第二章 误差和分析数据处理 第一节 测量值的准确度和精密度 主讲教师:周丹 副教授 海南医学院药学院
P8 误差(error) = 测定结果 - 真实值 一、系统误差和偶然误差 系统误差(可测误差) 误差的分类 偶然误差(偶然误差) 过失误差
(一)系统误差systematic error: 可定误差: 由确定原因产生 P8 (一)系统误差systematic error: 可定误差: 由确定原因产生 ◆产生原因:比较确定因素引起的误差 ●特点:具单向性(大小、正负一定 ) 可消除(原因固定) 重复测定重复出现
系统误差的分类: 系统误差的消除: 对照实验 (2) 校准仪器 (3) 空白实验 (4) 回收实验 P14 系统误差的分类: 方法误差:方法选择不当 仪器误差:仪器不精确 试剂误差:不纯组分 操作误差:不正确判断 系统误差的消除: 对照实验 (2) 校准仪器 (3) 空白实验 (4) 回收实验
(二)偶然误差accidental error P9 ◆产生原因:不确定因素引起的误差(随机误差) ●特点: 1)不具单向性(大小、正负不定) 2)不可消除,但可减小 ●减小偶然误差方法: 增加平行测定次数,取平均值。
(三) 过失误差(mistake) 由粗心大意引起,可以避免的 重 做 ! 例:加错试剂,少加试剂;仰视、俯视 俯视 仰视
思考题 1.下列情况引起什么误差?如何减免? ⑴砝码受腐蚀; 系统误差,仪器校准 ⑵重量分析中,样品的非被测组分被共沉淀; 系统误差,另一方法测定。 ⑶样品在称量过程中吸湿; 系统误差,将水分烘干后再称样。 ⑷读取滴定管读数时,最后一位数字估计不准; 偶然误差,读多次取平均值。
某一试样sample的真实值为μ,用同一方法进行n 次测定,结果如下: x1、x2、x3、……xn 求得其平均值为 问:实验结果如何?或如何评价这一实验结果? (1)计算结果的相对标准偏差,说明(精密度) (2)计算结果的相对误差,说明结果的准确程度。
二、准确度和精密度 (一)准确度accuracy 注:正误差——偏高 负误差——偏低 P7 测量结果与真值的接近程度 误差越小,表明测量结果准确度越高 反映系统误差和偶然误差的综合指标 1、绝对误差δ: Abosolute error 2、相对误差Er: Relative error 注:正误差——偏高 负误差——偏低
V δ Rδ 20.00 mL 0.02 mL 2.00 mL m δ Rδ 0.2000 g 0.2 mg 0.0200 g P14 例: 滴定的体积误差 滴定剂体积应为20~30mL V δ Rδ 20.00 mL 0.02 mL 2.00 mL 0.1% 1% 称量误差 称样质量应大于0.2g m δ Rδ 0.2000 g 0.2 mg 0.0200 g 0.1% 1%
3.真值与标准值 1)约定真值: 国际单位、法定计量单位、相对原子质量 2)标准值:以标准值代替真值。 国家标准局给出的标准品、对照品等 标准值:通过高精度测量而获得的更加接近真值的值称为标准值。 标准试样(标准参考物质):获得标准值的试样
Relative average deviation P9 (二)精密度precision 平行测量的各测量值间的相互接近程度 偏差越小,精密度越高 精密度越好,偶然误差越小 1.绝对偏差(d): deviation 2.平均偏差 : Average deviation 3.相对平均偏差R : Relative average deviation
6. 重复性(repeatability)与重现性(intermediate pricision) Standard deviation 5.相对标准偏差(RSD,变异系数) Relative standard deviation 相对标准偏差越小,精密度越高。 6. 重复性(repeatability)与重现性(intermediate pricision)
(三)准确度与精密度的关系
准确度高,要求精密度一定高。精密度是保证准确度的先决条件。精密度低,分析结果不可靠。 P11 准确度高,要求精密度一定高。精密度是保证准确度的先决条件。精密度低,分析结果不可靠。 准确度反映了测量结果的正确性 精密度反映了测量结果的重现性 精密度高不等于准确度高。 两者的差别主要是由于系统误差的存在。
练习题 B 1、准确度和精密度的关系是: A.精密度高,准确度一定高 B.准确度高,一定要求精密度高 C.精密度高,系统误差一定小 D.分析中,首先要求准确度,其次才是精密度 2、某人对试样测定五次,求得各次平均值的偏差d 分别为+0.04,-0.02,+0.01,-0.01,+0.06。则此计算结果应是 B A.正确的 B.不正确的 C.全部结果是正值 D.全部结果是负值
用丁二酮肟重量法测定钢铁中Ni的百分含量,结果为10. 48%,10. 37%,10. 47%,10. 43%,10 解:
例:某铁矿石中铁的质量分数为39. 19%,若甲的测定结果(%)是:39. 12,39. 15,39. 18;乙的测定结果(%)为: 39 例:某铁矿石中铁的质量分数为39.19%,若甲的测定结果(%)是:39.12,39.15,39.18;乙的测定结果(%)为: 39.19, 39.24,39.28。试比较甲乙两人测定结果的准确度和精密度(精密度以标准偏差和相对标准偏差表示之)。 解:甲:
乙: 故甲的准确度比乙高; 故甲的精确度比乙高;
三、误差的传递(propagation of error) (一)系统误差的传递 1.加减法计算 2.乘除法计算
(二)偶然误差的传递 标准差法 1.加减法计算 2.乘除法计算
四、提高分析结果准确度的方法 1.选择合适的分析方法:常量组分测定,误差≤ 0.1% 2.减小测量误差 滴定:滴定剂体积应为20~30mL 称量:称样质量应大于0.2g 3.增加平行测定次数,一般测3~4次以减小偶然误差 4.消除测量过程中的系统误差 校准仪器、空白试验、对照实验、回收实验
小结 分析结果的准确度。 ●分析过程中的误差有系统误差和偶然误差, ●对同一样品多次平行测得值的相互接近程度用精密度(S)表示;其平均值是否接近真值,用准确度(E)表示。 ●必须消除系统误差减小偶然误差,以提高 分析结果的准确度。
例 20 21 甲 20.558 乙 20.56 滴定管 丙 20.57 丁 20.5