误差理论,化学分析方法概论课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,误 差 理 论,一、,准确度与精密度,二、,有效数字及其运算和应用,一、准确度与精密度,1.,准确度的定义,准确度就是分析结果与真实值接近的程度。,2.,误差的定义,测量结果减去被测量的真值。,x-,3.,误差的表示方法,a.,绝对误差,x-,b.,相对误差,r,/,4.,误差的分类,根据误差的特点与性质，误差可分为系统误 差、随机误差和粗大误差。,5.,提高分析结果准确度的方法,要获得准确的分析结果，必须设法减少分析过程中的误差。,a.,为了减少偶然误差，可以仔细地操作，选用可靠的分析方法进行多次测定，然后用合理的方法表示出分析结果。,b.,为了减少系统误差，可以采用对照试验、空白试验和校正仪器等。,注 意,实验中由,于,试验者的粗心引起的，如溶液溅失、加错试剂、记录和计算中的错误等，这叫错误，不是误差,在实际工作中，真实值往往是未知的，所以误差也就无法用来分析所的结果的准确性。因此，人们常常把多次精心测定的结果的平均值看成是真实值。,6.,精密度的定义,精密度是指在相同条件下多次测定结果之,间相互接近的程度。（精密度用偏差表,示）,7.,偏差的定义,偏差是指测定结果与平均值之差。,8.,偏差的分类及公式,绝对偏差,相对偏差,平均偏差,相对平均偏差,标准偏差,9.,超差,如果分析结果超出允许公差范围，称为超差。,公差是生产部门对分析结果允许偏差的一种表示方法。,二、有效数字及其运算和应用,1.,有效数字的定义及意义,定义：有效数字是指在分析工作中实际,能测量到的数字。,意义：科学实验中，为了得到准确的分析,结果，不仅需要准确的测定，还需,要正确的记录和计算。实验测的数,据不仅标示测的结果的大小，还要,反映测量的准确程度。所以在正确,记录实验数据和计算结果时，应保,留几位有效数字是一件很重要的事。,2.,有效数字的运算规则,记录测定数值时，只保留一位可疑数字。, 在运算中除应保留的有效数字外，多余的数,字一律按,“,四舍六入五留双,”,的原则处理。,例：以下数字皆保留两位有效数字,1.35721.4 2.25612.2,注：,不允许连续修约,例：,1.74921.751.8,（,）,当几个数相加减时，在结果中保留的位数，,应以各数中小数点后位数最少（即绝对误差,最大）的数为依据。,例：,0.12+0.375+0.8743=0.12+0.38+0.87=1.37,0.0121+25.64+1.05782=0.01+25.64+1.06=26.71,几个数相乘除时，以有效数字的位数最小者为,标准，也就是说，以相对误差最大者的位数为,准。,例：,0.012125.641.05782=,？,若最后一位都是可疑数，那么它们的相对误差,分别为：,0.0121,：（,0.0001,）,0.0121100%= 0.8%,25.64,：（,0. 01,）,25.64100%= 0.04%,1.05782,：（,0.00001,）,1.05782100%= 0.0009%,可见第一个数的相对误差最大，所以应以三位有效数字为准来确定其他数字的位数，因此上述计算应是：,0.012125.6 1.06=0.328,在计算中，所有常数如,、,e,的数值及,2,、,1/2,等系数或倍数的有效数字位数，可以不受,限制，即计算中需要几位可以写几位，不影响,计算结果的准确度。,3.,有效数字的运算规则在分析试验中的应用,（,1,）正确记录测量数据,（,2,）正确地选取用量和选用适当的仪器,（,3,）正确地表示分析结果,化学分析方法概论,一、重量分析法,二、滴定分析法,一、重量分析法,1.,重量分析法的定义,重量分析法是准确称取一定重量的试样，,将其中的待测组分以单质或化合物的形式,从试样中分离出来，根据单质或化合物的,重量，计算待测组分在试样中含量的定量,分析方法。,2.,重量分析法的分类,从试样中分离待测组分，可以采用不同的,方法。根据所采用的分离方法的不同，重,量分析一般可分为沉淀法和气化法。,（,1,）沉淀法,沉淀法是利用沉淀反应，将待测组分转变为沉,淀，沉淀经过滤、洗涤后，再烘干或灼烧成组,成一定的物质，然后称量，根据称得重量计算,待测组分含量的定量分析方法。,例如：测定可溶性硫酸盐中硫酸根含量,测定化肥中的钾、磷含量,（,2,）气化法,气化法是利用加热或其它方法使试样中待测组分挥发逸出，然后根据试样减轻的重量计算待测组分含量的定量分析方法。,气化法适用于测定具有挥发性的或和某种试剂作用可转化为挥发性物质的待测组分。,例如：小麦粉、烤鱼片、粉丝等中水分的测,定,雪糕、白酒等的固形物的测定,3.,重量分析法的特点,重量分析法是根据直接利用分析天平的准确称量而获得分析结果的，因此产生误差的机会较少。如果分析方法本身可靠，操作规范化，称量准确，那么对于中等含量以上组分的测定可获得很准确的分析结果。,但重量分析操作繁琐费事，且不宜测定低含量的组分，故目前已被其他分析方法所代替。,不过对于某些常量元素如硫、硅、水分、不溶物、灼烧失量、残渣等的测定仍采用重量法。另外，在校对其他分析方法的准确度时，也常以重量分析为标准。,二、滴定分析法,1.,滴定分析法的定义,使用滴定管将一种已知准确浓度的试剂溶液即标准滴定溶液，滴加到待测物的溶液中，直到待测组分恰好完全反应，然后根据标准滴定溶液的浓度和所消耗的体积，算出待测组分的含量，这一类分析方法统称为滴定分析法。,C,1,V,1,= C,2,V,2,2.,滴定分析的分类,（,1,）酸碱滴定法（又称中和法）：这是以质子,传递反应为基础的一种滴定分析法，可用,来测定酸、碱。,H,+,+OH,-,H,2,O,（,2,）沉淀滴定法（又称容量沉淀法）：这是以,沉淀反应为基础的一种滴定分析法，可用,来对卤素等离子进行测定。,Ag,+,+Cl,-,AgCl,（,3,）络合滴定法：这是以络合反应为基础的一,种滴定分析法，可用来对金属离子进行测,定。,Zn,2+,+EDTA,（,4,）氧化还原滴定法：这是以氧化还原反应为,基础的一种滴定分析法，可用来对具有氧,化还原性质的物质及不具有氧化还原性质,的物质进行测定,Na,2,S,2,O,3,+,氧化剂,3.,滴定反应的条件,（,1,）反应定量的完成，既反应按一定的反应式,进行，无副反应发生，而且进行完全,（,99.9%,），这是定量计算的基础。,（,2,）反应速度要快。对于反应速度慢的反应，,应采取适当措施提高其反应速度。如：加,热或加入催化剂等。,（,3,）能用比较简便的方法确定滴定的终点。,如：指示剂颜色的变化，溶液的某些性质,的变化（如电位、电导的变化等）,4.,滴定分析的方法,（,4,） 间接滴定法,对不能与滴定剂起反应的物质，可以通过另,外的反应间接测定。,如：,Ca,2+,离子的测定，先使它形成,CaC,2,O,4,沉,淀后，再用,H,2,SO,4,溶解，就可以用标准,KMnO,4,溶液直接滴定与,Ca,2+,相结合的草酸根,离子，从而间接算出钙的含量,5.,酸碱滴定法,（一）酸碱标准滴定溶液的配制,和标定,（二）酸碱滴定终点的指示方法,（二）酸碱滴定终点的指示方法,（,1,）指示剂法,定义：,指示剂法是利用酸碱指示剂颜色的突,然变化来指示滴定终点。,原理：,酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱，,当溶液中,pH,值改变时，指示剂由于结,构的改变而发生颜色的改变。,指示剂的选择：,在分析化学中，将化学计量点（也可称为等当点）前后,0.1%,相对误差范围内,pH,的变化称为滴定的突跃范围。指示剂的选择就是以此为依据。,指示剂,变色范围,pH,颜色变化,浓 度,用量滴,/10ml,试液,百里酚蓝,1.22.8,红,-,黄,0.1%,的,20%,乙醇溶液,12,甲基黄,2.94.0,红,-,黄,0.1%,的,90%,乙醇溶液,1,甲基橙,3.14.4,红,-,黄,0.05%,的水溶液,1,溴酚蓝,3.04.6,黄,-,紫,0.1%,的,20%,乙醇溶液,1,溴甲酚绿,4.05.6,黄,-,蓝,0.1%,的,20%,乙醇溶液,13,甲基红,4.46.2,红,-,黄,0.1%,的,20%,乙醇溶液,1,溴百里酚蓝,6.27.6,黄,-,蓝,0.1%,的,20%,乙醇溶液,1,中性红,6.88.0,红,-,黄,0.1%,的,60%,乙醇溶液,1,酚红,6.88.4,黄,-,红,0.1%,的,60%,乙醇溶液,1,酚酞,8.010.0,无,-,红,0.5%,的,90%,乙醇溶液,13,百里酚蓝,8.09.6,黄,-,蓝,0.1%,的,20%,乙醇溶液,14,百里酚酞,9.410.6,无,-,蓝,0.1%,的,90%,乙醇溶液,12,影响指示剂变色范围的因素,A.,指示剂用量的影响,指示剂用量过多，会使终点颜色变化不明,显，同时指示剂本身是酸或碱，会多少消耗,一定的滴定剂，从而带来误差,B.,温度的影响,温度变化时，指示剂的离解常数和水的质子,自递常数（,K,W,）都会发生变化，因而指示剂,的变色范围也随之变动。,C.,溶剂的影响,指示剂在不同溶液中具有不同的变色范围,混合指示剂,由于指示剂具有一定的变色范围，因此只有当溶,液中,pH,值的改变超过一定数值时，指示剂才能,从一种颜色变为另一种颜色。所以应设法使指,示剂的变色范围变窄些。这样,pH,值稍有变化，,指示剂就可有一种颜色变成另一种颜色。指示,剂变色敏锐，有利于提高测定结果的准确度。,在实践中，常常应用混合指示剂。,混合指示剂是利用颜色之间的互补作用，使变色范围变窄，在终点时颜色变化敏锐。,指示剂溶液的组成,变色时,pH,值,颜色,酸色,碱色,一份,0.1%,甲基橙水溶液,一份,0.25%,静蓝水溶液,4.1,紫,黄绿,三份,0.1%,溴甲酚绿乙醇溶液,一份,0.2%,甲基红乙醇溶液,5.1,酒红,绿,一份,0.2%,中性红乙醇溶液,一份,0.1%,次甲基蓝乙醇溶液,7.0,蓝紫,绿,一份,0.1%,溴甲酚绿钠盐水溶液,一份,0.02%,甲基橙水溶液,4.3,橙,蓝绿,一份,0.1%,百里酚蓝,50%,乙醇溶液,三份,0.1%,酚酞,50%,乙醇溶液,9.0,黄,紫,一份,0.1%,酚酞甲醇溶液,一份,0.1%,百里酚酞乙醇溶液,9.9,无,紫,万用指示剂,还有一种混合指示剂是由几种指示剂按一定比例混合配制的，这种指示剂能在不同的,pH,值下显出不同的颜色，通常称为万用指示剂。,将纸条浸在这种指示剂溶液中，再取出晾干，就可制成,pH,试纸，用来测定,pH,值。,（,2,）电位滴定法,用指示剂指示滴定终点，操作简便，不需要特殊设备，因此指示剂使用广泛，但也有不足之处，如各人眼睛辨别颜色的能力有差异，指示剂法也不能用于有色溶液的滴定，此外，对于某些酸碱滴定，变色不敏锐，难于判断终点，而电位滴定法在这些方面却表现出它的优越性。,酸碱滴定法的应用示例,