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分析化学中的误差与数据处理2

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1. 精密度是保证准确度的前提条件; 2. 精密度好 , 不一定准确度高,因为可能存在 系统误差。
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3. 1. 3 系统误差和随机误差
一、系统误差( systematic error ) 它是由某些固定的原因造成的。
1、性质(或特点)
(1)重复性
(2)单向性
可 测
(3)可测性


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2、分类(根据产生的原因)
? 0.12%
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例2:某分析天平的称量误差为± 0.1mg ,如果称 取试样 0.0600g ,相对误差是多少?如称样为 1.0000g,相对误差又是多少?这些结果说明什么
问题?( P 74思考题 4)
解:相对误差分别为:
Er1
?
? 0.2 0.0600 ? 1000
? 100%
?
? 0.3%
Er 2
第3章 分析化学中的误差与数据处理
3. 1 分析化学中的误差 3. 2 有效数字及其运算规则 3. 3 分析化学中的数据处理 3. 4 显著性检验 3. 5 可疑值取舍 3. 7 提高分析结果准确度的方法
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3. 1 分析化学中的误差
3. 1 .1 误差与偏差 一、有关概念
1、真值( xT)true value
Sr
?
S ? 100% x
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6、 极差(R)range
一组测量数据中,最大值( x max)与最小值( x min) 之差称为极差,又称 全距或范围误差。 R = x max – x min
例4:见武大本 P 42例2 例5:测定某铜合金中铜的质量分数(%),得到 两组测定值,分别求其平均偏差和标准偏差。
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1、绝对偏差di (个别测定值的偏差):
单次测量结果与多次测量结果平均值之差。 设 n次测量结果为 x1,x2,…,xn,其平均值
为 x ,用di 来表示绝对偏差,则
di ? xi ? x
( i = 1,2,…, n ) 结论:n次测量结果的绝对偏差之和等于零。
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例3:某分析人员对试样测定5次,求得各次
一、准确度(accuracy )
? 测量值与真值相接近的程度。
? 因此,误差是衡量准确度高低的尺度 。
准确
如:铁矿石中含铁量真值为 71.68%
度低
甲 69.50% E=69.50% -71.68%= -2.18%
准确
乙 71.47% E=71.47% -71.68%= -0.21%
度高
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二、精密度
解: x ? 56.14% ? 56.16% ? 56.17% ? 56.13% ? 56.15%
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真值
xT
?
137.33 244.27
? 100%
?
56.22%
E ? x ? xT ? 56.15% ? 56.22% ? ? 0.07%
Er
?
E xT
? 100% ?
? 0.07% ? 100% ? 56.22%
(5)主观误差 :又称个人误差。由分析人员本 身的一些主观因素造成。
d?
d1 ? d2 ? ? n
?
dn
?
1? n
di
3、相对平均偏差(relation mean deviation )
d r ? d ? 100% x
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4、标准偏差(standard deviation ,s)
S ? ? (x ? x)2
n?1
5、相对标准偏差(变异系数) (RSD relative standard deviation )
某一物理量本身具有的客观存在的真 实数据,即为该量的真值。
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? 理论真值 ? 计量学约定真值
? 相对真值如某化合物的理 论 Nhomakorabea成如国际计量大会 上确定的长度、 质量、物质的量 单位等
认定精度高一个数 量级的测定值作为 低一级的测量值的 真值
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2、平均值( x )
3、中位数(xM) median
将一组测量数据按大小顺序排列, 中间一 个数据 即为中位数。当测量值的个数为偶数时, 中位数为中间相邻两个测量值的平均值 。
测量值
x i
与平均值
x
的偏差分别为:+0.04,
-0.02,+0.01,-0.01,+0.06。问此计算结果
是否正确?
答:计算结果不正确,因为单次测量值的 绝对偏差之和应等于零。
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2、平均偏差(average deviation )
又称 (算术平均偏差),指单次测量偏差的绝对值
d 的平均值,没有正负之分,用 表示
?
? 0.2 1.0000 ? 1000
? 100%
?
? 0.02%
结论:在绝对误差相同的情况下,真实值越
大,相对误差越小。
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三、偏差(deviation) 测量值(x)与平均值( mean ,x )的差值,即
d ? x? x
偏差的表示方法: 绝对偏差 平均偏差 相对平均偏差 标准偏差 相对标准偏差 极差
1组 10.3 9.8 9.6 10.2 10.1 10.4 10.0 9.7 10.2 9.7 2组 10.1 9.9 9.3 10.2 10.1 10.5 10.3 9.9 9.9 9.8
x ? 10.0% d ? 0.24% s1 ? 0.28% s2 ? 0.33%
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3. 1. 2 准确度和精密度
一组平行测定结果相互接近的程度。
因此,偏差是衡量精密度高低的尺度 。
例如:测定铁矿石中铁含量的测定结果如下
甲组: 55.62% 56.70% 57.80%
d ? 0.73%
乙组: 56.40% 56.50% 56.52%
d ? 0.05%
精密 度低
精密 度高
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三、准确度与精密度的关系
x1 x2
x3
(1)方法误差(method error ):由于分析 方法 本身不够完善或有缺陷所造成的。
(2)仪器误差(instrumental error ):由于仪 器本身不够精确或未经校准所引起的。
(3)试剂误差 :由于 试剂不纯 和蒸馏水中 含有 微量杂质引起的。
(4)操作误差(personal error ):由于分析人 员操作不当造成的。
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二、误差(error )
1、绝对误差(absolute error ) 测定值与真实值之差
E = x - xT 2、相对误差(relative error )
绝对误差在真实值中所占的百分率
Er
?
E xT
? 100% ?
x ? xT xT
? 100%
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例1:用重量分析法测定纯 BaCl2·2H2O试剂中Ba 的含量,结果为 56.14% ,56.16% ,56.17% , 56.13% ,计算测定结果的绝对误差和相对误差。
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