根据待测组分的性质和含量选择合适的分析 方法。
空白实验
通过扣除空白值来减小误差。
标准化样品分析
使用标准样品对实验过程进行质量控制。
回收率实验
通过添加已知量的标准物质来评估分析方法 的准确性。
04
有效数字及其运算规则
有效数字的定义与表示
01
有效数字是指测量或计算中能够反映被测量大小的部分数字 ,其位数与被测量的精密度有关。
数据统计
计算平均值、中位数、众数等统计量,以反映数据的集 中趋势和离散程度。
实验结果的评价与表达
误差分析
计算误差、偏差、相对误差 等,评估实验结果的可靠性

1
精密度与偏差
通过多次重复实验,评估实 验结果的精密度和偏差。
置信区间
根据实验数据,计算结果的 置信区间,反映结果的可靠 性。
结果表达
选择合适的单位和量纲,将 实验结果以表格、图表等形 式表达,便于分析和比较。
02
表示有效数字时,需保留一位不确定位,采用指数或修约的 形式表示。
03
有效数字的表示方法:科学记数法(a x 10^n)或一般表示法。
有效数字的运算规则
加减法
以小数点后位数最少的数字为标准,对 其他数字进行修约,然后再进行运算。
乘方和开方
运算结果的有效数字位数与原数相同。
乘除法
以有效数字位数最少的数为标准,对 其他数字进行修约,然后再进行运算。
THANKS
准确度检验
通过标准物质或标准方法对比,检验分析结 果的准确性。
线性检验
验证测量系统是否符合线性关系,确保数据 在一定范围内准确可靠。
范围检验
评估分析方法在一定浓度或含量范围内的适 用性。

第二章_误差及数据分析的统计处理--分析化学-检验

第二章_误差及数据分析的统计处理--分析化学-检验

一、误差的种类、性质、产生的原因及减免
系统误差也叫可测误差,它是定量分析误差的主要 来源,对测定结果的准确度有较大影响。
(1) 特点
a.对分析结果的影响比较恒定; b. 在 同 一 条 件 下 , 重 复 测 定 , 重复出现; c.影响准确度,不影响精密度;
d.可以减小或消除。
产生的原因?
产生的原因
b.滴定管读数
0.4 0.3 0.2 0.1
u xm
y: 概率密度 x: 测量值 μ: 总体平均值 x-μ: 随机误差 σ : 总体标准差
0 -4 -3 -2 -1 0
s
1
2
3
4
-3s -2s -s m-3s m-2s m-s
m
68.3% 95.5% 99.7%
0
s 2s 3s m+s m+2s m+3s
x-m x
u
图3-1标准正态分布曲线
随机误差分布服从正态分布—无限多次测定
特点:
1. 极大值在 x = μ 处. 2. 拐点在 x = μ ± σ 处. 3. 于x = μ 对称. 4. x 轴为渐近线.
随机误差分布的性质: 1.对称性 2.单峰性 3.有界性 4.抵偿性
表1.
称为置信区间:真 实值在指定概率下 出现的区间 随机误差的区间概率
第二章:误差及数据分析的统 计处理
主要内容

3.1 定性分析误差 3.2 有效数字及其应用 3.3 分析数据处理与分析结果的表示方法
在任何测量中误差都是客观存在的
§ 3-1 定量分析中的误差
1.误差及其产生的原因
分析结果与真实值之间的差值称为误差。分析结果 大于真实值,误差为正;分析结果小于真实值,误差为 负。 根据误差的性质与产生的原因,可将误差分为系 统误差和偶然误差两类。
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n=8
d1=0.28
s1=0.38
(2) X-X:0.18,0.26,-0.25,-0.37,
0.32 , -0.28, 0.31, -0.27
n=8 d2=0.28 d1=d2,
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s2=0.29
s1>s2
标准偏差的计算:
s
(x x )
n 1
2
2 2 2 2 2 ( x x ) ( x 2 xx x ) x ( x ) /n
2019/3/1
各种分析方法的试样用量
方 法 常量分析 半微量分析 微量分析 超微量分析 试样质量(mg) >100 10-100 0.1<0.1 试样体积(ml) >10 1-10 0.01<0.01
2019/3/1
第一节
定量分析中的误差
一、 准确度和精密度
二、 误差的种类、性质、
产生的原因及减免
i i
d (x x ) x nx 0
i 1 i 1
2019/3/1
n
二、误差的分类、性质、产生的原因及减免
系统误差(可测误差)
1. 误差的分类
偶然误差(随机误差)
过失误差ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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1. 系统误差
(1) 特点
a. 对分析结果的影响比较恒定 (
单向性,即使测定结果系统的偏 大或偏小); b. 在 同 一 条 件 下 , 重 复 测 定 , 重复出现;
量。
实际测定不可能得到绝对准确的结果。
2019/3/1
• 客观上误差是经常存在的,在实验过程中, 必须检查误差产生的原因,采取措施,提 高分析结果的准确度。同时,对分析结果 准确度进行正确表达和评价。
2019/3/1
一、准确度和精密度
(一).准确度和精密度——分析结果的衡量指标。
1. 准确度──测量值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
/n
μ 为无限多次测定 的平均值(总体平均值); 即:
lim X
n
当消除系统误差时,μ即为真值。
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(2)有限测定次数
s
变异系数:
(x x )
n 1
2
s cv 100% x
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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,
第2章 误差及分析数据的统计处理
2-1 定量分析中的误差 2-2定量分析数据的评价 2-3有效数字及其运算规则
2019/3/1
基本要点: 1. 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; 3. 掌握分析数据的处理方法及分析结果的表示。
2019/3/1
分析方法的分类 (回顾)
• • • • •
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2、某人对试样测定五次,求得各次平均值的偏差d 分别
为+0.04,-0.02,+0.01,-0.01,+0.06。则此计算结果应是
A.正确的 B.不正确的
C.全部结果是正值
答案:B
D.全部结果是负值
设一组测量数据为x1, x2, x3 , …算术平均值
x x n
n i
x
nx x di xi x
2019/3/1
2. 精密度──几次平衡测定结果相互接近程度
精密度的大小用偏差来衡量,还常用重复性和 再现性表示。 偏差是指个别测定值与平均值之间的差值。
(1)绝对偏差:d = xi – x (2)平均偏差:d =( |d1|+|d2|+…|di|)/n (3)相对偏差:d / x ×100%
2019/3/1
1) 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:
XX d n
特点:简单 缺点:大偏差得不到应有反映。
2019/3/1
• 2) 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
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(1)当测定次数趋于无穷大时
标准偏差 :

X


• •
定性、定量、结构分析——根据分析化学任务 无机分析与有机分析——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(<0.01%)组分分析,灵敏度低、准 确度不高。 仪器分析:以物质的物理或物理化学性质为基础的分析 方法(光化学、电化学、热、磁、声等)
s
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x
2
( x ) / n
2
n 1
3. 两者的关系:
(1) 准确度是测量结果接近真值的程度,精密度表示
测量的再现性; (2)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; (3) 两者的差别主要是由于系统误差的存在。
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练习题: 1、下面论述中正确的是: A.精密度高,准确度一定高 B.准确度高,一定要求精密度高 C.精密度高,系统误差一定小 D.分析中,首先要求准确度,其次才是精密度 答案:B
c.影响准确度,不影响精密度;
d.可以消除。
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(2) 产生的原因
a.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。
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(1)绝对误差:测定值与真实值之差。
E Xi
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例 某一物体质量称量为1.6380g,其真实质量为
1.6381g,则:
绝对误差=1.6380-1.6381=-0.0001
(2)相对误差:误差在真实结果中所占百分比 Er=E / ×100%=-0.0001/1.6381=- 0.006%
2019/3/1
误差是指测量结果偏离真值的程度。
误差——分析结果与真实值之间的差值 ( > 真实值为正,< 真实值为负)
对任何一个物理量进行的测量都不可能得出一 个绝对准确的数值,即用测量技术所能达到的最完 善的方法,测出的数值也和真实值存在差异,这种 测量值和真实值的差异称为误差。 定量分析的任务:准确测定组分在试样中的含
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