第三章 误差分析

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第三章误差分析和分离
一、教学的基本要求
重点:掌握定量分析误差的一些基本概念:如误差和偏差、系统误差和偶然误差、准确度和精密度等。明确精密度和准确度的含义;了解偶然误差的分布规
律;了解置信区间的含意和它的计算方法;掌握可疑数据的取舍方法和正确表示
分析结果的方法。
难点:偶然误差的分布规律;置信区间的含意和它的计算方法
二、重点内容提要
(一) 误差:误差是指测定值x与待测组分真实值T之差。
(二)误差分类:系统误差和随机误差
1.系统误差:又称可测误差。是由于分析过程中某些确定的、经常存在的原因对分析结果造成的影响。
(1)产生的原因:
A、方法误差——选择的分析方法不够完善。
例:重量分析中沉淀的溶解损失;滴定分析中反应不完全,滴定终点与计量
点不吻合。
B、仪器、试剂误差——仪器本身不够准确或未经校正、试剂不纯
例:天平两臂不等,砝码未校正;滴定管,容量瓶未校正;去离子水不合格;试
剂纯度不够(含待测组份或干扰离子)。
C、操作误差——操作方法与正确的有出入。
D、个人误差(主观误差)——操作人员主观因素造成
例:对指示剂颜辨别习惯偏深或偏浅;滴定管读数习惯地偏高或偏低。
(2)系统误差的消除:
岐山县中医医院选择合适的分析方法、对仪器进行校正、正确选择测量操作、进行对照试验、进行空白试验、分析结
果的校正(扣除试剂、溶剂、器皿等带入的误差) 对照试验:选择测量组分的标准试样或管理样等,采用与测量组分相同的测量条件进行测量的方法。(标准试样直接对照法、标准加入法)                  空白试验:不加待测组分时与含有待测组分相同条件下进行的测量。
(3)分析结果准确表示的方法:分析结果的准确度常用相对误差表示。
2.随机误差:又称不可测误差。由于分析过程中某些偶然的、不确定的原因造成的,对分析结果的影响不固定。
(1)产生的原因: 偶然因素(温度、湿度、气压、仪器波动等)。
(2)随机误差的评价:用精密度的评价方法,偏差大小评价。
3.准确度:测定结果与“真值” T 接近的程度。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。
绝对误差:
相对误差:
4.精密度:几次平行测定结果相互接近程度,它反应了测定结果的再现性。 精密度的高低取决于随机误差的大小,用偏差来衡量。
偏差:个别测定值与平均值之间的差值。可用绝对偏差、平均偏差、相对平均偏差及标准偏差等方法来表示。
标准偏差和相对标准偏差
标准偏差 :
相对标准偏差 RSD (relative standard deviation):
RSD(变异系数)% = S  /
5.统计评价:
测量值与随机误差的区间概率:
测量值与平均值之间的关系
少数数据的t 分布(对考研学生要求): 用标准偏差和置信度共同来描述有限次时,测量值与平均值
之间的关系。 平均值的置信区间(对考研学生要求):
6.有效数字及计算规则:
(1)  可疑数据的取舍 ⎯ ⎯过失误差的判断
a E x T =−a 100%r E E T =×()()∑−−=1/2n X X s x n
u x u x x σσμ±=±=  σμ−=x u s x x t −=n s t x s t x x
f x f ⋅±=⋅±=,,ααμ
方法:Q 检验法;
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。
(3)t 检验法:
计算t 值 由要求的置信度和测定次数,查表,得: t 表
t 计> t 表, 表示有显著性差异,存在系统误差,被检验方法需要改进。t
计< t 表, 表示无显著性差异,被检验方法可以采用。
(4) F 检验法:
计算F值: 查表(F表),比较:当F<F 表时,不存在S1与S2间的显著性差异,需做t检验.否则,不做。 三、例题解析
例题4—1,指出下列操作的绝对误差和相对误差:
1.用台秤称出10.6g 固体试样。
2.用分析天平称得坩埚为14.8547g。
3.用移液管移取25.00mL 溶液。
4.从滴定管中放出22.02mL 溶液。
解:1.用台秤称量的绝对误差为±0.1g,所以相对误差等于
2. 分析天平的绝对称量误差为0.0001g,所以相对误差等于
n S
X t μ−=计算22小
大计算
S S F =
3.移液管的绝对误差为±0.01mL
4.滴定管的绝对误差为± 0.02mL,所以相对误差等于
例题4—2将下列数字改成三位有效数字,并说出原因
4.3498    7.234    0.30451    0.3045  0.3035  0.30451
解:4.3498,4.35  因为有效数字第三位数是4,第四位数是9,大于5应进位;
7.234,7.23  因为有效数字第三位数是3,第四位数是4,小于5不应进位;
0.30451,0.305  因为有效数字第三位数是5,第四五位数是51,大于5;
0.3045,0.304    因为有效数第三位是偶数,第四位数是5不应进位;
0.3035,0.304  因为有效数第三位是奇数,第四位数是5应进位。
例题4—3 指出下列各数有效数字的位数:
(1)0.058  (2) 3.2060  (3) 0.0987  (4)  0.51g写成510mg
解:(1) 两位  (2)  五位  (3)  三位  (4) 以g作单位两位,以mg作单位也是两位,可写成5.1×102。
四、综合练习
(一)、选择题(1-3为2003年,4-6为2005年华中师范大学研究生分析试题)  1.无限多次测量中,关于标准偏差σ与平均偏差之间的关系式为----(2002年华中师范大学研究生分析试题):
a.σ<δ,
b. 4σ=3δ,
c.σ=0.8δ,
d.4σ>3
2.有一组测量数据,其总体标准偏差σ为未知,要判断得到这组数据的方法是否可靠,应使用    进行检验
a.空白试验,
b.标准样品,
c.标准方法,
d.t检验
3.某试样含Cl-的质量分数的平均值的置信区间为16.24±0.20%(置信度为90%),对此结果理解为    (2003年华中师范大学研究生分析试题)
a. 有90%的测定结果落在16.04~16.44%范围内;
b. 总体平均值µ落在此区间的概率为90%;
c. 若在一次测定,落在此区间的概率为90%;
d. 在此区间内,包括总体平均值µ的概率为90%
4.下列    情况会引起偶然误差
二苯甲酮腙
a. 用部分风化的H2C2O4.2H2O标定NaOH溶液;
b. 天平零点稍有变动;
影片未分级
c. 标定HCl使用的Na2CO3中含有少量的NaHCO3;
d. 使用试剂纯度达不到要求
5.下面    情况可引起系统误差。
a. 加错试剂;
b. 天平零点突然稍有变动;
c. 滴定终点和计量点不吻合;
d. 滴定时溅失少许滴定液
6.空白试验能减少下列          误差。
a. 偶然误差;
b.试剂误差;
c. 方法误差;
tpad. 操作误差
7.下列属于对照试验的是      。
a.标准液+试剂;
b. 样品液+试剂;
c. 只加试剂;
d. 只加标准样品
8. 下列各数中,有效数字位数为四位的是      (江苏大学2004年硕士研究生入学考试试题)
a.ω(CaO)=25.30%,
b. [H+]=0.0235mol/L
c. pH=10.46,
d. 4200Kg
(二)、填空题
1、下列情况引起的误差是系统还是偶然误差?
(1).使用没有校正的砝码(  )。
(2).用部分风化的H
2CO
4
.2H2O标定Na0H(          )鑫诺6号
(3).天平零点稍有变动(            )。
(4).使用的试剂纯度未达到要求(  )。
2.在置信度为90%时,测得Al
2O
3
的平均值的置信区间为35.12±0.10%,这说
明                        。
3.某同学测定铁矿中Fe的百分含量,在计算结果时,将铁的相对原子质量55.85
写作56,由此造成的相对误差是      。(江苏大学2004年硕士研究生入学考试试题)
(三)问答题:
1.系统误差的分类和产生的原因是什么(江苏大学2004年硕士研究生入学考试试题)?
(四)计算题
1.某样品用标准方法测得四次结果:8.89%,8.95%,9.01%和8.95%。采用新方法测得5测结果:8.94%,8.94%,9.10%,9.06%和8.80%.问:新方法是否引入系统误差(即有无显著性差异),在置信度为95%时,新方法平均值的置信区间为多少(2003年华中师范大学研究生分析试题)(答题所用
表查书)?
2.纯KCl样品中W
(Cl)
(%)的六次分析结果分别为:47.45,47.33,46.88,47.24,47.08,46.93。计算(a)标准偏差;(b)相对标准偏差;(c)绝对误差;(d)相对
误差。(已知M
(KCl)=74.55,A(
Cl)
=35.45)(江苏大学2004年硕士研究生入学考试
试题)
参考答案:
(一)选择题
1. B ;2 B;3 D;4 B;5 C;6 B;7 A;8 A
(二)填空题
1.(1)系统误差(2)系统误差(3)偶然误差(4)系统误差
2.
3.偏大
现金比率
4.( 1 ) 0.004212; ( 2 ) 0.005565 ;  ( 3 ) 0.004655  ;( 4 ) 0.006008 (三)简答题
1.答:系统误差分为四类:方法误差、仪器和试剂误差、操作误差、个人误差(主观误差)

本文发布于:2023-08-15 02:34:46,感谢您对本站的认可!

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