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1、第3章分析化学中的误差及数据处理3.1分析化学中的误差3.2有效数字及其运算规则3.3有限数据的统计处理3.4回归分析法13.1分析化学中的误差1.误差与准确度绝对误差:测量值与真值间的差值,用E表示E=x-xT误差相对误差:绝对误差占真值的百分比,用Er表示Er=E/xT×100%=(x–xT)/xT×100%准确度:测定结果与真值接近的程度,用误差衡量。2真值:客观存在,但绝对真值不可测。理论真值约定真值相对真值3例1:用分析天平称量两物体的质量各为1.6380g和0.1637g,假定两者的真实质量分别为1.6381g和0.1638g,分
2、别计算两者称量的绝对误差和相对误差。解:两者称量的绝对误差分别为E=x–xT=1.6380-1.6381=–0.0001(g)E=x–xT=0.1637-0.1638=–0.0001(g)两者称量的相对误差分别为Er=E/xT×100%=–0.0001/1.6381×100%=–0.006%Er=E/xT×100%=–0.0001/0.1638×100%=–0.06%结论:用相对误差来表示测定结果的准确度更为确切些。42.偏差与精密度偏差:测量值与平均值的差值,用d表示d=x-x精密度:平行测定结果相互靠近的程度,用偏差衡量。∑di=05平均
3、偏差:各单个偏差绝对值的平均值相对平均偏差:平均偏差占测量平均值的百分比6标准偏差:s相对标准偏差:RSD7例2:用光度法测定某试样中微量铜的含量,六次测定结果分别为0.21%,0.23%,0.24%,0.25%,0.24%,0.25%,试计算单次测定的平均偏差、相对平均偏差、标准偏差及相对标准偏差。解:平均值单次测定的偏差分别为:d1=0.21%-0.24%=-0.03%d2=0.23%-0.24%=-0.01%d3=0.24%-0.24%=0d4=0.25%-0.24%=0.01%d5=0.24%-0.24%=0d6=0.25%-0.24
4、%=0.01%平均偏差8相对平均偏差=相对标准偏差标准偏差93.准确度与精密度的关系1.精密度高不一定准确度高;2.精密度高是准确度高的前提准确度及精密度都高-结果可靠104.系统误差与随机误差系统误差:又称可测误差方法误差:溶解损失、终点误差-用其他方法校正仪器误差:刻度不准、砝码磨损-校准试剂误差:不纯-空白实验操作误差:颜色观察主观误差:个人误差具单向性、重现性、可校正特点11随机误差:又称偶然误差过失由粗心大意引起,可以避免的不可校正,无法避免,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1
5、23.2有效数字及运算规则1有效数字:分析工作中实际能测得的数字,包括全部可靠数字及一位不确定数字在内13几项规定:1.数字前0不计,数字后计入:0.034002.数字后的0含义不清楚时,最好用指数形式表示:1000(1.0×103,1.00×103,1.000×103)3.自然数和常数可看成具有无限多位数(如倍数、分数关系),如π144.数据的第一位数大于等于8的,可多计一位有效数字,如9.45×104,95.2%,8.655.指数与对数的有效数字位数按尾数计,如pH=10.28,则[H+]=5.2×10-116.误差只需保留1~2位152
6、有效数字运算中的修约规则尾数≤4时舍;尾数≥6时入尾数=5时,若后面数为0,舍5成双;若5后面还有不是0的任何数皆入四舍六入五成双例下列值修约为四位有效数字0.324740.324750.324760.324850.3248510.32470.32480.32480.32480.324916禁止分次修约运算时可多保留一位有效数字进行0.67490.670.6750.68×17加减法:结果的绝对误差应不小于各项中绝对误差最大的数.(与小数点后位数最少的数一致)3.运算规则18乘除法:结果的相对误差应与各因数中相对误差最大的数相适应.(与有效数字
7、位数最少的一致)193.3有限数据的统计处理系统误差:可校正消除随机误差:不可测量,无法避免,可用统计方法研究1.随机误差的正态分布测量值的频数分布频数,相对频数,骑墙现象分组细化测量值的正态分布20:总体标准偏差随机误差的正态分布离散特性:各数据是分散的,波动的集中趋势:有向某个值集中的趋势m:总体平均值d:总体平均偏差d=0.797s21正态分布曲线N(,)22随机误差的分布规律1.2.3.23n→∞:随机误差符合正态分布(高斯分布)(,)n有限:t分布和s代替,2有限次测量数据的统计处理t分布曲线曲线下一定区间的积分面积
8、,即为该区间内随机误差出现的概率f→∞时,t分布→正态分布24某一区间包含真值(总体平均值)的概率(可能性)置信区间:一定置信度(概率)下,以平均值为中心,能够包含