最新2.第二章定量分析的误差和分析结果的数据处理 汇总
第二章定量分析的误差和分析结果的数据处理(2)

第二章定量分析的误差和分析结果的数据处理(2)第二章定量分析的误差和分析结果的数据处理一.、选择题1. 下列有关偶然误差的叙述中不正确的是()。
A、偶然误差的出现具有单向性;B、偶然误差出现正误差和负误差的机会均等;C、偶然误差在分析中是不可避免的;D、偶然误差是由一些不确定的偶然因素造成的。
(A)2. 下列叙述正确的是()。
A.偏差是测定值与真实值之间的差异B.相对平均偏差是指平均偏差相对真实值而言的C.平均偏差也叫相对偏差D.相对平均偏差是指平均偏差相对平均值而言的(D) 3.偏差是衡量分析结果的()。
A、置信度B、精密度C、准确度D、精确度(B) 4.单次测定的标准偏差越大,表明一组数据的()越低。
A、准确度B、精密度C、绝对误差D、平均值(B) 5.下列论述中,正确的是()。
A、精密度高,系统误差一定小B、分析工作中,要求分析误差为零C、精密度高,准确度一定高D、准确度高,必然要求精密度高(D) 6.从精密度好就可断定分析结果可靠的前提是( )A 偶然误差小B 系统误差小C 标准偏差小D 相对平均偏差(B)7. 下列论述中正确的是:( )A 进行分析时,过失误差是不可避免的B 精密度好,准确度就一定高C 精密度好,系统误差就一定小D 精密度好,偶然误差就一定小(D)8. 下列情况引起偶然误差的是:( )A 移液管转移溶液之后残留量稍有不同B 所用试剂中含有被测组分C 以失去部分结晶水的硼砂作为基准物标定盐酸D 天平两臂不等长(A)9. 下列各数中,有效数字位数为四位的是( )A [H+]=0.0030mol/LB pH=10.42C 4000ppmD MgO%=19.96% (D)10. 有两组分析数据,要比较它们的精密度有无显著性差异,应当用A F检验B t检验C Q检验D 相对误差(A)二、填空题1.有两组分析数据,要比较它们的精密度有无显著性差异,应当用______检验法(F检验)2.滴定管的初读数为(0.05±0.01)ml,末读数为(22.10±0.01)ml,滴定剂的体积可能波动的范围是________________。
2.第二章定量分析的误差和分析结果的数据处理

性质
重现性、单向性(或 服从概率统计规律、
周期性)、可测性
不可测性
影响
准确度
精密度
消除或减 小的方法
校正
增加测定的次数
2.2.3准确度和精密度 重 点
(1)准确度 (Accuracy) 表征测量值与真实值相符合的程度。 准确度用误差表示。
(2)精密度 (Precision) 表示各次分析结果相互接近的程度,如数据较 分散,则精密度较差。 精密度用偏差表示。
t 分布曲线随自由度 f (f = n - 1)而变,当 f >20时,与正态分布 曲线很近似,当 f →∞时,二者一致.
有限次测量结果平均值的置信区间
(1) 由式:
得:
x ts
n
重点
(2) 置信区间的宽窄与置信度、测定值的精密度和
测定次数有关,当测定值精密度↑(s值小),测定
次数愈多(n↑)时,置信区间↓,即平均值愈接近
平均值
真值
准确度与精密度的关系 重 点
结论: 实验结果首先要求精密度高,才能保
证有准确的结果,但精密度高,不一定 准确度高。
偏差(deviation):
重点
设一组平行测定值为x1、x2、x3、 ••• xn,那么平均值为:
1n x n i1 xi
平均值是一组平行测定值中出现可能性最大的值,
代表数据的平均水平和集中趋势,但不能反映测定
建立误差的意义:误差的大小反映了准确度的高低 ,误 差的绝对值越小,准确度越高
2.2.2系统误差和随机误差 重 点 产生误差的原因很多,按其性质一般可分为系 统误差和随机误差。 1.系统误差 系统误差或称可测误差(Determinate Error)。
系统误差是由测定过程中某些经常性的、固定的原因 所造成的比较恒定的误差。
第二章 定量分析中的误差及结果处理

增加平行测定次数
三、消除系统误差 (一)对照试验 —— 检验有无方法误差
(二)空白试验 —— 检验有无试剂误差
试样 + 试剂 试剂 则 样品含量
同一条件 同一条件
测定结果 X1
测定结果 X0 ( X0—空白值
二、偏差与精密度
思考题:
甲乙两位同学对同一样品进行了五次重复测定, 测定结果分别如下: 甲: 0.3,0.2,0.3,0.3,0.4, x = 0.3 乙: = 0.3 0.1, 0.6, 0.2, 0.1, 0.5,
x
(1)甲同学测定的几个结果中哪个结果更好?乙同 学的呢? (2)两位同学的测定水平哪个更好?如何评价?
5 前面是偶数 —— 舍
5 后面全为 0 或无数字 尾数= 5时 5 后面有任一不为 0 的数 —— 入 5 前面是奇数 —— 入
例:将下列数字修约为三位有效数字
0. 3216 解: 0.322 21. 2499 21.2 10. 2500 10.2 10. 3500 10.4 3.42 3.415 10. 25001
36.50 37.00
平均值
37.50
38.00
真值
(三)准确度和精密度的关系
1、精密度高,准确度一定高。( ) 2、精密度高,准确度一定低 ( ) 3、精密度的高低不会影响准确度( ) 4、要有高的准确度,必须要有高的精密度( )
精密度是保证准确度的先决条件.精密度差, 所测结果不可靠,就失去了衡量准确度的前提, 高的精密度,不一定能保证高的准确度.
主要来源有
仪器误差:
试剂误差: 操作误差 :
第二章 定量分析中的误差与数据处理

平均偏差( 平均偏差(average deviation)又称算术平均偏差: )又称算术平均偏差:
d=
∑d
i=1
n
i
n
=
∑x
i =1
n
i
−x
n
相对平均偏差: 相对平均偏差:
d ×100% x
例:测定合金中铜含量的两组结果如下
d dr 测定数据/ 测定数据/% X 第一 10.3,9.8,9.4,10.2,10.1, 10.0 0.24% 2.4% 组 10.4,10.0,9.7,10.2,9.7 第二 10.0,10.1,9.3*,10.2,9.9, 10.0 0.24% 2.4% 组 9.8,10.5*,9.8,10.3,9.9
特点 单向性。 ① 单向性。对分析结果的影响 比较固定, 比较固定,即误差的正或负固 定。 重现性。平行测定时, ② 重现性。平行测定时,重复 出现。 出现。 可测性。可以被检测出来, ③ 可测性。可以被检测出来, 因而也是可以被校正的。 因而也是可以被校正的。
偶然误差(随机误差)—由偶然因素引起的误差
10kg
±1 Ea % = ×100% = 10% 10
±1 Ea % = × 100% = ±0.1% 1000
1000kg
1.相对误差衡量分析结果的准确度更加客观; 1.相对误差衡量分析结果的准确度更加客观; 相对误差衡量分析结果的准确度更加客观 2.当绝对误差相同时,被测定的量越大, 2.当绝对误差相同时,被测定的量越大,相对误 当绝对误差相同时 差越小,测定的准确程度越高。 差越小,测定的准确程度越高。
*
1.64 1.65 1.62 1.70 1.60 1.61 1.66 1.61 1.59
第二章 定量分析误差与分析数据的处理2

3.某分析天平的称量误差为±0.1mg,如果称取试样重0.005g,相对误 差是多少?如果称量1g,相对误差又是多少?说明了什么问题?
4.标定盐酸溶液的浓度(mol/L),5次平行操作结果分别为0.3745、 0.3725、0.3750、0.3730、0.3720。计算平均浓度、平均偏差、相对平均 偏差、标准偏差和相对标准偏差。根据计算结果分析标定结果的精密度 是否符合滴定分析要求。
1
2
3
有效数字
构成
4
5
有效数字应用
全部准确数字+末位估计的可疑数字
1
2
3
4
5
准确度和精密度 误差类型
提高准确度方法 有效数字
有效数字应用
定义及构成 记录、修约及运算
结果 0.51800 0.5180 0.518
绝对偏差 相对偏差
±0.00001 ±0.002%
±0.0001
±0.02%
±0.001
原则 四舍六入,五后有数就进一,五后无数就成双
准确度和精密度 误差类型
提高准确度方法 有效数字
有效数字应用
原则
定义及构成 记录、修约及运算
当尾数 ≤ 4 尾数 ≥ 6 尾数 = 5
舍去; 进位; 若5后有数,则进位; 若5后无数或全是“0”, 则尾数前位数为奇数则进位,
前位数为偶数则舍去。
例如:将下列数字修约成三位有效数字。
定义及构成 记录、修约及运算
有效数字位数的确定 5、结果首位为8和9时,有效数字可以多计一位
例:90.0% ,可示为四位有效数字
记录
定义及构成 记录、修约及运算
准确度和精密度
记录分析结果时,根据所选用仪器的精度进行记录,
最新定量分析化学02第二章误差与分析数据处理PPT课件

2.1.1 准确度和精密度 1. 准确度
测定结果与“真值”接近的程度.
绝对误差 Ea = x -T
相对误差 Er =
Ea T
100%
1
2. 随机误差(random error)
偶然误差,服从统计规律
(不存在系统误差的情况下,测定次数越多其 平均值越接近真值。一般平行测定4-6次)
n1 (n -1 )为 自 由 度 , 用 f表 示
相对标准差 (变异系数)
CV=(s / x )×100%,
13
质量控制图
警戒线 警告线
14
2.3.3 异常值的检验—Q检验法
Q计算
x离群 x邻近 xmax xmin
若Q计 Q表,则离群值应弃去.
15
Q值表 (p43)
Hale Waihona Puke 测量次 数n34
5
x = 0.1017
~x0.1015 10
2.3.2 数据分散程度(精密度)的表示
1.极差(全距) R= xmax-xmin
相对极差 RR (R / x ) ×100%
2.偏差 绝对偏差 di = xi- x
相对偏差 Rdi = (di / x ) ×100%
平 均 偏 差 : d d i/n
ms103
0.100025.000.100024.10100.1/2
0.2351103
0.0191599? 0.0192
p44 例2.9
27
2.5.4 复杂运算(对数、乘方、开方等)
例pH=5.02, [H+]=?
pH=5.01 [H+]=9.7724×10-6 pH=5.02 [H+]=9.5499×10-6 pH=5.03 [H+]=9.3325×10-6
第2章 定量分析的误差和数据处理.

解:第一份试样 Er = ± 0.0002÷0.2034×100%= ±0.1% 第二份试样 Er = ±0.0002÷0.0020×100%= ± 10%
结 论:
绝对误差相同的情况下,测量值较 大时,测量结果的相对误差较小,其 准确度较高。 用相对误差表示测量结果的准确度 比用绝对误差要合理。
2.2.2 精密度与偏差
相对平均偏差: d r ③ 标准偏差与相对标准偏差 标准偏差:
s
i 1
d x
(x i x ) n1
n
2
相对标准偏差(变异系数): sr
s x
④ 极差与相对相差
极差: R = xmax- xmin
对于两次测定: 相对相差=
x1 x2 x
例1:分析铁矿中的铁的质量分数,得到如下数据:
⑤ 查表,找出测定次数n在一定置信度下对应
的 Q表 ⑥ 比较Q与Q表的关系,若Q ≥ Q表,则x′
舍去;否则保留。
例: 一组数据: 1.25, 1.27, 1.31, 1.40, 问: 1.40这个数据 应否保留? (置信度90%)
解: (1) 4d法:
x=1.28 d = 0.023
|1.40-1.28| = 0.12 > 4d (0.0920) 故1.40这一数据应舍去 (2) Q检验法: Q=(1.40 -1.31) / (1.40 - 1.25) = 0.60 查表知 n = 4 时, Q0.90 = 0.76 Q < Q0.90 , 故1.40这个数据应保留
1、方法误差 3、试剂误差 2、仪器误差
4、操作误差
2.1.2 随机误差(偶然误差)
① 定义:由于测定过程中某些随机的、偶然的 因素而引起的误差,使分析结果在一定范围内 波动,且无法避免。
第二章+误差和分析数据的+处理

总体标准偏差():当测量为无限次测量时,各 测量值对总体平均值的偏离。
公式:
n
(xi ) 2
i 1
n
—总体平均值
只能在总体平均值已知的情况下才使用
• (样本)标准偏差(standard deviation, S):有限次测
量(n20)的各测量值对平均值的偏离。
(2)若分析结果R是测量值X、Y、Z三个测量值相 乘除的结果,例如:R=XY/Z 则:
R X Y Z
RXY Z
• P12 例3
2.1.3.2 偶然误差的传递
1.极值误差法
考虑在最不利的情况下,各步测量带来的误差的 相互累加,这种误差称为极值误差。 用这种简便的方法可以粗略估计可能出现的最大 偶然误差。 一般情况下,当确定了使用的测量仪器和测定步 骤后,各测量值的最大误差就是已知的。 例如:称量;滴定
滴定管读数的极值误差为: ΔV=|±0.01 mL| + |±0.01 mL |=0.02 mL
故滴定剂体积为: (22.10-0.05)mL± 0.02 mL =(22.05±0.02)mL
2. 标准偏差法 (1)和、差的结果的标准偏差的平方是各测量值
标准偏差的平方之和。
(2)积、商的结果的相对标准偏差的平方是各测 量值相对标准偏差的平方之和。
被测组分含量不同时,对分析结果准确度的要求 就不一样。常量组分的分析一般要求相对误差在 0.2%,微量组分在1%到5%。
2.1.4.2 减小测量误差
根据误差的传递规律,分析过程中每一步的测
量误差都会影响最后的分析结果,所以尽量减 小各步的测量误差。 如何减小?
各测量步骤的准确度应与分析方法的准确度相
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重点 有效数字的计位规则: (1)记录的仪器能测定的数据都计位.如12.56mL有 效数字为4位.5.1g有效数字为2位。 (2)数字零在数据中具有双重作用:
a. 作普通数字用,它就是有效数字。如 20.50mL, 4位有效数字 。
±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%
0.0325的相对误差最大,结果只能保留三位有效数字
2.2误差的产生及表示方法
最可靠的分析方法
最精密的仪器 熟练的操作人员
不能得到绝对准确的结果 误差是客观存在的
误差产生的原因及出现规律,减小误差 第二章内容 对数据进行正确统计处理
最可靠的数据
2.2.1绝对误差和相对误差
重点
误差可分为绝对误差和相对误差。
绝对误差=测定值-真实值
当测定值大于真实值时,误差为正值,反之为负值。 绝对误差在真实值中占有的百分率称为相对误差 相对误差=[(测定值-真实值)/真实值]x100%
前是偶数则把5舍弃,简称“奇进偶舍”。
重点
示例:保留四位有效数字,修约: 14.2442 → 14.24 15.0250 → 15.02
15.0251 → 15.03
26.4863 → 26.49 15.0150 → 15.02
修约口诀: 四要舍,六要入, 五后有数要进位, 五后无数(包括零)看前方, 前为奇数就进位,前为偶数全舍光。
性质
重现性、单向性(或 服从概率统计规律、
周期性)、可测性
不可测性
影响
准确度
精密度
消除或减 小的方法
校正
增加测定的次数
2.2.3准确度和精密度 重 点
(1)准确度 (Accuracy) 表征测量值与真实值相符合的程度。 准确度用误差表示。
(2)精密度 (Precision) 表示各次分析结果相互接近的程度,如数据较 分散,则精密度较差。 精密度用偏差表示。
பைடு நூலகம்
8
重点 2.运算规则 1)加减法运算 结果的位数取决于绝对误差最大的数据的位数。
与参加运算的数字中小数点后位数最少的那个数字相同。
计算示例: 23.64 + 4.402 + 0.3164 = 23.64 + 4.40 + 0.32 = 28.36 各数绝对误差为 23.64 ± 0.01; 4.402 ± 0.001; 0.3164± 0.0001 0.01 > 0.001> 0.0001
建立误差的意义:误差的大小反映了准确度的高低 ,误 差的绝对值越小,准确度越高
2.2.2系统误差和随机误差 重 点 产生误差的原因很多,按其性质一般可分为系 统误差和随机误差。 1.系统误差 系统误差或称可测误差(Determinate Error)。
系统误差是由测定过程中某些经常性的、固定的原因 所造成的比较恒定的误差。
重点 2)乘除法:
修约:以有效数字位数最少的数为标准来修约其它 乘或除数以及计算结果。
因有效数字位数最少的数相对误差最大,它决定了 计算结果的相对误差。
10
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 60.06)/ 139.8 = 0.071179184
0.0325
如观察颜色偏深或偏浅,第二次读数总是想与第一次重复等 造成。
重点
系统误差的性质
(1)重复性:同一条件下,重复测定中,重复地出现; (2)单向性:测定结果系统偏高或偏低; (3)恒定性:大小基本不变,对测定结果的影响固定。 (4)可校正性:其大小可以测定,可对结果进行校正
重点
2.随机误差(Random error) ➢由一些无法控制的不确定因素所引起的(不可测误差)。 如:环境温度、湿度、电压、污染情况等的变化引起试 样质量、组成、仪器性能等的微小变化。 ➢操作人员实验过程中操作上的微小差别。 ➢其他不确定因素
17
重点
随机误差的性质: 误差值时大时小,时正时负,难以找到具体
的原因,更无法测量该值。 多次测量结果表明,随机误差仍符合一定规
律。
系统误差与随机误差的比较
项目
系统误差
随机误差
产生原因
固定因素,有时不存 在
不定因素,总是存 在
分类
方法误差、仪器与试 环境的变化因素、 剂误差、操作误差 主观的变化因素等
b. 作定位用,如 0.0518;3位有效数字 。
重点 (3) ①分析化学的一些非测量值
如测定次数;倍数;系数;分数;常数(π) 有效数字位数可看作无限多位。 ②对数值: 其有效数字的位数仅取决于小数部
分(尾数)数字的位数,因其整数部分只代表10的方次。 pH 5.1 1位 pH 8.72 2位 →[H+]=1.9×10-9 mol.L-1 lgX = 2.38 2位 → lg(2.4 102)
2.第二章定量分析的误差和分析 结果的数据处理
2.1有效数字 2.1.1有效数字的计位规则
重点
有效数字:就是在实验中实际测到的数字,数据 位数反映测量的精确程度。 可疑数字:有效数字的最后一位数字,通常为估 计值,不准确。一般有效数字的最后一位数字有 ±1个单位的误差
例如:根据滴定管上的刻度可以读出12.34 mL, 该数字是从实验中得到的,因此这四位数字都 是有效数字。最后一位数字4是估计值,是可疑 数字。
2.1.2有效数字的运算规则
1.修约规则
为什么要进行修约?
有效数字位数能正确表达实验的准确度,舍去多余数字 的过程,称为数字修约。
修约规则:“四舍六入五留双”
重点
(1)当多余尾数≤4时舍去尾数,≥6时进位。
(2)尾数正好是5时分两种情况:
a. 若5后数字不为0,一律进位,0.1067534
b. 5后无数或为0,采用5前是奇数则将5进位,5
系统误差产生的原因:
重点
(1)方法误差 (Method Errors):不完善 如反应不完全;干扰成分的影响;指示剂选择不当;
(2)仪器误差(Instrumental Errors):仪器本身缺陷,如容 量器皿刻度不准又未经校正,电子仪器“噪声”过大等造成; (3)试剂误差:试剂或蒸馏水纯度不够; (4)操作误差(Personal Errors)