定量分析中的誤差和數(shù)據(jù)處理詳解演示文稿

定量分析中的誤差和數(shù)據(jù)處理詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有38頁\編輯于星期五優(yōu)選定量分析中的誤差和數(shù)據(jù)處理現(xiàn)在是2頁\一共有38頁\編輯于星期五3二、分析化學(xué)在科學(xué)研究中的戰(zhàn)略地位分析化學(xué)的發(fā)展與生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)以及資源和能源科學(xué)等的發(fā)展息息相關(guān)，其應(yīng)用范圍涉及國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)、資源開發(fā)、環(huán)境保護(hù)以及人的衣、食、住、行等各個(gè)方面。

1、環(huán)境科學(xué)2、高新技術(shù)材料

3、資源、能源科學(xué)

4、生物科學(xué)、生物工程、生物技術(shù)

5、醫(yī)學(xué)科學(xué)

6、空間科學(xué)

§1.1分析化學(xué)的任務(wù)和作用現(xiàn)在是3頁\一共有38頁\編輯于星期五4

§1.2

分析化學(xué)的分類

一、按分析對象分類1.無機(jī)分析2.有機(jī)分析三、按試樣用量和被測組分含量分類二、按分析任務(wù)分類定性分析、定量分析、結(jié)構(gòu)分析

常量分析微量分析痕量分析試樣質(zhì)量m>0.1g(0.1~10)mg<0.1mg試樣體積V>10ml(0.01~1)ml

<0.01ml試樣含量wx>1%(0.01~1)%<0.01%現(xiàn)在是4頁\一共有38頁\編輯于星期五5四、按測定原理及操作方法分類1.化學(xué)分析2.儀器分析（一）化學(xué)分析法

以化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法，稱為化學(xué)分析法，包括重量分析法和滴定分析法。

§1.2

分析化學(xué)的分類

現(xiàn)在是5頁\一共有38頁\編輯于星期五6重量分析法:是通過化學(xué)反應(yīng)及一系列操作步驟使試樣中的待測組分轉(zhuǎn)化為另一種化學(xué)組成恒定的化合物，再稱量該化合物的質(zhì)量，從而計(jì)算出待測組分的含量.滴定分析法:是將已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，滴加到待測物質(zhì)溶液中，使兩者定量完成反應(yīng)，根據(jù)用去的標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確體積和濃度即可計(jì)算出待測組分的含量。

§1.2

分析化學(xué)的分類

現(xiàn)在是6頁\一共有38頁\編輯于星期五7

滴定分析法按照所利用的化學(xué)反應(yīng)類型不同，可分為下列四種：

1酸堿滴定法

2沉淀滴定法

3配位滴定法

4氧化還原滴定法注意：

重量分析和滴定分析通常用于常量組分的測定，即待測組分的含量一般在1%以上；

§1.2

分析化學(xué)的分類

現(xiàn)在是7頁\一共有38頁\編輯于星期五8（二）儀器分析法～是以物質(zhì)的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的分析方法。常用的儀器分析法可分為：

電化學(xué)分析法；光化學(xué)分析法；色譜分析法；熱分析法和質(zhì)譜分析法；電子能譜分析等。

§1.2

分析化學(xué)的分類

現(xiàn)在是8頁\一共有38頁\編輯于星期五9

§1.2

分析化學(xué)的分類

現(xiàn)在是9頁\一共有38頁\編輯于星期五10

§1.2

分析化學(xué)的分類

現(xiàn)在是10頁\一共有38頁\編輯于星期五11注意：儀器分析法常用于微量及痕量組分的測定。

§1.2

分析化學(xué)的分類

現(xiàn)在是11頁\一共有38頁\編輯于星期五12§1.3發(fā)展中的分析化學(xué)

現(xiàn)代分析化學(xué)的發(fā)展趨勢大體可歸納為以下幾個(gè)方面：1、提高靈敏度；2、提高選擇性；3、擴(kuò)展時(shí)空多維信息；4、狀態(tài)分析；5、微型化與微環(huán)境分析；6、生物分析技術(shù)與活體分析；現(xiàn)在是12頁\一共有38頁\編輯于星期五13§1.4.1定量分析中的誤差和偏差

§1.4.2分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理

§1.4.3有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則

§1.4定量分析中的誤差和數(shù)據(jù)處理現(xiàn)在是13頁\一共有38頁\編輯于星期五14§1.4.1定量分析中的誤差和偏差

準(zhǔn)確度──分析結(jié)果與真值之間接近的程度。兩者差值越小，則分析結(jié)果準(zhǔn)確度越高。一、誤差和準(zhǔn)確度現(xiàn)在是14頁\一共有38頁\編輯于星期五15用分析天平稱量兩物體的質(zhì)量分別為1.0001g和0.1001g,假定二者的真實(shí)質(zhì)量分別為1.0000g和0.1000g，則兩者稱量的絕對誤差分別為

1.0001-1.0000=0.0001g0.1001-0.1000=0.0001g兩者稱量的相對誤差分別為例在絕對誤差相同的情況下，當(dāng)被測定的量較大時(shí)，相對誤差較小。因此，用相對誤差表示測定結(jié)果的準(zhǔn)確度更為可靠。§1.4.1定量分析中的誤差和偏差現(xiàn)在是15頁\一共有38頁\編輯于星期五16偏差──是指幾次測量中單次測定結(jié)果與幾次測定結(jié)果的平均值之間的差值。精密度──幾次平行測定結(jié)果相互接近的程度。精密度的高低用偏差來衡量。偏差小表示測定結(jié)果的重現(xiàn)性好。二、偏差和精密度§1.4.1定量分析中的誤差和偏差現(xiàn)在是16頁\一共有38頁\編輯于星期五17§1.4.1定量分析中的誤差和偏差二、偏差和精密度

相對平均偏差：偏差有各種表示方法：1）平均偏差現(xiàn)在是17頁\一共有38頁\編輯于星期五18§1.4.1定量分析中的誤差和偏差二、偏差和精密度偏差有各種表示方法：2）標(biāo)準(zhǔn)偏差當(dāng)測定次數(shù)為有限次（n<20）,樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差：

當(dāng)測定次數(shù)趨于無窮大時(shí),總體標(biāo)準(zhǔn)偏差:現(xiàn)在是18頁\一共有38頁\編輯于星期五19§1.4.1定量分析中的誤差和偏差二、偏差和精密度偏差有各種表示方法：2）標(biāo)準(zhǔn)偏差

相對標(biāo)準(zhǔn)偏差：（變異系數(shù)）現(xiàn)在是19頁\一共有38頁\編輯于星期五20§1.4.1定量分析中的誤差和偏差二、偏差和精密度例：有甲乙兩組數(shù)據(jù)，其各次測定的偏差分別為甲組+0.11-0.73*+0.24+0.51*-0.140.00+0.30-0.21n1=8=0.28s1=0.38乙組+0.18+0.26-0.25-0.37+0.32-0.28+0.31-0.27n2=8=0.28s2=0.29∴用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示精密度比用算術(shù)平均偏差更合理現(xiàn)在是20頁\一共有38頁\編輯于星期五21三、準(zhǔn)確度和精密度的關(guān)系結(jié)論（1）精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件，精密度差，說明所測結(jié)果不可靠，就失去了衡量準(zhǔn)確度的前提；（2）精密度高不一定準(zhǔn)確度高,只有精密度和準(zhǔn)確度都高的測定數(shù)據(jù)才是可信的?！?.4.1定量分析中的誤差和偏差現(xiàn)在是21頁\一共有38頁\編輯于星期五22誤差按其性質(zhì)可以分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩大類。（一）系統(tǒng)誤差

1、定義：系統(tǒng)誤差是指在一定條件下，由于某些固定的原因所引起的誤差。

2、產(chǎn)生的原因：

（1）方法誤差（2）試劑誤差

（3）儀器誤差

（4）操作誤差四、誤差產(chǎn)生的原因及其減免方法§1.4.1定量分析中的誤差和偏差現(xiàn)在是22頁\一共有38頁\編輯于星期五233、特點(diǎn)：

（1）對分析結(jié)果的影響比較固定，使測定結(jié)果系統(tǒng)地偏高或偏低---單向性；（2）當(dāng)重復(fù)測定時(shí)，它會(huì)重復(fù)出現(xiàn)，其大小也有一定的規(guī)律---重現(xiàn)性；（3）產(chǎn)生誤差的具體原因可以找到，因此能夠設(shè)法測定和校正---可測性；誤差按其性質(zhì)可以分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩大類。（一）系統(tǒng)誤差§1.4.1定量分析中的誤差和偏差四、誤差產(chǎn)生的原因及其減免方法現(xiàn)在是23頁\一共有38頁\編輯于星期五24誤差按其性質(zhì)可以分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩大類。（一）系統(tǒng)誤差4、減免方法（1）空白試驗(yàn)—消除試劑誤差（2）對照試驗(yàn)—消除方法誤差（3）校準(zhǔn)儀器—消除儀器誤差

§1.4.1定量分析中的誤差和偏差四、誤差產(chǎn)生的原因及其減免方法現(xiàn)在是24頁\一共有38頁\編輯于星期五25誤差按其性質(zhì)可以分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩大類。（二）隨機(jī)誤差§1.4.1定量分析中的誤差和偏差四、誤差產(chǎn)生的原因及其減免方法1、特點(diǎn):（1）單次測定的大小、正負(fù)不確定,無法校正；（2）大量數(shù)據(jù)多次測定的誤差分布服從正態(tài)分布規(guī)律2、誤差分布規(guī)律：①絕對值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同;②絕對值小的誤差出現(xiàn)的概率大，絕對值大的誤差出現(xiàn)的概率小，絕對值很大的誤差出現(xiàn)的概率非常小。現(xiàn)在是25頁\一共有38頁\編輯于星期五26誤差按其性質(zhì)可以分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩大類。（二）隨機(jī)誤差§1.4.1定量分析中的誤差和偏差四、誤差產(chǎn)生的原因及其減免方法3、減免方法在消除系統(tǒng)誤差的情況下，適當(dāng)增加平行測定次數(shù)，取其平均值，可以減小隨機(jī)誤差。一般平行測定3～4次，多者5～6次就可以了。

現(xiàn)在是26頁\一共有38頁\編輯于星期五27誤差按其性質(zhì)可以分為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩大類。（三）過失誤差§1.4.1定量分析中的誤差和偏差四、誤差產(chǎn)生的原因及其減免方法現(xiàn)在是27頁\一共有38頁\編輯于星期五28五、有限次測定中隨機(jī)誤差服從t分布§1.4.1定量分析中的誤差和偏差1）t分布現(xiàn)在是28頁\一共有38頁\編輯于星期五29五、有限次測定中隨機(jī)誤差服從t分布§1.4.1定量分析中的誤差和偏差1）t分布2）置信度與平均值的置信區(qū)間置信度P—真值在置信區(qū)間出現(xiàn)的概率。置信區(qū)間—以平均值為中心，真值可能出現(xiàn)的范圍。對于有限次測定，平均值與總體平均值關(guān)系為：現(xiàn)在是29頁\一共有38頁\編輯于星期五30五、有限次測定中隨機(jī)誤差服從t分布§1.4.1定量分析中的誤差和偏差1）t分布①.置信度不變時(shí):

n

增加，t

變小，置信區(qū)間變窄②.n不變時(shí)：置信度增加，t

變大，置信區(qū)間變寬2）置信度與平均值的置信區(qū)間顯然，置信區(qū)間的大小受到所定置信度的影響?，F(xiàn)在是30頁\一共有38頁\編輯于星期五31例§1.4.1定量分析中的誤差和偏差現(xiàn)在是31頁\一共有38頁\編輯于星期五321、Q

檢驗(yàn)法（測定次數(shù)為3～10次）步驟:（1）數(shù)據(jù)從小至大排列x1，x2

，……，xn（2）求極差xn－x1（3）確定檢驗(yàn)端：比較可疑數(shù)據(jù)與相鄰數(shù)據(jù)之差xn－xn-1與x2－x1，先檢驗(yàn)差值大的一端§1.4.2分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理

一、可疑數(shù)據(jù)的取舍現(xiàn)在是32頁\一共有38頁\編輯于星期五331、Q

檢驗(yàn)法步驟:（5）根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度（如90%）查表：

（4）計(jì)算：（6）將Q計(jì)與Q表（如Q0.90）相比，

若Q計(jì)≥Q表，可疑值應(yīng)舍棄若Q計(jì)＜Q表，可疑值應(yīng)保留

§1.4.2分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理

一、可疑數(shù)據(jù)的取舍注意：舍棄一個(gè)可疑值之后，應(yīng)對其余數(shù)據(jù)繼續(xù)進(jìn)行Q檢驗(yàn)，直至無可疑值為止?，F(xiàn)在是33頁\一共有38頁\編輯于星期五34有一物質(zhì)的6次測定值為39.90、39.89、37.90、39.92、41.08、39.91，按90%置信度，對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行Q檢驗(yàn)，并計(jì)算出及平均值的置信區(qū)間。例§1.4.2分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理

解：按遞增順序排列：37.90、39.89、39.90、39.91、39.92、41.08先檢驗(yàn)最小值：現(xiàn)在是34頁\一共有38頁\編輯于星期五35有一物質(zhì)的6次測定值為39.90、39.89、37.90、39.92、41.08、39.91，按90%置信度，對測定數(shù)據(jù)進(jìn)行Q檢驗(yàn)，并計(jì)算出及平均值的置信區(qū)間。例§1.4.2分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理

解：按遞增順序排列：37.90、39.89、39.90、39.91、39.92、41.08再檢驗(yàn)最大值：現(xiàn)在是35頁\一共有38頁\編輯于星期五36有一物質(zhì)的6次測定值為39.90、39.89、37.90、39.92、41.08、39.91，按90%置信度