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4食品分析的基础知识和数据处理


Q 值表(狄克逊检验法临界值) n 3 4 5 6 7 8 9 显著性水平 α 0.05 0.01 0.970 0.994 0.829 0.926 0.710 0.821 0.628 0.740 0.569 0.680 0.608 0.717 0.564 0.672 n 10 11 12 13 14 15 … 显著性水平 α 0.05 0.01 0.530 0.635 0.502 0.605 0.479 0.579 0.611 0.697 0.586 0.670 0.565 0.647
2 4
c(2H SO ) = 0.5mol/L
2 4
比例浓度:指溶液中各组分的体积比, 记为A+B+C。
如:①正丁醇-氨水-无水乙醇(7+1+2),表示正 丁醇、氨水和无水乙醇按体积比7:1:2混合; ②有时试剂名称后注明(3+4)等,但未指 明与何种试剂混合时,则第一个数字表示试剂 的体积,第2个数字表示水的体积。
食品分析
龙岩学院生命科学学院
主讲教师:
陈雪梅
食品分析的基础知识 和数据处理
一、分析方法的选择
(一)选择分析方法应考虑的因素 1.分析要求的准确度和精密度 2.分析方法的繁简和速度 3.样品的特性 4.现有条件
(二)分析方法的评价
1、精密度
精密度——指多次平行测定结果相互接 近的程度。 反应测定方法的稳定性和重现性。
按Grubbs法,先求全组数据的平均值和标准 偏差:
4
x
1 . 25 1 . 27 1 . 31 1 . 40 4

1 . 31 , S
i 1
(x x) n 1
2
0 066
G
xd x S

1 . 40 1 . 31 0 . 066
1 . 36
ppb —— parts per billion (ug/kg 或 ng/g,10-9)
ppt —— parts per trillion (pg/g,10-12)
注意:ppm、ppb、ppt的表示方法现已废除
1、试剂规定
* 所用试剂,无特别标注,均为分析纯(AR)。
* 所用水,未注明其他要求,均为蒸馏水或去离子 水;水浴除外。 * 所用乙醇,除特别注明外,均指95%乙醇。 * 溶液未指明用何种试剂配制时,均指水溶液。
质量浓度:质量体积比,用%(ω/V)表示
物质的量浓度(摩尔浓度):指溶质的物
质的量与溶液的体积之比,用符号“ c ”表 示,常用单位mol/L。
注意:溶质基本单元的选择。
例:同一硫酸溶液
c(H SO ) = 1mol/L,表示1L溶液中含有1mol H2SO4,
2 4
c(1/2H SO ) = 2mol/L
* 吸取和量取
* 吸取:用移液管或吸量管取液体物质的操作
* 量取:用量筒或量杯取液体物质的操作
* 空白试验——操作条件和所用试剂均相同, 但无待测试样存在的试验(消除试剂及仪器 等带来的误差) 。 * 恒重——在规定条件下,连续两次干燥或灼 烧后质量之差不超过一定的范围。
三、物质浓度的表示方法
质量分数:指溶质的质量与溶液的质量之比,或 样品中某组分的含量,用符号“ω”表示。 如:ωHCl=37%,表示100g溶液中含有37gHCl; ω水=10.6mg/g,表示某样品1g中含水分10.6mg 体积分数:指相同的温度和压力下,溶质的体积 与溶液的体积之比,用符号“ φ ”表示。
相对误差——测定值占真实值的百分率。
误差的大小表示准确度的高低。
2、引起误差的原因
系统误差:由固定原因造成的误差。 一般具有单向性,按一定的规律重复出现。
可分为:仪器误差、方法误差、试剂误差和操作 误差等。 偶然误差:由于一些偶然的外因所引起的误差。
具有不确定性。可能由于环境的偶然波动或仪器 的性能、分析人员的操作不一致所产生的。
S d1 d 2 ... d n n 1
d
2 i
n 1
③ 相对标准偏差——变异系数
变异系数 S x 100%
2、准确度
准确度——指多次测定的平均值与真实值 的接近程度 反映测定方法的可靠性。
准确度的高低可用误差 或回收率来表示。
(1)绝对误差——测定值与真实值(通常用 平均值代替)之差。 (2)相对误差——绝对误差占真实值的百分 率。 例如:绝对误差都是 1 g ,
灵敏度较高的方法相对误差较大。
二、食品分析的一般规定
* 常量分析——样品中组分含量> 1 % * 微量分析——样品中组分含量= 0.1 %~1 % * 痕量分析——样品中组分含量< 0.1 %(10-3)
* 超微量分析——样品中组分含量< 10-6
ppm ——parts per million (mg/kg 或 ug/g,10-6)
2、操作规定
* “称取”——用天平称量操作,其精度要求用有 效数字位数表示,精确到要求的有效数字。
如:“称取10.00g”,则要求称量的精度为±0.01g。 * “准确称取”——用精密天平按所给数值准确称 取,精确至0.0001g。 * “准确称取约”——称取量可接近所给数值,不 超过数值的±10% ,但必须精确至0.0001g。
精密度的高低用偏差来衡量。
(1)绝对偏差d ——测定结果与测定平均值 之差。
d xi x
平均绝对偏差 d
d ( d1 d 2 d 3 ... d n ) / n
(2)相对偏差——绝对偏差占测定平均值的 百分比。 ①相对算术平均偏差= d / x 100% ②标准偏差 S 2 2 2
判断: 若Q≤Q0.05,n,可疑值应保留; 若Q0.05,n <Q ≤Q0.01,n,则可疑值用一个“ * ”记在右 上角,查有技术原因的可疑值舍去,否则保留; 若Q > Q0.01,n,则可疑值用两个“ ** ”记在右上角, 应该舍去。
适用范围:n = 3~7,且只有一个可疑数据
查Q值表,Q >Q0.01,4=0.926,舍去55.31
当G0.05,n < G计算 ≤G0.01,n ,技术原因产生可舍弃,否则保留;
某药物中钴的分析结果为:1.25, 1.27,1.31,1.40µ g/g,用 4 d 法和Grubbs法判 断,数据1.40是否应保留?

解:按 4 d 法判断,先除去1.40,计算平均值
和平均偏差得:
x 1 . 25 1 . 27 1 . 31 3 d 1 . 25 1 . 28 1 . 27 1 . 28 1 . 31 1 . 28 3 x x 1 . 40 1 . 28 0 . 12 4 d 4 0 . 023 0 . 092 x x 4 d , 1 . 40 应该舍去。 0 . 023 1 . 28
* 盐酸、硫酸、硝酸、氨水等,未指明具体浓度时, 均指市售试剂规格浓度。
常用市售酸碱试剂规格 试剂 硫酸 盐酸 硝酸 磷酸 冰醋酸 乙酸 氨水 分子式 H2SO4 HCl HNO3 H3PO4 CH3COOH CH3COOH NH3· 2O H 相对分子 质量 98.8 36.46 63.01 98.00 60.05 60.05 17.03 密度/g/ml 1.84 1.19 1.42 1.69 1.05 1.04 0.9 质量分数 /% 96-98 36-38 65-68 85 99 36 25-28 摩尔浓度 /mol/l 18(约) 12(约) 16(约) 15(约) 17(约) 6.3(约) 15(约)
可疑值 产生原因
4d 法
不能判断原因
Q检验法 格鲁布斯法
4d 法
检验步骤: 剔除可疑值x 计算其余数据的平均值 x 与平均偏差d ; 判断: x x 4 d
x x 4d
舍去可疑值x
保留可疑值x
特点:简便,不需查表,但不够准确,与其 他检验方法结论不同时,以其他方法为准。
Q检验法
滴定度:指1ml的标准溶液相当于被测物的
质量,可用符号“ TS/X ”表示,S代表标准 溶液(滴定剂)的化学式。
如: THCl/Na2CO3=0.05316g/mL,表示1mL盐酸标准 溶液相当于0.05316gNa2CO3。
四、食品分析的实验误差
1、误差的表达
绝对误差——测定值与真实值之差;
检验步骤:
将数据由小到大排列。x1,x2,…,xn-1,xn,设 xn或x1为可疑值;
计算Q统计量:
Q xn xn 1 xn x1

Q
x2 x1 xn x1
(xn为可疑值时)
(x1为可疑值时)
查Q值表,查出显著水平为5%和1%的临界值 Q0.05,n和Q0.01,n;
(3) 回收率
P
x1 x0 m
100%
P——加入标准物质的回收率,% m——加入标准物质的质量; x0——试样的测定值; x1——加标样品的测定值。
误差↓,回收率↑,准确度↑
准确度高 精密度高 例如:打靶
精密度高; 准确度高。
3、灵敏度
灵敏度——指分析方法所能检测到的最 低限量(最小量或最低浓度)。 在选择分析方法时,要根据待测成分的 含量范围选择适宜的方法。
五、食品分析数据处理
1、记录和运算规则 记录规则:允许保留一位可疑数字。 修约规则:四舍六入五留双,一次修约。 例:2.1348保留到小数点后两位 2.1348→2.135→2.14 2.1348→2.13
计算规则
计算过程:可暂时多保留一位
计算结果:按有效数字运算规则保留。 加减法:结果保留位数与各数中小数点后位 数最少的数相同; 乘除法:结果保留位数与其中有效数字位数 最少的数相同。 例如:6.162÷5.2=1.185,取两位有效数字,即1.2
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