例题解析
第一章 定量分析的误差及分析数据的处理
1.分析下列情况将引起什么误差,如果是系统误差,应如何消除?
(1)称量时试样吸收了空气中的水分;
(2)所用砝码被腐蚀;
(3)试剂或蒸馏水中含有微量被测组分;
(4)读取滴定管读数时,最后一位数字估计不准;
(5)标定HCl溶液用的NaOH标准溶液中吸收了CO2;
(6)判断滴定终点颜色时稍有出入。
解:(1)产生系统误差。通常应该烘干至恒重,于干燥器中冷却至室温后,置于称量瓶中,采用差减法称量。
(2)使称量结果产生系统误差。应该用高一级的砝码进行校正或更换砝码。
(3)使测量结果产生系统误差。一般可通过空白试验来消除由此引起的系统误差。
(4)产生偶然误差。原因是滴定管读数的最后一位是估计值,是不确定的数字。
(5)产生系统误差。应该使用基准物质重新标定NaOH标准溶液的浓度。
(6)滴定终点颜色把握不准,深浅不一致,由此带来的误差正负不定,属于偶然误差。
2.用甲醛法测得纯硫酸铵试剂中氮的含量为21.14%,计算该测定结果的绝对误差和相对误差。
解:应先计算出纯(NH4)2SO4试剂中氮的理论含量,再与测定结果进行比较。
ω(B)(理论值)==21.21%
绝对误差为:21.14%-21.21%=-0.07%
相对误差为:
3.某农业样品分析室测定土壤中的铜含量,得到下列结果:22.55、22.95、23.00、23.25、21.85、22.76、23.15mg·kg-1,计算测定结果的平均偏差、相对平均偏差、标准偏差和相对标准偏差。
解:7次平行测定结果的平均值:
单次测定的偏差(mg·kg-1)分别为:d1=22.55-22.79=-0.24; d2=22.95-22.79=0.16;d3=23.00-22.79=0.21; d4=23.25-22.79=0.46;d5=21.85-22.79=-0.94; d6=22.76-22.79=-0.03;d7=23.15-22.79=0.36。
平均偏差为:
(mg·kg-1)
相对平均偏差
标准偏差 相对标准偏差
4. 测定某饲料的粗蛋白含量,得到两组实验数据,结果如下:
第一组(%):38.3,37.8,37.6,38.2,38.1,38.4,38.0,37.7,38.2,37.7
第二组(%):38.0,38.1,37.3,38.2,37.9,37.8,38.5,37.8,38.3,37.9
分别计算两组数据的平均偏差、标准偏差和相对标准偏差,并比较两组数据精密度的好坏。
解:计算过程(略),结果如下:
第一组:= 0.24% S1 = 0.28% RSD 1= 0.74%
第二组:=0.24% S2 = 0.33% RSD 2= 0.87%
第二组数据中的最大值为38.3,最小值为37.3;第一组的最大值为38.4,最小值为37.6。显然,第二组数据较为分散,但计算结果却表明两组数据的平均偏差相同,因此用平均偏差不能正确地反映出两组数据的精密度的好坏。若用标准偏差S表示精密度,由于S2>S1,表明第一组数据的精密度较第二组数据的好,数据的分散特征得到正确的反映。因此,现在文献常用S或RSD表示测定的精密度。
5. 已知某铁矿石中铁的含量为37.09%。化验员甲的测定结果(%)是:37.02,37.05,37.08;化验员乙的测定结果(%)是37.11,37.17,37.20;化验员丙的测定结果(%)为:37.06,37.03,36.99。比较甲乙丙三者测定结果的准确度和精密度。
解:三者测定结果的平均值分别为:(%);(%);(%)。则他们的绝对误差分别为:
=37.05%-37.09% = -0.04% ;
=37.16%-37.09% = 0.07%;
=37.03%-37.09% = -0.06%
标准偏差分别为:
准确度是用误差的大小来衡量的,误差大,准确度差,可以看出甲的准确度最高。精密度可用标准偏差的大小来衡量,显然,甲测定结果的精密度最好。因此,化验员甲的测定结果质量最高。另外,丙的精密度也较好,但其准确度不如甲的好;乙的精密度差,并且准确度也差。这说明精密度好,但准确度不一定好,精密度是准确度的前提,质量高的分析结果应该是准确度和精密度都比较好。
6. 有一分析人员对某样品进行n次测定后,经计算得到测定结果的正偏差之和为+0.85,问测定结果的负偏差之和应为多少?
解:偏差是各次测定结果与平均值的差值,必然是一部分测量结果为正偏差,一部分为负偏差,还有一部分可能为零偏差。可见,单次测定结果偏差的代数和应等于零。因此,本题测定结果的负偏差之和为+0.85的相反数,即-0.85。
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