水分析化學第一二章.ppt

1、水質分析化學,講解人:吳亞坤,2,課程定位,給水排水工程專業(yè)的專業(yè)技術基礎課，是專業(yè)指導委員會指定十門骨干課程之一。 教學時數(shù)64學時，其中課堂教學40學時，實驗教學24學時。 先修課程：普通化學、有機化學和物理化學,3,授課內(nèi)容及安排,第1章 緒論（2h） 第2章 水分析測量的質量保證(4h) 第3章 酸堿滴定法（5h） 第4章 絡合滴定法（5h） 第5章 沉淀滴定法(2h) 第6章 氧化還原滴定法（6h） 階段復習 （2h) 第7章 電化學分析 （2h） 第8章 吸收光譜法（4h） 第9章 色譜法 （4h) 第10章 原子吸收光譜法（2h） 總復習（2h）,第一章 概論,1.水分析化學性質

2、和任務,1-1 水分析化學性質和任務,天然水是一個復雜的體系，水質是水及其雜質共同表現(xiàn)出的綜合特性。水能否利用以及污染的程度，通過水質分析才能作出判斷。, 水分析化學:研究水及其雜質的性質和測量方法的一門學科。, 作用：在水環(huán)境污染治理與水資源規(guī)劃、評價中起著“眼睛”和“哨兵”的作用。, 基本要求,7,2020年11月5日7時21分,水分析化學是研究水中雜質及變化規(guī)律的重要學科。掌握四大滴定方法(酸堿、配位、沉淀和氧化還滴定法)和主要的儀器分析方法(吸收光譜 法、電位分析法、原子吸收法及色譜法等)的基本原理、基本知識、基本概念和基本技能，掌握水質分析的基本操作，培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，樹立準確“量

3、”的理念，初步具備數(shù)據(jù)評價能力、具備查閱文獻、選擇分析方法、擬訂實驗方案的能力，培養(yǎng)觀察、分析和解決實際問題的能力。, 水分析化學的特點,8,2020年11月5日7時21分,(1) 突出“量”的概念：如測定的數(shù)據(jù)不可隨意取舍；數(shù)據(jù)準確度、偏差大小與采用的分析方法有關。 (2) 分析試樣(水樣)是一個獲取信息、提供可靠數(shù)據(jù)的過程。 (3) 實驗性強：強調(diào)動手能力、培養(yǎng)實驗操作技能，提高分析解決實際問題的能力。 (4) 綜合性強：涉及化學、生物、電學、光學、計算機等,體現(xiàn)能力與素質。,9,水分析化學課程的學習目標,基本原理,基本理論,基本知識,基本概念,基本操作,基本技能,注重培養(yǎng)嚴謹?shù)目茖W態(tài)度,

4、培養(yǎng)獨立分析和解決水質 分析中實際問題的能力,強化并樹立準確“量”的觀念,掌握6個基本點,注重2個培養(yǎng),樹立1個“量”概念,10,水分析化學是一門從實踐中來到實踐中去的學科。以解決水中的實際問題為目的。水分析化學圍繞“量”做文章，“量”要“準確”，首先要有適當?shù)摹胺治龇椒ā?，其次要“準確分析”，分析過程中要進行“質量控制”，最后要進行計算，即“數(shù)據(jù)處理”。學習時要牢固樹立準確“量”的概念。,如何學習水分析化學,一、水質分析方法概述,1. 任務 定性分析 定量分析 結構分析 2. 對象 無機分析 有機分析 3. 原理 化學分析 儀器分析 4. 試樣用量,1-2 水分析化學的分類,5.待測組分含量

5、 常量成分分析 1% 微量成分分析 0.011 % 痕量成分分析 0.01% 另外還有：例行分析 仲裁分析 環(huán)境分析 食品分析 藥物分析 材料分析 礦物分析等,水 分 析 化 學,化 學 分 析,儀 器 分 析,酸堿滴定,配位滴定,氧化還原滴定,電化學分析,光化學分析,色譜分析,波譜分析,重量分析,滴定分析,電導、電位、電解、庫侖極譜、伏安,光度、發(fā)射、吸收，熒光,氣相、液相、離子、超臨界、薄層、毛細管電泳,紅外、核磁、質譜,沉淀滴定,重量分析法,采用適當?shù)姆椒?，使被測組分與試樣其他組分分離后，轉化為另一種稱量形式，再通過稱量其質量，可計算出被測組分的含量。,測SO42-Vs(ml),BaSO

6、4,過濾洗滌灼燒冷卻,稱量 BaSO4,二、化學分析方法,加過量BaCl2,滴定分析法, 2. 化學計量點(理論終點,SP)：, 1. 標準溶液(滴定劑)：, 3. 指示劑, 4. 滴定終點(ep)與滴定誤差, 5. 對滴定反應的要求, 6. 標準溶液的配制與基準物質,標準溶液的濃度通過基準物質來確定。, 反應完全(99.9%)； 反應速度快； 無副反應； 有適當?shù)姆椒ù_定化學計量點,三、儀器分析方法,吸收光譜法 用途：分析有機分子、無機離子 色譜法 氣相色譜 用途：如氯仿測定 液相色譜 用途：如多環(huán)芳烴測定 離子色譜 用途：如陰離子測定 原子吸收法 用途：金屬元素測定 電化學分析法 用途：p

7、H值的測定,四、水質分析方法的選擇,分析方法的選擇要考慮很多因素，在分析時應按待測組分的含量、共存物質的種類、分析目的等選擇適當?shù)姆治龇椒ā?選擇的原則是： 方法成熟、準確； 操作簡便、成本低； 抗干擾能力強； 所用試劑毒性小。,第三節(jié) 水質指標與水質標準,水質指標(Water Quality Index),定義:表示水中雜質的種類和數(shù)量，它是判斷水污染程度的具體 衡量尺度。,分類,物理指標(Physical Index),微生物指標(Microorganism Index),化學指標(Chemical Index),一、水質指標,不涉及化學反應，參數(shù)測定后水樣不發(fā)生變化,(一)物理指標(Ph

8、ysical Index),(一)物理指標,1.水溫(Temperature) 水的物理化學性質與水溫密切相關。 水溫是現(xiàn)場觀測的水質指標之一。,水溫計,顛倒溫度計,地表水、污水淺層水位測量,湖庫等深層水位測量,(一)物理指標,2.臭味和臭閾值(Odor and Taste, Odor Threshold Value ) 臭是檢驗原水和處理水質必測項目之一。飲用水標準為:臭閾值2,文字描述法: 0級、無味、無任何氣味 1級、微弱、敏感者可覺察 2級、弱 、一般飲用者剛 剛覺察； 3級、明顯、已能明顯覺察，不加處理不能飲用； 4級、強 、有明顯臭味； 5級、很強、強烈臭味。,臭閾值法:水樣被稀釋

9、至剛剛可以聞出臭味的稀釋倍數(shù)。 臭閾值=（A+B）/A,方法,(一)物理指標,懸浮物質,膠體物質,溶解物質,水中雜質 三種狀態(tài),3.顏色和色度(Color and Chromaticity),3.顏色和色度(Color and Chromaticity),表色：包括懸浮雜質在內(nèi)的3種狀態(tài)所構成的水色 定性描述,真色：除去懸浮雜質后的水，由膠體及溶解雜質所 造成的顏色 定量測量,概念,色度的測量方法: 鉑鈷標準比色法 以氯鉑酸鉀和氯化鈷配成標準比色系列，然后將水樣與此標準色列進行目視比色。 鉻鈷比色法 以重鉻酸鉀和硫酸鈷配制標準比色系列 我國生活飲用水水質衛(wèi)生規(guī)范規(guī)定生活飲用水色度不得高于15度

10、。,(一)物理指標,4.濁度(Turbidity) 定義：由懸浮物及膠體物質引起的水樣的渾濁程度，用濁度來表示。濁度是指水中的不溶解物質對光線透過時所產(chǎn)生的阻礙程度，是混凝工藝重要的控制指標。 測定方法: a.目視比濁法：用具塞比色管配制標準濁度階，1mg漂白土/L定義為1度，水樣俯視對比 b.分光光度法：680nm分光光度計測定。規(guī)定1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四胺/L水中形成的甲肼聚合物所產(chǎn)生的濁度為1度，測定結果單位FTU c.散射法：濁度儀（也以甲肼聚合物為標準濁度單位，測定結果單位NTU）,(一)物理指標,我國飲用水標準為： 濁度1 NTU（濁度單位）,5.殘渣(Re

11、sidue),(一)物理指標,總殘渣（總固體）,總可濾殘渣（溶解性總固體）,總不可濾殘渣（懸浮物）,總殘渣=總可濾殘渣+總不可濾殘渣,5.殘渣(Residue) (1)總殘渣(Total Residue) 總殘渣(mg/L)=(A-B)10001000/V 式中 A 水樣總殘渣及蒸發(fā)皿重（g）; B 蒸發(fā)皿凈重（g）; V 水樣體積（mL）,(一)物理指標,5.殘渣 （2）總可濾殘渣(Total Filterable Residue) 總可濾殘渣(mg/L)=(A-B)10001000/V 式中 A 烘干殘渣加蒸發(fā)皿重（g）; B 蒸發(fā)皿凈重（g）; V 水樣體積（mL）,(一)物理指標,5.

12、殘渣 （3）總不可濾殘渣(Total Unfilterable Residue) 揮發(fā)性殘渣(mg/L)=(W1-W2)10001000/V 式中 W1 總殘渣重（g）; W2 總殘渣灼燒后重（g）; V 水樣體積（mL）,(一)物理指標,飲用水標準為：溶解性總固體（總可濾殘渣）1000mg/L,6.電導率(Conductivity) 表示水溶液傳導電流的能力，它可間接表示水中可濾殘渣（即溶解性固體）的相對含量。 標準單位：西門子/米（S/m） 1mS/m=0.01mS/cm=10/cm=10S/cm,(一)物理指標,7.紫外吸收值(Ultraviolet Absorbance, UVA）：水

13、中有機污染物含有芳香烴和雙鍵或羰基的共軛體系，在紫外區(qū)有吸收，如污染源不變，可通過測定紫外吸收值（UVA）來反映水中有機物污染的變化情況。 8.氧化還原電位（Oxidation-Reduction Potential, ORP）:是水體中多種氧化性物質與還原性物質進行氧化還原反應的綜合指標之一。 用毫伏計或pH計測量,(一)物理指標,(二)微生物指標,采用多管發(fā)酵法、濾膜法和延遲培養(yǎng)法測定。,指1mL水樣在營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基中，于37度培養(yǎng)24h后，所生長細菌菌落的總數(shù)。,飲用水氯消毒之后剩余的游離性有效氯。,四種指標,采用連續(xù)碘量法和吸收光譜法測定。,（三）化學指標,定義：表示水中雜質及污染物的

14、化學成分和特性的綜合性指標。 主要離子組成：鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、碳酸氫根、硫酸根、氯離子、硅酸根。 化學指標主要有pH、酸度、堿度、硬度、氯化物、硫酸鹽、氟化物、總含鹽量、重金屬、DO、高錳酸鉀指數(shù)、COD、BOD、TOC、TOD等。,pH值 pH=-lgH+ 酸度和堿度：給出質子物質的總量(酸度) 接受質子物質的總量(堿度) 硬度：水中Ca2+、Mg2+離子的總量 永久硬度：硫酸鹽、氯化物等形成 暫時硬度：碳酸鹽和重碳酸鹽形成，煮沸后分解形成沉淀 總鹽量（水中全部陰陽離子總量）,（三）化學指標,有機污染物綜合指標(宏觀地描述水中有機污染物，是總量指標，不針對哪類有機物) 高錳酸鹽

15、指數(shù)(Pi):用KMnO4作氧化劑氧化水中有機物所消耗的 量，用mgO2/L表示 化學需氧量(COD):在一定條件下水中能被得重鉻酸鉀氧化的水中有機物的量，用mgO2/L表示,（三）化學指標,生物化學需氧量（BOD）：在一定時間溫度下，微生物分解水中有機物發(fā)生生物化學反應中所消耗的溶解氧量，單位mgO2/L 總有機碳（TOC）：水體有機物總的碳含量，用總有機碳分析儀高溫燃燒水樣測定，單位mgC/L 總需氧量（TOD）：水中有機物和還原性無機物在高溫下燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時的需氧量，單位mgO2/L,定義:按不同用水目的制定的污染物的量閾值。除余氯為下界，其他指標均為上界限值，不可超越。 意義:

16、水質標準是水的物理、化學和生物學的質量標準。,二、水質標準,1-4 國內(nèi)外水質指標體系,水質標準主要分為：地表水質量標準、地下水質量標準、城市供水質量標準、生活飲用水質量標準、農(nóng)田灌溉水質標準和污水排放標準。 其中生活飲用水水質衛(wèi)生規(guī)范從2007年7月1日起指標總數(shù)由34項上升為103項。增加了耗氧量指標、糞大腸菌群指標、濁度由3度降為1度等，其中大幅度增加了有機物的檢測指標。,39,環(huán)境標準體系,水質標準分類,40,生活飲用水衛(wèi)生標準（106項水質指標） 工業(yè)用水水質要求 農(nóng)業(yè)用水與漁業(yè)用水水質要求 污水綜合排放標準 環(huán)境標準 地面水環(huán)境質量標準（五類水質標準） 地下水質量標準 海洋環(huán)境標準

17、。,水質標準,41,污水處理廠出水與地表水環(huán)境質量標準,單位：mg/L,42,樣品測定指標的確定,根據(jù)樣品測定目的、要求、測定條件選擇測定項目,第二章 水分析測量的質量保證,水質分析程序,1,2,3,4,5,本節(jié)以自學為主，主要要求掌握： 1、水樣采集、保存和預處理是關系分析結果準確可靠的重要環(huán)節(jié)； 2、水樣采集要保證代表水的全面性；,2-1 水樣的采集,水樣采集簡稱取樣 1、取樣器 見P30圖 2、取樣量 根據(jù)檢測內(nèi)容來確定 3、采樣點 布點方法見P29 斷面： 江河水系,應在污染源的上、中、下游設三個采樣斷面；湖泊、水庫應在進口、出口處設置二個斷面； 布點： 應在斷面，沿水深和河寬方向設一

18、個或若干個點，一般應離河邊50厘米以上，水面以下50厘米以上，河床50厘米以上。,一、水樣的采集,二、水樣的保存,目的：減慢化學反應速度，防止組分分解和沉淀產(chǎn)生；減慢化合物或絡合物的水解和氧化還原作用；減少組分的揮發(fā)溶解和物理吸附；減慢生物化學作用。 方法： 加入保存試劑，抑制氧化還原反應和生化作用； 控制pH值和冷藏冷凍等方法，降低化學反應速度和細菌活性； 選擇適應的容器,三、水樣的預處理,（1）過濾:水樣濁度較高或帶有明顯的顏色影響分析結果,可采用澄清、離心、過濾等措施以除去殘渣及細菌或藻類。 阻留不可濾殘渣的能力大小順序為： 濾膜離心濾紙砂芯漏斗 （2）濃縮:低含量組分,可通過蒸發(fā)、溶劑

19、萃取或離子交換等措施濃縮后再進行分析。例如飲用水中氯仿的測定，采用正己烷/乙醚溶劑萃取濃縮后,再用氣相色譜法測定。,（3）蒸餾:利用水中各污染組分具有不同的沸點而使其彼此分離的方法。如測定水樣中揮發(fā)酚、氰化物、氟化物時，均需要在酸性介質中進行預蒸餾分離。 （4）消解: 目的:是破壞有機物、溶解懸浮物，將各種價態(tài)的欲測元素氧化成單一的高價態(tài)或轉變成易于分離的無機化合物，以便測定。消化后的水樣應清澈、透明、無沉淀。,酸式消解：當水樣中同時存在無機結合態(tài)和有機結合態(tài)金屬，可加H2SO4HNO3或HCl,HNO3HClO4等，經(jīng)過強烈的化學消解作用，破壞有機物，使金屬離子釋放出來，再進行測定。 干式消

20、解：通過高溫灼燒去除有機物后，將灼燒后殘渣（灰分）用2HNO3溶解。 高溫易揮發(fā)損失的As、Hg、Cd、Se、Sn等元素，不宜用此法消解。 在樣品預處理中使用的試劑應要求純度高，空白值低。,一、誤差的來源,1. 系統(tǒng)誤差(Systematic Error) 由固定的原因造成的，使測定結果系統(tǒng)偏高或偏低，重復出現(xiàn)，其大小可測，具有“單向性”?？捎眯Ｕㄏ?。根據(jù)其產(chǎn)生的原因分為以下3種。 方法誤差：分析方法本身不完善而引起的。 儀器和試劑誤差：儀器本身不夠精確，試劑不純引起誤差。 操作誤差：分析人員操作與正確操作差別引起的。,2-2 水分析結果的誤差及其表示方法,2.隨機誤差（Random Er

21、ror） 由一些隨機偶然原因造成的、可變的、無法避免，符合“正態(tài)分布”。 3.過失誤差(Mistake Error） 由于不小心引起，例如運算和記錄錯誤。, 相對真值：認定精度高一個數(shù)量級的測定值作為低一級的測量值的真值。例如科研中使用的標準樣品及管理樣品中組分的含量等。,真值（xT）: 某一物理量本身具有的客觀存在的真實數(shù)值，即為該量的真值。, 理論真值：如某化合物的理論組成等。計量學約定真值：國際計量大會上確定的長度、質量、物質的量單位等。,二、分析方法的誤差與準確度,幾個統(tǒng)計術語：,平均值: n次測量值的算術平均值雖不是真值，但比單次測量結果更接近真值，它表示一組測定數(shù)據(jù)的集中趨勢。,中

22、位數(shù)(xM ) : 一組測量數(shù)據(jù)按大小順序排列，中間一個數(shù)據(jù)即為中位數(shù)x，當測量值的個數(shù)位偶數(shù)時，中位數(shù)為中間相臨兩個測量值的平均值。 優(yōu)點:能簡單直觀說明一組測量數(shù)據(jù)的結果，且不受兩端具有過大誤差數(shù)據(jù)的影響； 缺點:不能充分利用數(shù)據(jù)，因而不如平均值準確。,準確度:指測量值與真值之間接近的程度，其好壞用誤差來衡量。,常用測量回收率評價分析方法的準確度,回收率越接近100% 方法準確度越高。,誤差: 測量值(x)與真值(xT)之間的差值(E),絕對誤差: 測量值與真值(xT)之差。,在實際分析中，待測組分含量越高，相對誤差要求越??；待測組分含量越低，相對誤差要求較大。,相對誤差:,E = xx,

23、E,例：用分析天平稱樣，一份0.2034克，一份0.0020克，稱 量的絕對誤差均為 +0.0002克，問兩次稱量的Er%？,解：第一份試樣:,第二份試樣:,例：分析天平的絕對誤差為0.0001g，要使相對誤差在0.1%以內(nèi)，要稱固體樣品多少克？要使相對誤差在1%以內(nèi)，又要稱固體樣品多少克？ 解： （1）=0.0001/0.1%=0.9g （2）=0.0001/1%=0.09g,三 精密度和偏差,精密度： 用相同的方法對同一個試樣平行測定多次，得到結果的相互接近程度。以偏差來衡量其好壞。 重復性：同一分析人員在同一條件下所得分析結果的精密度。 再現(xiàn)性：不同分析人員或不同實驗室之間各自的條件下所

24、得分析結果得精密度。,偏差： 一組數(shù)據(jù)中個別測量值與平均值之間的差值，一組數(shù)據(jù)分析結果的精密度可以用平均偏差和標準偏差來表示。,平均偏差:,絕對偏差：,相對平均偏差,標準偏差,相對標準偏差RSD(又稱變異系數(shù)CV),偏差和標準偏差關系,第一組 10.02，10.02，9.98, 9.98,第二組 10.01, 10.01, 10.02, 9.96,第三組 10.02, 10.02, 9.98, 9.98, 10.02, 10.02, 9.98, 9.98,平均值= 10.00,= 0.02,s = 0.02,RSD = 0.2%,RSD = 0.27%,RSD = 0.21%,平均值= 10.

25、00,= 0.02,s = 0.027,平均值= 10.00,= 0.02,s = 0.021,例如：求下列三組數(shù)據(jù)的 和s,四、準確度和精密度的關系,關系：,精密度是保證準確度的先決條件。精密度差，所測結果不可靠，就失去了衡量準確度的前提。 高的精密度不一定能保證高的準確度。,1.選擇合適的分析方法,(1)根據(jù)試樣的中待測組分的含量選擇分析方法。高含量 組分用滴定分析或重量分析法；低含量用儀器分析法。 (2)充分考慮試樣中共存組分對測定的干擾，采用適當?shù)?掩蔽或分離方法。 (3)對于痕量組分，分析方法的靈敏度不能滿足分析的要 求，可先定量富集后再進行測定。,五、提高分析結果準確度的方法,2.

26、減小測量誤差,稱量：分析天平的稱量誤差為0.0002g，為了使測量時的相對誤差在0.1%以下，試樣質量必須在0.2g以上。 滴定管讀數(shù)常有0.0lml的誤差，在一次滴定中，讀數(shù)兩次，可能造成0.02ml的誤差。為使測量時的相對誤差小于0.1%，消耗滴定劑的體積必須在20ml以上，最好使體積在25ml左右，一般在20至30ml之間。 微量組分的光度測定中，可將稱量的準確度提高約一個數(shù)量級。,3. 增加測定次數(shù),在消除系統(tǒng)誤差的前提下，平行測定次數(shù)愈多，平均值愈接近真實值。因此，增加測定次數(shù)，可以提高平均值精密度。在化學分析中，對于同一試樣，通常要求平行測定24次。,(1) 對照試驗 (2) 空白

27、試驗 (3) 校準儀器 (4) 分析結果的校正,4. 消除系統(tǒng)誤差提高準確度的主要途徑,系統(tǒng)誤差是由某種固定的原因造成的，因而找出這一原因，就可以消除系統(tǒng)誤差的來源。有下列幾種方法：,(1) 對照試驗 與標準試樣的標準結果進行對照; 標準試樣、管理樣、合成樣、加入回收法 與其它成熟的分析方法進行對照; 國家標準分析方法或公認的經(jīng)典分析方法 由不同分析人員，不同實驗室來進行對照試驗。 內(nèi)檢、外檢。,(2)空白試驗 空白試驗：在不加待測組分的情況下，按照試樣分析同樣的操作手續(xù)和條件進行試驗，所測定的結果為空白值，從試樣測定結果中扣除空白值，來校正分析結果。 消除由試劑、蒸餾水、實驗器皿和環(huán)境帶入的

28、雜質引起的系統(tǒng)誤差，但空白值不可太大。,(3)校準儀器 儀器不準確引起的系統(tǒng)誤差，通過校準儀器來減小其影響。例如砝碼、移液管和滴定管等，在精確的分析中，必須進行校準，并在計算結果時采用校正值。 (4)分析結果的校正 校正分析過程的方法誤差，例如用重量法測定試樣中高含量的SiO2，因硅酸鹽沉淀不完全而使測定結果偏低，可用光度法測定濾液中少量的硅，而后將分析結果相加。,一、純水 一級水：用于嚴格要求的試驗 二級水：無機痕量分析等試驗 三級水：一般化學分析試驗,2-3 純水和特殊要求的水,二、特殊要求水的制備 見P40,2-4 分析測量的質量評價方法,標準物質平行測定法,雙樣品法和雙樣品圖法,質量控

29、制圖,質量控制圖,常用測量回收率評價分析方法的準確度,回收率越接近100% 方法準確度越高。,次數(shù) 加標前/(mg/L) 加標量/(mg/L) 加標后/(mg/L) 回收率/%,1 0.00 0.20 0.195,2 0.10 0.20 0.305,3 0.20 0.20 0.410,4 0.20 0.40 0.595,5 0.15 0.30 0.450,6 0.30 0.15 0.440,平均加標回收率/%: 95.5,Fe光度法加標回收實驗結果,97.5,102.5,105.0,98.8,100.0,93.3,78,一、有限次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理,t為置信系數(shù), 隨不同的置信度和測定次數(shù)不同

30、，通常置信度P取95%。,2-5 數(shù)據(jù)處理,79,1.有效數(shù)字的意義及位數(shù),二.有效數(shù)字及其運算規(guī)則,實際能測到的數(shù)字。在有效數(shù)字中, 只有最后一位數(shù)是可疑的，記錄測量結果時，只保留一位可疑數(shù)據(jù)。有效數(shù)字位數(shù)由儀器準確度決定，它直接影響測定的相對誤差。,分析天平稱量質量：0.000 x g 滴定管體積: 0.0 x mL 容量瓶: 100.0mL, 250.0mL, 50.0mL 吸量管, 移液管: 25.00mL, 10.00mL, 5.00mL,1.00mL pH: 0.0 x 單位 吸光度: 0.00 x,零的作用： 在1.0008中，“0” 是有效數(shù)字； 在0.0382中，“0”是定位

31、作用，不是有效數(shù)字。,有效數(shù)字含義：表示測定結果的大??；表示測量數(shù)據(jù)的準確度。如：分析天平稱得質量為0.2661g，表示最后的1是可疑的，有0.0001g的誤差。,81,10008 43.181 5位 0.1000 10.98% 4位 0.0382 1.98 10-10 3位 54 0.0060 2位 0.05 2 105 1位 3600 100 位數(shù)較含糊, 在0.0040中，前面3個“0”不是有效數(shù)字，后面一個“0”是有效數(shù)字。, 在3600中，一般看成是4位有效數(shù)字，但它可能是2位或3位有效數(shù)字，分別寫3.6103，3.60103或3.600103較好。,82, 倍數(shù)、分數(shù)關系：無限多位

32、有效數(shù)字。 pH，pM，lgc，lgK等對數(shù)值，有效數(shù)字的位數(shù)取決于小數(shù)部分（尾數(shù)）位數(shù)，因整數(shù)部分代表該數(shù)的方次。如pH=11.00，有效數(shù)字的位數(shù)為兩位。,83,“四舍六入五成雙”規(guī)則：當測量值中修約的那個數(shù)字等于或小于4時，該數(shù)字舍去；等于或大于6時，進位；等于5時(5后面無數(shù)據(jù)或是0時)，如進位后末位數(shù)為偶數(shù)則進位，舍去后末位數(shù)位偶數(shù)則舍去；5后面有數(shù)時，進位。 修約數(shù)字時，只允許對原測量值一次修約到所需要的位數(shù)，不能分次修約。,2.有效數(shù)字的俢約規(guī)則,84,例題：有效數(shù)字的修約：,0.32554 0.3255(四位),0.36236 0.3624(四位),10.2150 10.22(

33、四位),10.225 10.22(四位),75.5 76(二位),16.0851 16.09(四位),85,3.計算規(guī)則,加減法：當幾個數(shù)據(jù)相加減時，它們和或差的有效數(shù)字位數(shù)，應以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)，因小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)的絕對誤差最大。 例：0.0121+25.64+1.05782=？ 絕對誤差 0.0001 0.01 0.00001 在加合的結果中總的絕對誤差值取決于25.64 0.01+25.64+1.06=26.71,86,* 乘除法：當幾個數(shù)據(jù)相乘除時，它們積或商的有效數(shù)字位數(shù)，應以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)位依據(jù)，因有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)的相對誤差最大。 例：0.0121

34、25.64 1.05782=？ 相對誤差 0.8% 0.4% 0.009% 所以計算結果的相對誤差取決于 0.0121，因它的相對誤差最大，即 0.012125.61.06=0.328,87,* 分析結果表示的有效數(shù)字: 高含量(大于10%)：4位有效數(shù)字 含量在1% 至10%：3位有效數(shù)字 含量小于1%：2位有效數(shù)字 * 分析中各類誤差的表示: 通常取1 至 2位有效數(shù)字。 * 各類化學平衡計算: 2至3位有效數(shù)字。,4 顯著性檢驗 分析化學中，常常由于系統(tǒng)誤差和隨機誤差混雜在一起，導致測量值之間的差異難以分辨出是何種因素引起，顯著性檢驗是解決這類問題的一個科學方法。如果分析結果間的差異是由

35、隨機誤差引起，就認為它們之間“無顯著性差異”；若分析結果間的差異由系統(tǒng)誤差所致，就認為存在“顯著性差異”。分析化學中，應用最多的顯著性檢驗方法是 t 檢驗法和 F 檢驗法。,（1） t 檢驗法平均值與標準值的比較 用于檢驗分析方法或操作過程是否存在系統(tǒng)誤差。用待檢驗的分析方法對已知準確含量的標樣進行測定，然后用t檢驗法判斷測定平均值與標樣的標準值之間是否存在顯著性差異。,檢驗步驟： A.計算t B.根據(jù)給定和 f 查t,f值； C.判斷：如果 t計t,f，認為平均值與標準值間存在顯著性差異，否則認為平均值與標準值間不存在顯著性差異。,（2）F檢驗法 通過比較兩組數(shù)據(jù)的方差，確定兩組數(shù)據(jù)的精密度

36、是否存在顯著性差異。 A: 計算F值：F=s2大s 2小； B: 判斷：如果F計F表 ,則認為兩組數(shù)據(jù)的精密度存在顯著性差異，相反，不存在顯著性差異。查閱F值表是單邊的，可直接按給定的置信度對單邊檢驗作出判斷； 如把單邊表用于雙邊檢驗，則其顯著性水準為單邊檢驗的2倍，即2 ，置信度為1-2。,92,5 可疑值的取舍, Q檢驗法,將各數(shù)據(jù)按大小排序，求出可疑值與其鄰近值之差的絕對值，然后將其與極差相比，得Q計算值。,根據(jù)測定次數(shù)n和置信度查Q表，若Q計算Q表，舍去可疑值，反之則保留。,93,例：標定HCl的濃度平行測定4次結果為： 0.1012， 0.1014，0.1016，0.1020mol/

37、L，問0.1020是否保留？(P=0.90),94,* 1 一元線性回歸方程,三.回歸分析法,式中 ， 分別為x和y的平均值，a為直線的截矩，b為直線的斜率，它們的值確定之后，一元線性回歸方程及回歸直線就定了。,95,* 2 相關系數(shù),相關系數(shù)的物理意義如下： 當所有的值都在回歸線上時，r= 1。 當y與x之間完全不存在線性關系時，r=0。 當r值在0至1之間時，表示y與x之間存在相關關系。r值愈接近1，線性關系就愈好。,19:21:48,96,例:用吸光光度法測定合金鋼中Mn的含量，吸光度與Mn的含量間有下列關系:,mMn/g 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 10.12 試樣 吸光度A 0.032 0.135 0.187 0.268 0.359 0.435 0.511 0.242 試列出標準曲線的回歸方程并計算未知試樣中Mn的含量。,解: 數(shù)據(jù)中組分濃度為零時，吸光度不為零，可能是在試劑中含有少量Mn,或者含有其它在該測量波長下有吸光的物質。 設Mn含量值為x，吸光度值為y，計算回歸系數(shù)a，b值。 a=0.038 b