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    檢測過程中誤差、有效數字你不得不知道的那些知識

    放大字體  縮小字體 發布日期:2023-04-06
    核心提示:人們化驗分析時總是希望獲得準確的分析結果,但是,即使選擇最準確的分析方法、使用最精密的儀器設備,有技術熟練的人員操作,對于同一樣品進行多次重復分析,所得結果不會完全相同,也不可能得到絕對的準確的結果。這就表明:誤差是客觀存在的。

    一、誤差

    人們化驗分析時總是希望獲得準確的分析結果,但是,即使選擇最準確的分析方法、使用最精密的儀器設備,有技術熟練的人員操作,對于同一樣品進行多次重復分析,所得結果不會完全相同,也不可能得到絕對的準確的結果。這就表明:誤差是客觀存在的。

    (一)誤差分類

    根據誤差產生的原因和性質將誤差分為系統誤差和偶然誤差。

     

    1.系統誤差:又稱可測誤差,由化驗操作過程中某些固定原因造成的。具有單向性,即正負、大小都有一定的規律性,當重復進行實驗分析時會重復出現。若找出原因。即可設法減少到可忽略的程度。

    (1)產生原因

    方法(脂肪):指化驗方法本身造成的誤差。如沉淀的溶解、反應不完全、指示劑終點與化學計量點不符合等。

    儀器:由于使用的儀器本身不夠精密所造成的。

    試劑:由于試劑不純或蒸餾水不純,含有被測物或干擾物而引起的誤差。

    操作:由于化驗人員對分析操作不熟練,對終點顏色敏感性不同、對刻度讀數不正確等引起。

    (2)校正方法

    采用標準方法與標準樣品進行對照試驗;校正儀器減小儀器誤差;采用純度高的試劑校正試劑誤差;提高人員業務水平,減少操作誤差。

     

    2.偶然誤差:隨機的、不可避免的,呈正態分布又稱隨機誤差,是由某些難以控制、無法避免的偶然因素造成的,其大小與正負都是不固定的。如操作中溫度、濕度、灰塵等的影響都會引起分析數值的波動。

    產生原因:操作中溫度、濕度、灰分等的影響都會引起分析數值的波動。

    減少偶然誤差應重復多次平行實驗并取平均值。

     

    3.過失誤差:操作人員的粗心大意或未按操作規程做,可避免。

     

    (二)誤差表示方法

    1.準確度:

    定義:是指試驗測得值與真實值之間的相符合的程度。準確度的高低常以誤差的大小來衡量。

    誤差有兩種表示方法:絕對誤差、相對誤差

    絕對誤差(E)=測得值(X)-真實值(T)

    相對誤差(E%)=(測得值-真實值)/真實值×100%

    誤差小,表示測得值和真實值接近。測得準確度高。

    相對誤差是誤差在真實值中所占百分數。

     

    2.精密度:

    精密度是指相同條件下,n次重復測定結果彼此相符合的程度。

    精密度的好壞常用偏差表示。

    偏差分為:絕對偏差、相對偏差

    絕對偏差:(d)=單次測定結果-n次測定結果的算術平均值

    相對偏差:(d%)=單此測得結果的絕對偏差/n次測定結果的算術平均值×100%

    精密度與準確度的關系:精密度是保證準確度的先決條件,只有精密度好,才能得到好的準確度。若精密度差,所測得結果不可靠,就失去了衡量準確度的前提。提高精密度不一定能保證高的準確度,有時還需進行系統誤差的校正,才能得到高的準確度。

    例:下表列出甲、乙、丙、丁四人分析同一試樣中鐵含量的結果。

    分析人員

       分析次數

    平均值

    平均

    偏差

    真實值

    差值

     

    1

    2

    3

    4

    37.38

    37.42

    37.47

    37.50

    37.44

    0.036

    37.40

    +0.04

    37.21

    37.25

    37.28

    37.32

    37.27

    0.035

    37.40

    -0.17

    36.10

    36.40

    36.5

    36.64

    36.41

    0.16

    37.40

    -0.99

    36.70

    37.10

    37.50

    37.90

    37.30

    0.40

    37.40

    -0.10

    由上表看出,甲所得結果準確度和精密度均好,結果可靠。乙的精密度雖好,但準確度不太好。丙的精密度與準確度均差。丁的平均值雖接近真實值,但幾個數據分散性大,精密度太差,僅是由于大的正負誤差相互抵消才使結果接近真實值。

     

    二、有效數字

    實際能測量到的數字,包括全部準確數字和一位不確定的可疑數字。保留位數與測量方法及儀器的準確度有關。

     

    (一)使用有效數字時,應注意以下幾點

    1. 記錄測量所得數據時,只允許保留一位可疑數字。(當用25ml無分度吸量管移取溶液時,應記錄為25.00mL)。

     

    2. 有效數字的位數反映了測量的相對誤差(如稱量某試劑的質量是0.5180g,表示該試劑質量是0.5180±0.0001,其相對誤差為0.02%,如果少取一位有效數字,表示該試劑的質量是0.518±0.001,其相對誤差為0.2%)。

     

    3. 有效數字的位數與量的使用單位無關。(如稱的某物的質量是12g,二位有效數字,若以mg為單位時,應記為1.2×104mg,而不應記為12000mg)。

     

    4. 數字前的零不是有效數字(0.025),起定位作用;數字后的零都是有效數字(120、0.5000)。

     

    (二)有效數字修約:四舍六入五保雙

    具體運用如下:

    1. 若被舍棄的第一位大于5,則其前一位數字加1(如28.2645,取三位有效數字,位28.3);若被舍棄的第一位小于5,則舍棄。

     

    2. 若被舍棄的第一位數等于5,而其后數字全部是0,則視被保留的末位數字為奇數還是偶數,末位是奇數加1,末位為偶數舍棄(如28.250,28.350,28.050取3位有效數字:28.2,28.4,28.0)。

     

    3. 若被舍棄的第一位數字是5,而其后的數字不全是0,無論前面是奇還是偶,皆進1(如28.2501,取3位有效數字,28.3)。

     

    4. 若被舍棄的數字包括幾位數字時,不得對該數進行連續修約。

    附表:化學分析中常用的量和單位(法定計量單位)

    量的名稱

    單位名稱及符號

    物質的量

    摩爾mol、毫摩mmol、微摩μmol

    摩爾質量

    千克每摩kg/mol、克每摩g/mol

    摩爾體積

    立方米每摩m3/mol、升每摩L/mol

    物質的濃度

    摩爾每立方米mol/m3、摩爾每升mol/L

    物質的質量濃度

    克每升g/L、毫克每升mg/L、微克每毫升μg/mL

    質量

    千克kg、克g、毫克mg、微克μg

    密度

    千克每立方米kg/m3、克每毫升g/mL

    長度

    米m、厘米cm、毫米mm、微米μm

    時間

    秒s、分min、時h

    面積

    平方米m2、平方厘米cm2、平方毫米mm2

    體積、容積

    立方米m3、立方厘米cm3、立方分米dm3

    溫度

    攝氏度℃

     

     
    編輯:songjiajie2010

     
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