分析化学2--第二章误差(28)
分析化学第二章 误差与分析

• 乙 • •• •••
•精密度好,准确 度不好,系统误 差大
•准确度、精密度都 好,系统误差、偶 然误差小
• 丙 ••• ••• • 丁 •• • • • •
•精密度较差,接近 真值是因为正负误差 彼此抵销
•精密度、准确度差。系统 误差、偶然误差大
(1)精密度是保证准确度的先决条件。精密度差, 所测得结果不可靠,就失去了衡量准确度的前提。
由于绝对误差不能反映出误差在结果中所占 的比例,不能用于比较两个或多个测量值的准确 度,为了进行比较,人们引入相对误差的概念。
2.相对误差(Er):
绝对误差δ在真实值μ或测量值 x 中占的百分率
Er
相对误差%
μ
100%
注:μ未知,δ已知,可用测量值 χ代替μ
Er
相对误差%
x
100%
相对误差是反映了误差在测量结果中占的比例, 同样可正可负,但无单位。
0.12 9.2104
1.1104
25 30
2.极值误差法
❖指导思想:一个测量结果各步骤测量值的 误差既是最大的,又是叠加的。
加减法:
乘除法:
四、提高分析结果准确度的方法
1.选择恰当的分析方法
例:测全Fe含量
K2Cr2O7法 比色法
40.20% ±0.2% 40.20% ±2.0%
2.减小测量误差
些,以使其绝对误差较小;而对低含量的组
分,测定的相对误差可以大些,但其绝对误
差仍然较小。
Er
相对误差%
x
100%
(二)精密度与偏差
精密度是指在相同的条件下,多次平 行测量的各测量值(实验值)之间相互接 近的程度,它体现了测定结果的重复性。
分析化学 第二章 误差和分析数据处理(课后习题答案)

第二章 误差和分析数据处理(课后习题答案)1. 解:①砝码受腐蚀:系统误差(仪器误差);更换砝码。
②天平的两臂不等长:系统误差(仪器误差);校正仪器。
③容量瓶与移液管未经校准:系统误差(仪器误差);校正仪器。
④在重量分析中,试样的非被测组分被共沉淀:系统误差(方法误差);修正方法,严格沉淀条件。
⑤试剂含被测组分:系统误差(试剂误差);做空白实验。
⑥试样在称量过程中吸潮:系统误差;严格按操作规程操作;控制环境湿度。
⑦化学计量点不在指示剂的变色范围内:系统误差(方法误差);另选指示剂。
⑧读取滴定管读数时,最后一位数字估计不准:偶然误差;严格按操作规程操作,增加测定次数。
⑨在分光光度法测定中,波长指示器所示波长与实际波长不符:系统误差(仪器误差);校正仪器。
⑩在HPLC 测定中,待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠:系统误差(方法误差);改进分析方法。
2. 答:表示样本精密度的统计量有:偏差、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差。
因为标准偏差能突出较大偏差的影响,因此标准偏差能更好地表示一组数据的离散程度。
3. 答:定量分析结果是通过一系列测量取得数据,再按一定公式计算出来。
每一步测量步骤中所引入的误差都会或多或少地影响分析结果的准确度,即个别测量步骤中的误差将传递到最终结果中,这种每一步骤的测量误差对分析结果的影响,称为误差传递。
大误差的出现一般有两种情况:一种是由于系统误差引起的、另一种是偶然误差引起的。
对于系统误差我们应该通过适当的方法进行改正。
而偶然误差的分布符合统计学规律,即大误差出现的概率小、小误差出现的概率大;绝对值相等的正负误差出现的概率相同。
如果大误差出现的概率变大,那么这种大误差很难用统计学方法进行处理,在进行数据处理时,就会传递到结果中去,从而降低结果的准确性。
4. 答:实验数据是我们进行测定得到的第一手材料,它们能够反映我们进行测定的准确性,但是由于“过失”的存在,有些数据不能正确反映实验的准确性,并且在实验中一些大偶然误差得到的数据也会影响我们对数据的评价及对总体平均值估计,因此在进行数据统计处理之前先进行可疑数据的取舍,舍弃异常值,确保余下的数据来源于同一总体,在进行统计检验。
分析化学误差部分总结

分析化学(第六版)总结第二章 误差和分析数据处理第一节 误差定量分析中的误差就其来源和性质的不同, 可分为系统误差、偶然误差和过失误差。
一、系统误差定义: 由于某种确定的原因引起的误差, 也称可测误差特点:①重现性, ②单向性, ③可测性(大小成比例或基本恒定)分类:1. 方法误差: 由于不适当的实验设计或所选方法不恰当所引起。
2. 仪器误差.由于仪器未经校准或有缺陷所引起。
3. 试剂误差.试剂变质失效或杂质超标等不合.所引起4. 操作误差.分析者的习惯性操作与正确操作有一定差异所引起.操作误差与操作过失引起的误差是不同的。
二、偶然误差定义: 由一些不确定的偶然原因所引起的误差, 也叫随机误差.偶然误差的出现服从统计规律, 呈正态分布。
特点:①随机性(单次)②大小相等的正负误差出现的机会相等。
③小误差出现的机会多, 大误差出现的机会少。
三、过失误差1.过失误差: 由于操作人员粗心大意、过度疲劳、精神不集中等引起的。
其表现是出现离群值或异常值。
a) 2.过失误差的判断——离群值的舍弃在重复多次测试时, 常会发现某一数据与平均值的偏差大于其他所有数据, 这在统计学上称为离群值或异常值。
离群值的取舍问题, 实质上就是在不知情的情况下, 区别两种性质不同的偶然误差和过失误差。
离群值的检验方法:(1)Q 检验法:该方法计算简单, 但有时欠准确。
设有n 个数据, 其递增的顺序为x1,x2,…,xn-1,xn, 其中x1或xn 可能为离群值。
当测量数据不多(n=3~10)时, 其Q 的定义为1) 具体检验步骤是:2) 将各数据按递增顺序排列;2)计算最大值与最小值之差;3)计算离群值与相邻值之差; 计算Q 值;5)根据测定次数和要求的置信度, 查表得到Q 表值;6)若Q >Q 表, 则舍去可疑值, 否则应保留。
该方法计算简单, 但有时欠准确。
(2)G 检验法:该方法计算较复杂, 但比较准确。
具体检验步骤是: 1)计算包括离群值在内的测定平均值;2)计算离群值与平均值 之差的绝对值3)计算包括离群值在内的标准偏差S4)计算G 值。
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
小
结
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
第2章 分析化学中的误差及数据处理

本章所要解决的问题:
对分析结果进行评价,判断误 差产生的原因,尽量采取措施减少 误差。
2013-6-28 1
2.1 定量分析中的误差
• • •
•
误差客观存在 定量分析数据的归纳和取舍(有效数字) 计算误差,评估和表达结果的可靠性和精密 度 了解原因和规律,减小误差,测量结果→真 值(true value)
19
1. 系统误差(systematic error)
由一些固定的原因所产生,其大小、正 负有重现性,也叫可测误差。 1.方法误差 分析方法本身所造成的 误差。 2.仪器和试剂误差 3.操作误差 4.主观误差
2013-6-28
20
系统误差的性质可归纳为如下三点:
1)重现性 2)单向性 3)数值基本恒定 系统误差可以校正。
2013-6-28 15
7、重复性
r 2 2Sr
R 2 2SR
8、再现性
SR
2013-6-28
j 1 i 1
m
n
( xij x j )
m( n 1)
16
2.1.3 准确度和精密度的关系
准确度(accutacy):测量值与真实值相接 近的程度。用误差来评估。 精密度(precision):各个测量值之间相 互接近的程度。用偏差来评估。 实际工作中并不知道真实值,又不刻意区 分误差和偏差,习惯把偏差称做误差。但 实际含义是不同的。 系统误差是分析误差的主要来源,影响结 果的准确度 偶然误差影响结果的精密度
4. 校正方法 (correction result ) 用其它方法校正某些 分析方法的系统误差。
分析化学2第二章 分析化学中的误差和数据处理

误差的客观性: 误差是客观的,是不以人的意志而改变的。
根据误差的性质与产生的原因,可将误差 分为系统误差、偶然误差两类。
三、系统误差和随机误差
1.系统误差
也叫可测误差,它是由于分析过程中某 些经常发生的、比较固定的原因所造成的。 系统误差的性质是:
一、 有效数字
4.与实验有关的注意点
(2)称量仪器 分析天平即万分之一天平(称至0.1mg): 12.8212g, 0.2338g,1.4562g,0.0561g 千分之一天平(称至0.001g): 0.234g,1.356g,10.324g 百分之一天平(称至0.01g): 1.26g,0.23g,14.26g 台秤(称至0.1g):4.0g,0.5g,16.8g
X>XT,误差为正值,表示测定结果偏高; X<XT,误差为负值,表示测定结果偏低。
E越小,表示测定结果与真实值越接近, 准确度越高;反之,E越大,准确度越低。
可见,误差的大小是衡量准确度高低的尺度。
二、准确度和精密度
2. 精密度
在实际工作中,真实值通常是不知道的,因此
无法求出分析结果的准确度,所以不得不用另一种
使用相对平均偏差表示分析结果的好坏比较简 单,但这个方法有不足之处,因为在一系列的测 定中,小偏差的测定总是占多数,而大偏差的测 定总是占少数,按总的测定次数求相对平均偏差 所得的值偏小,大偏差得不到充分的反映。所以 相对平均偏差在数理统计上一般不采用。
近年来,在分析化学的教学中,越来越广泛地 采用数理统计方法来处理各种测定数据。
方式来判断分析结果的好坏。这种方法是:在相同
的条件下重复测定多次,然后计算n次测定结果的
分析化学:第二章_误差和分析数据处理二

化学分析
第二章 误差和分析数据处理
4
• 对于很小的数字,可用指数形式表示。例如,离 解常数Ka=0.000018,可写成Ka=1.8×10-5;很大的 数字也可采用这种表示方法。例如2500L,若为 三位有效数字,可写成2.50×103L。
• 例如,0.0121×25.64×1.0578=0.328,其中,有 效数字位数最少的0.0121相对误差最大,故计 算结果应修约为三位有效数字。
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
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• 3. 百分数表示 • 高含量组分(>10%),保留四位有效数字; • 中含量组分(1~10%),保留三位有效数字; • 低含量组分(<1%),保留两位有效数字。 • 4. 其他运算 • 乘方或开方,结果的有效数字位数不变,
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
19
3.正态分布曲线规律:
• (1) x=μ时,y值最大,体现了测量值的集中趋 势。说明误差为零的测量值出现的概率最大。 大多数测量值集中在算术平均值的附近。
• (2) 曲线以x=μ这一直线为其对称轴,说明绝对 值相等的正、负误差出现的概率相等。
• (3) 当x趋于-∞或+∞时,曲线以x轴为渐近线。 即小误差出现概率大,大误差出现概率小。
化学分析
第二章 误差和分析数据处理
5
• 对pH、pM、lgc、lgK等对数值,其有效数字的
位数仅取决于小数部分数字的位数,整数部分 只说明其真数的方次。如pH=11.02,即[H+]= 9.6×10-12mol/L,其有效数字为两位而非四位。
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。
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23
准确度评价: 用标准物质对照;加标回收率 :85%~110%;
ρ x1 x0 100% m
与标准方法对照:高、中、低三种浓度,检查显著性。 2. 质量控制图(quality control chart): 将标准物质或质控物质插入样品序列中一起进行分析, 获得数据绘图。 平均值控制图的绘制: 分析时每批样品插入一个质控, 或大批样品时每隔10 ~20个样品插入一个,获得20个以上的
随机误差:分析过程中各因素随机波动引起,如仪器示 值波动、读数误差、湿度、温度、气流变化。特点:大小 与正负均变化不定,平行测定次数增加取均值可减小。
4
除以上两种误差外,还有一种称为过失误差(gross error),由操作者粗心或违规操作造成。
误差的表示方法: 常用准确度、精密度和不确定度表示。 准确度(accuracy):测量值与真值符合程度,反应分 析方法或测量系统存在系统误差或随机误差综合指标。 绝对误差(absolute error, E ):
( working curve)和标准曲线( standard curve ),4~6个 不同浓度的标准溶液,与样品同时处理时称工作曲线,不处 理时称标准曲线;建立回归方程(regression equation),
y bx a ,r 接近1为好;灵敏度(sensitivity):单位待测物
质的浓度或量变化引起信号的变化,为校正曲线的斜率。 方法精密度评价: 日内:6次;日间:6天。线性范围内高、中、低三种浓
“四舍六入五留双”,欲舍5时,后面不零则进1,为零,16
使修约后最后一位数为双数。 (三)有效数字的运算规则
1. 加减运算:绝对误差最大的数据为依据。 如: 0.045+32.14+2.125547=0.04+32.14+2.13=34.31 2. 乘除运算: 与有效数字最少的数据一致。 如:85.21×2.354×0.00156=85.2×2.35×0.00156=0.312 3. 乘方和开方: 结果有效数字与原数据有效数字相同。 4. 对数和反对数:与上同。
分类:将各种来源的不确定度分为两类 A类:统计方法计算的不确定度s,服从正态分布 B类:非统计不确定度,估算分析过程中可能误差, 如样品预处理、标准浓度、仪器示值波动等。 合成不确定度:
10
扩展不确定度:
k为统计因子,k=2 则置信度95%;k=3则置信度99%。 测量结果的表示:
x U
11
准确度与精密度的关系: 精密度好,准确度不一定高。 准确度反映结果正确性,精密度反映结果重现性。
仪器设备计量检定和维护,数据记录和检测报告书管理制度。 2. 实验室技术人员的培训和考核。
20
3. 制定分析过程的技术规范。 4. 标准方法的执行。 二、实验室质量控制 (一)实验室内部质量控制 1. 常规质量控制的基础实验 空白实验:不加样品,同步骤对空白测定,每d 2次, 5d~6d,计算s值,若大于规定值,则说明仪器、试剂、蒸馏 水及实验器皿等引起系统误差,应采取措施降低空白值。
定方向性、同一条件下重复出现
方法误差:滴定分析中滴定终点与化学计量点差异
仪器误差:仪器未校准或不合格
试剂误差:试剂纯度不够
操作误差:分析者不能正确掌握操作方法
3
校正办法: 方法比较: 校准仪器: 空白试验:扣空白值,消除试剂、蒸馏水等的误差 对照试验:国家标准局标样测定,如牛肝、猪粉 加标回收试验:可测定系统误差
极值误差法:
14
标准偏差法:
15
第三节 分析数据的处理
一、有效数字及其运算规则: (一)有效数字(significant digit):准确数字+1位可疑数字。
原则: 1.常数无限制,可按需取位。 2. pH、pM、logk有效数字取决于小数部分。 3. “0”用于定位时不是有效数字。 4. 首位大于或等于8的数,多计一位。 (二)有效数字的修约规则:
19
第四节 分析质量保证
一、分析质量保证(analytical quality assurance) 分析质量控制(analytical quality control):采取措施,减
小误差。 分析质量评价(analytical quality evaluation)。 1. 编制规章制度:实验室、试剂、基准物质、标准溶液、
5
相对误差(relative error,RE) :
绝对误差有正负之分,一般分析结果常用相对误差。 精密度(precision):同一均匀试样多次平行测定结果 之间的分散程度。 绝对偏差(absolute deviation, d):
6
平均偏差(average deviation, d): 相对平均偏差(relative average deviation):
21
检测限(limit of determination):在给定的置信水平内, 可从样品中定量检测出的待测物质的最小浓度或最小量。
与仪器的信噪比有关。IUPAC规定:光谱法K=3,置信 度为90%。气相色谱法取K=2
22
校准曲线线性与测定方法灵敏度: 线性(calibration curve);校准曲线包括工作曲线
第二章 分析测量中的误差 及 分析质量保证
1
第一节 概述
误差客观存在 定量分析数据的归纳和取舍(有效数字) 计算误差:评估和表达结果的可靠性和精密度 了解原因和规律,减小误差,测量结果→真值
2
第一节 分析测量中的误差及其表
误差:
示方法
系统误差(systematic error):确定的因素引起、有一
7
标准偏差(standard deviation, s): 相对标准偏差(relative standard deviation, RSD):
8
平均值的标准偏差(standard deviation of mean, Sx):
9
不确定度(uncertainty in measurement):在给定置信概 率下真值所处范围,愈小,测量结果可信赖程度愈高。
24
测定数据,计算均数和s,绘制质控图。
种类有:空白值控制图、浓度控制图和回收率控制图。
25
控制图的作用:测定样品时将质控样品插入,进行2~3 个平行样的测定,< 警告限,质量正常,控制限>样品测定> 警告限,质量变坏, >控制限,质量失控。 (二)实验室间质量控制
目的:检查各实验室间是否存在系统误差 1.标准物质作平行测定: 测定盲样 2.双样品法: 各实验室分别测定两个浓度不同但组成相 似的均匀样品,中心实验室处理,观察可比性系统误差。
17
5. 多保留一位
二、可疑数字的取舍
明显偏离测量值的数据为离群值(outlier),(suspect
value),可能由系统误差及过失误差造成,通过统计学检验,
判断是否为异常值,决定取舍。
(一)Q检验(Q-test)
1. 排序
x1,x2…..xn;
2. 计算极差 x最大-x最小
3. 计算
x可疑-x临近
4. 计算Q
Q x可疑 x邻近
x最大 x最小
18
5. 根据次数和要求置信度查 Q表
6. 计算值>查表值,则舍弃
(二)G 检验法(Grubbs test)
可用于10个以上测量值中1个或多个可疑值的检
3.根据测定次数和要求的置信度,查G表
4.计算值与G值比较,大于则舍弃
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误差的传递(propagation of error):测量、计算过程 中皆有误差,影响最后的分析结果。
系统误差的传递: R为分析结果,ΔA、ΔB、ΔC为绝对误差 加减法:
乘除法:
13
过程:加减先算绝对误差ΔR,后算相对误差ΔR/R, 乘除先算相对误差ΔR/R,后计算绝对误差ΔR/R×R。
随机误差的传递:随机误差是不定误差,无法知道其确 切值,但可进行估计。
作用:评价方法的准确度、校准测试仪器、作为分析工 作的标准、用于分析质量保证工作。 (二)标准分析方法编写(standard analytical method)
编写有四个条件。
28
26
三、标准物质和标准分析方法 (一)标准物质(standard material)
定义:高度稳定物理、化学性质,经多种方法确定含 量。
美国标准局按定值特性分成化学成分、物理或物理化学 或工程特性标准物质;我国按属性和应用领域分成13类。分 类级别:二级。
27
1 级:绝对测量法或两种以上不同原理方法定值,准 确度国内最高水平,稳定性>1年。2 级:1 级标准比较或其 他方法定值,准确度和均匀性达一般要求,稳定性>半年。