產(chǎn)品分類 / PRODUCT
PH計的使用與維護標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程
酸度計簡稱pH計,由電極和電計兩部分組成。使用中若能夠合理維護電極、按要求配制標(biāo)準(zhǔn)緩沖液和正確操作電計,可大大減小pH示值誤差,從而提高化學(xué)實驗、醫(yī)學(xué)檢驗數(shù)據(jù)的可靠性。
一、正確使用與保養(yǎng)電極
目前實驗室使用的電極都是復(fù)合電極,其優(yōu)點是使用方便,不受氧化性或還原性物質(zhì)的影響,且平衡速度較快。使用時,將電極加液口上所套的橡膠套和下端的橡皮套全取下,以保持電極內(nèi)氯化鉀溶液的液壓差。下面就把電極的使用與維護簡單作一介紹:
⒈復(fù)合電極不用時,可充分浸泡3M氯化鉀溶液中。切忌用洗滌液或其他吸水性試劑浸洗。
⒉使用前,檢查玻璃電極前端的球泡。正常情況下,電極應(yīng)該透明而無裂紋;球泡內(nèi)要充滿溶液,不能有氣泡存在。
⒊測量濃度較大的溶液時,盡量縮短測量時間,用后仔細清洗,防止被測液粘附在電極上而污染電極。
⒋清洗電極后,不要用濾紙擦拭玻璃膜,而應(yīng)用濾紙吸干, 避免損壞玻璃薄膜、防止交叉污染,影響測量精度。
⒌測量中注意電極的銀—氯化銀內(nèi)參比電極應(yīng)浸入到球泡內(nèi)氯化物緩沖溶液中,避免電計顯示部分出現(xiàn)數(shù)字亂跳現(xiàn)象。使用時,注意將電極輕輕甩幾下。
⒍電極不能用于強酸、強堿或其他腐蝕性溶液。
⒎嚴禁在脫水性介質(zhì)如無水乙醇、重鉻酸鉀等中使用。
二、標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的配制及其保存
⒈pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)保存在干燥的地方,如混合磷酸鹽pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在空氣濕度較大時就會發(fā)生潮解,一旦出現(xiàn)潮解,pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)即不可使用。
⒉配制pH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)使用二次蒸餾水或者是去離子水。如果是用于0.1級pH計測量,則可以用普通蒸餾水。
⒊配制pH標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)使用較小的燒杯來稀釋,以減少沾在燒杯壁上的pH標(biāo)準(zhǔn)液。存放pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的塑料袋或其它容器,除了應(yīng)倒干凈以外,還應(yīng)用蒸餾水多次沖洗,然后將其倒入配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液中,以保證配制的pH標(biāo)準(zhǔn)溶液準(zhǔn)確無誤。
⒋配制好的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液一般可保存2—3個月,如發(fā)現(xiàn)有渾濁、發(fā)霉或沉淀等現(xiàn)象時,不能繼續(xù)使用。
⒌堿性標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)裝在聚乙烯瓶中密閉保存。防止二氧化碳進入標(biāo)準(zhǔn)溶液后形成碳酸,降低其pH值。
三、pH計的正確校準(zhǔn)
pH計因電計設(shè)計的不同而類型很多,其操作步驟各有不同,因而pH計的操作應(yīng)嚴格按照其使用說明書正確進行。在具體操作中,校準(zhǔn)是pH計使用操作中的一重要步驟。表1的數(shù)據(jù)是精度為0.01級、經(jīng)過計量檢定合格的pH計在未校準(zhǔn)時與校準(zhǔn)后的測量值,從中可以看出校準(zhǔn)的重要性。
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標(biāo)準(zhǔn)pH┄┄┄校準(zhǔn)前誤差(pH)┄┄┄校準(zhǔn)后誤差(pH)
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13.000 ┅┅┅ 00.0600 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0000
12.000 ┅┅┅ 00.0450 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0005
11.000 ┅┅┅ 00.0500 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0010
10.000 ┅┅┅ 00.0300 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0000
9.000 ┅┅┅ 00.0200 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0005
8.000 ┅┅┅ 00.0100 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0005
7.000 ┅┅┅ 00.0015 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0000
6.000 ┅┅┅ -00.0100 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅-00.0005
5.000 ┅┅┅ -00.0105 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0005
4.000 ┅┅┅ 00.0150 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0000
3.000 ┅┅┅ -00.0300 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ 00.0000
2.000 ┅┅┅ -00.0200 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ -00.0003
1.000 ┅┅┅ -00.0350 ┅┅┅┅┅┅┅┅┅┅ -00.0001
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盡管pH計種類很多,但其校準(zhǔn)方法均采用兩點校準(zhǔn)法,即選擇兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液:一種是pH7標(biāo)準(zhǔn)緩沖液,第二種是pH9標(biāo)準(zhǔn)緩沖液或pH4標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。先用pH7標(biāo)準(zhǔn)緩沖液對電計進行定位,再根據(jù)待測溶液的酸堿性選擇第二種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。如果待測溶液呈酸性,則選用pH4標(biāo)準(zhǔn)緩沖液;如果待測溶液呈堿性,則選用pH9標(biāo)準(zhǔn)緩沖液。若是手動調(diào)節(jié)的pH計,應(yīng)在兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液之間反復(fù)操作幾次,直至不需再調(diào)節(jié)其零點和定位(斜率)旋鈕,pH計即可準(zhǔn)確顯示兩種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液pH值。則校準(zhǔn)過程結(jié)束。此后,在測量過程中零點和定位旋鈕就不應(yīng)再動。若是智能式pH計,則不需反復(fù)調(diào)節(jié),因為其內(nèi)部已貯存幾種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液的pH值可供選擇、而且可以自動識別并自動校準(zhǔn)。但要注意標(biāo)準(zhǔn)緩沖液選擇及其配制的準(zhǔn)確性。智能式0.01級pH計一般內(nèi)存有三至五種標(biāo)準(zhǔn)緩沖液pH值,如科立龍公司的KL-016型pH計等。
其次,在校準(zhǔn)前應(yīng)特別注意待測溶液的溫度。以便正確選擇標(biāo)準(zhǔn)緩沖液,并調(diào)節(jié)電計面板上的溫度補償旋鈕,使其與待測溶液的溫度一致。不同的溫度下,標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的pH值是不一樣的。如表2所示:
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溫度(℃)┄┄ pH7 ┄┄ pH4 ┄┄ pH9.2
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10┄┄┄┄┄┄6.92 ┄┄ 4.00 ┄┄9.33
15┄┄┄┄┄┄6.90 ┄┄ 4.00 ┄┄9.28
20┄┄┄┄┄┄6.88 ┄┄ 4.00 ┄┄9.23
25┄┄┄┄┄┄6.86 ┄┄ 4.00 ┄┄9.18
30┄┄┄┄┄┄6.85 ┄┄ 4.01 ┄┄9.14
40┄┄┄┄┄┄6.84 ┄┄ 4.03 ┄┄9.01
50┄┄┄┄┄┄6.83 ┄┄ 4.06 ┄┄9.02
50┄┄┄┄┄┄6.83 ┄┄ 4.06 ┄┄9.02
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校準(zhǔn)工作結(jié)束后,對使用頻繁的pH計一般在48小時內(nèi)儀器不需再次定標(biāo)。如遇到下列情況之一,儀器則需要重新標(biāo)定:
⑴溶液溫度與定標(biāo)溫度有較大的差異時.
⑵電極在空氣中暴露過久,如半小時以上時.
⑶定位或斜率調(diào)節(jié)器被誤動;
⑷測量過酸(pH<2)或過堿(pH>12)的溶液后;
⑸換過電極后;
⑹當(dāng)所測溶液的pH值不在兩點定標(biāo)時所選溶液的中間,且距7pH又較遠時。
檢測數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)知識
誤差及相關(guān)概念 → 真實值與標(biāo)準(zhǔn)值誤差是測量值與真實結(jié)果之間的差異,要想知道誤差的大小,必須知道真實的結(jié)果,這個真實的值,我們稱之“真值”。
1. 真實值
從理論上說,樣品中某一組分的含量必然有一個客觀存在的真實數(shù)值,稱之為“真實值”或“真值”。用“μ”表示。但實際上,對于客觀存在的真值,人們不可能的知道,只能隨著測量技術(shù)的不斷進步而逐漸接近真值。實際工作中,往往用“標(biāo)準(zhǔn)值”代替“真值”。
2. 標(biāo)準(zhǔn)值
采用多種可靠的分析方法、由具有豐富經(jīng)驗的分析人員經(jīng)過反復(fù)多次測定得出的結(jié)果平均值,是一個比較準(zhǔn)確的結(jié)果。
實際工作中一般用標(biāo)準(zhǔn)值代替真值。例如原子量、物理化學(xué)常數(shù):阿佛伽得羅常數(shù)為6.02×10等。
與我們實驗相關(guān)的是將純物質(zhì)中元素的理論含量作為真實值。
1. 準(zhǔn)確度
準(zhǔn)確度是測定值與真實值接近的程度。
為了獲得可靠的結(jié)果,在實際工作中人們總是在相同條件下,多測定幾次,然后求平均值,作為測定值。一般把這幾次在相同條件下的測定叫平行測定。如果這幾個數(shù)據(jù)相互比較接近,就說明分析的精密度高。
2. 精密度
精密度是幾次平行測定結(jié)果相互接近的程度。
3. 精密度和準(zhǔn)確度的關(guān)系
?。?)精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件。
?。?)高精密度不一定保證高準(zhǔn)確度。
1. 誤差
?。?) 定義:個別測定結(jié)果X、X …X與真實值μ之差稱為個別測定的誤差,簡稱誤差。
?。?) 表示:各次測定結(jié)果誤差分別表示為X-μ、X-μ……X-μ。
(3)計算方法:
誤差
相對誤差
對于誤差——測定值大于真值,誤差為正值;測定值小于真值,誤差為負值。
對于相對誤差——反映誤差在測定結(jié)果中所占百分率,更具實際意義。
2. 偏差
偏差是衡量精密度的大小。
誤差的分類 → 系統(tǒng)誤差
1. 定義
由某種固定的原因造成的誤差,若能找出原因,設(shè)法加以測定,就可以消除,所以也叫可測誤差。
2. 特點
具有單向性、可測性、重復(fù)性。即:正負、大小都有一定的規(guī)律性,重復(fù)測定時會重復(fù)出現(xiàn)。
3. 產(chǎn)生原因
?。?)方法誤差:分析方法本身所造成的誤差。方法誤差是由于某一分析方法本身不夠完善造成的。如分析過程中,干擾離子的影響沒有消除。
?。?)操作誤差:由于操作人員的主觀原因造成的。如滴定分析時,每個人對滴定終點顏色變化的敏感程度不同,不同的人對終點的判斷不同。
?。?)儀器和試劑誤差:儀器誤差來源于儀器本身不夠。例如天平兩臂不等長,砝碼長期使用后質(zhì)量改變。試劑誤差來源于試劑不純。
注意:系統(tǒng)誤差是重復(fù)地以固定形式出現(xiàn)的,增加平行測定次數(shù)不能消除。
誤差的分類 → 隨機誤差
隨機誤差由某些難以控制、無法避免的偶然因素造成。也稱偶然誤差。
1. 特點
大小、正負都不固定,不能通過校正來減小或消除,可以通過增加測定次數(shù)予以減小。
2. 產(chǎn)生原因
操作中溫度變化、濕度變化、甚至灰塵等都會引起測定結(jié)果波動。
系統(tǒng)誤差和隨機誤差劃分不是的,對滴定終點判斷的不同有個人的主觀原因,也有偶然性。隨機誤差比系統(tǒng)誤差更具偶然性。分析工作中的“過失”不同于這兩種誤差。它是由于分析人員操作時粗心大意或違反操作規(guī)程所產(chǎn)生的錯誤。
隨機誤差的正態(tài)分布 1. 分布曲線
y:概率密度,表示測量值在此處出現(xiàn)的概率。y越大,出現(xiàn)的可能性越大。x:測量值。
μ總體平均值:無限次數(shù)據(jù)的平均值,相應(yīng)于曲線zui高點的橫坐標(biāo)值,表示無限個數(shù)據(jù)集中趨勢。在沒有系統(tǒng)誤差時,它就是真值。
σ總體標(biāo)準(zhǔn)偏差:總體平均值到曲線兩轉(zhuǎn)折點之一的距離,表征數(shù)據(jù)分散程度。σ小,數(shù)據(jù)集中,曲線又高又瘦,σ大,數(shù)據(jù)分散,曲線比較矮比較胖。
x-σ:隨機誤差。若以x-σ為橫坐標(biāo),則曲線zui高點對應(yīng)橫坐標(biāo)為0。
對于一條曲線來說, μ和σ是這條曲線的兩個參數(shù),所以用N(μ,σ)表示這條曲線。這條曲線可以用一個函數(shù)式表示。
2. 概率密度函數(shù)
3. 隨機誤差規(guī)律性
?。?)小誤差出現(xiàn)的概率比大誤差多,特別大的誤差出現(xiàn)的概率極少。
(2)正誤差和負誤差出現(xiàn)的概率是相等的。
4. 標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布:
橫坐標(biāo)用u表示,其定義式為:
即:以σ為單位來表示隨機誤差。
函數(shù)表達式為:
因此曲線的形狀與σ大小無關(guān), 不同的曲線都合并為一條。
記作N(0,1)
隨機誤差的區(qū)間概率
1. 定義
隨機誤差在某一區(qū)間出現(xiàn)的概率以某段正態(tài)分布曲線下所包含的面積表示。
一條完整的正態(tài)分布曲線所包含的面積,表示所有測量值出現(xiàn)的概率的總和,即是100%,等于1。用算式表示為:
一般以為單位,計算不同值曲線所包含的面積,制成概率積分表供直接查閱。
2. 計算公式
概率=面積=
有限數(shù)據(jù)的統(tǒng)計處理隨機誤差分布的規(guī)律給數(shù)據(jù)處理提供了理論基礎(chǔ),但它是對無限多次測量而言。實際工作中我們只做有限次測量,并把它看作是從無限總體中隨機抽出的一部分,稱之為樣本。樣本中包含的個數(shù)叫樣本容量,用n表示。
數(shù)據(jù)的趨勢 → 數(shù)據(jù)集中趨勢的表示
1. 算術(shù)平均值
n次測定數(shù)據(jù)的平均值。
是總體平均值的*估計。對于有限次測定,測量值總朝算術(shù)平均值集中,即數(shù)值出現(xiàn)在算術(shù)平均值周圍;對于無限次測定,即n → ∞時, →μ。
2. 中位數(shù)M
將數(shù)據(jù)按大小順序排列,位于正中間的數(shù)據(jù)稱為中位數(shù)M。
n為奇數(shù)時,居中者即是;n為偶數(shù)時,正中間兩個數(shù)據(jù)的平均值即是。
數(shù)據(jù)的趨勢 → 數(shù)據(jù)分散程度的表示
1. 極差R(或稱全距):指一組平行測定數(shù)據(jù)中zui大者(Xmax)和zui小者(Xmin)之差。
R = Xmax - Xmin
2. 平均偏差:各次測量值與平均值的偏差的值的平均。
偏差 di = Xi - (i =1,2,…,n )
平均偏差
相對平均偏差
3. 標(biāo)準(zhǔn)偏差S:計算方法
標(biāo)準(zhǔn)偏差S =
相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,也叫變異系數(shù),用CV表示,一般計算百分率。
相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD = ×100 %
自由度f:f = n-1
平均值的置信度區(qū)間 → 定 義
1. 置信度
置信度表示對所做判斷有把握的程度?!”硎痉枺?font face="Times New Roman">P 。
有時我們對某一件事會說“我對這個事有八成的把握”。這里的“八成把握”就是置信度,實際是指某事件出現(xiàn)的概率。
常用置信度:P=0.90,P=0.95;或P=90%,P=95%。
2. 置信度區(qū)間
按照t分布計算,在某一置信度下以個別測量值為中心的包含有真值的范圍,叫個別測量值的置信度區(qū)間。1. t的定義
,與對比。
2. t分布曲線
(1) t分布曲線:t分布曲線的縱坐標(biāo)是概率密度,橫坐標(biāo)是t,這時隨機誤差不按正態(tài)分布,而是按t分布。
(2) 與正態(tài)分布關(guān)系:t分布曲線隨自由度f變化,當(dāng)n→∞時,t分布曲線即是正態(tài)分布。
【t分布值表】
由表可知,當(dāng)f→∞ 時,S→σ,t即是u。
實際上,當(dāng)f=20時,t與u已十分接近。
3. 平均值的置信度區(qū)間:
(1) 表示方法:
?。?) 含義:在一定置信度下,以平均值為中心,包括總體平均值的置信度區(qū)間。
(3) 計算方法:
?、?nbsp;求出測量值的,S,n。
?、?nbsp;根據(jù)要求的置信度與f值,從t分布值表中查出t值。
?、?nbsp;代入公式計算。
t分布曲線
顯著性檢驗 → 平均值與標(biāo)準(zhǔn)值比較常用的方法有兩種:t檢驗法和F檢驗法。
分析工作中常遇到兩種情況:樣品測定平均值和樣品標(biāo)準(zhǔn)值不一致;兩組測定數(shù)據(jù)的平均值不一致。需要分別進行平均值與標(biāo)準(zhǔn)值比較和兩組平均值的比較。
1. 比較方法
用標(biāo)準(zhǔn)試樣做幾次測定,然后用t檢驗法檢驗測定結(jié)果的平均值與標(biāo)準(zhǔn)試樣的標(biāo)準(zhǔn)值之間是否存在差異。
2. 計算方法
?、?nbsp;求t。
t =
?、?nbsp;根據(jù)置信度(通常取置信度95%)和自由度f,查t分布表中t值。
?、?nbsp;比較t和t,若t﹥t,說明測定的平均值出現(xiàn)在以真值為中心的95%概率區(qū)間之外,平均值與真實值有顯著差異,我們認為有系統(tǒng)誤差存在。
t =
例:某化驗室測定標(biāo)樣中CaO含量得如下結(jié)果:CaO含量=30.51%,S=0.05,n=6, 標(biāo)樣中CaO含量標(biāo)準(zhǔn)值是30.43%,此操作是否有系統(tǒng)誤差?(置信度為95%)
解:t= = 3.92
查表:置信度95%,f=5時,t=2.57。比較可知t>t。
說明:此操作存在系統(tǒng)誤差。
顯著性檢驗 → 兩組平均值的比較常用的方法有兩種:t檢驗法和F檢驗法。
分析工作中常遇到兩種情況:樣品測定平均值和樣品標(biāo)準(zhǔn)值不一致;兩組測定數(shù)據(jù)的平均值不一致。需要分別進行平均值與標(biāo)準(zhǔn)值比較和兩組平均值的比較。
1. 比較方法
用兩種方法進行測定,結(jié)果分別為,S,n; ,S,n。然后分別用F檢驗法及t檢驗法計算后,比較兩組數(shù)據(jù)是否存在顯著差異。
2. 計算方法
(1)精密度的比較——F檢驗法:
①求F計算: F=>1
②由F表根據(jù)兩種測定方法的自由度,查相應(yīng)F值進行比較。
【表2-2 95%置信水平(a=0.05)時單側(cè)檢驗F值(部分)】
③若F>F,說明 S和S差異不顯著,進而用t檢驗平均值間有無顯著差異。若F>F,S和S差異顯著。
(2)平均值的比較:
①求t:t=
若S與S無顯著差異,取S作為S。
②查t值表,自由度f=n+n-2。
③若t>t,說明兩組平均值有顯著差異。
例:NaCO試樣用兩種方法測定結(jié)果如下:
方法1:=42.34,S=0.10,n=5。
方法2:=42.44,S=0.12,n=4。
比較兩結(jié)果有無顯著差異。
離群值的取舍1. 定義
在一組平行測定數(shù)據(jù)中,有時會出現(xiàn)個別值與其他值相差較遠,這種值叫離群值。
判斷一個測定值是否是離群值,不是把數(shù)據(jù)擺在一塊看一看,那個離得遠,那個是離群值,而是要經(jīng)過計算、比較才能確定,我們用的方法就叫Q檢驗法。
2. 檢驗方法
?。?font face="Times New Roman">1)求Q:Q=
即:求出離群值與其zui鄰近的一個數(shù)值的差,再將它與極差相比就得Q值。
?。?font face="Times New Roman">2)比較:根據(jù)測定次數(shù)n和置信度查Q,若Q>Q,則離群值應(yīng)舍去,反之則保留離群值。
表2-3 90%置信水平的Q臨界值表
數(shù)據(jù)數(shù)(n) 3 4 5 6 7 8 9 10 ∞ |
Q90% 0.90 0.76 0.64 0.56 0.51 0.47 0.44 0.41 0.00 |
例:測定某溶液物質(zhì)的量濃度,得如下結(jié)果:0.1014 ,0.1012 ,0.1016 ,0.1025 ,問0.1025是否應(yīng)該舍棄(置信度90%)?
方法的選擇 方法的選擇要根據(jù)分析試樣的組成確定分析方法。
常量組分測定:重量法、滴定法。準(zhǔn)確度高,靈敏度低。
微量組分測定:儀器分析測定。準(zhǔn)確度高,靈敏度較差。
準(zhǔn)確度的提高
1. 減少測量誤差
測定過程中要進行重量、體積的測定,為保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確度,就必須減少測量誤差。
例:在重量分析中,稱重是關(guān)鍵一步,應(yīng)設(shè)法減少稱量誤差。
要求:稱量相對誤差<0.1%。
一般分析天平的稱量誤差為±0.0001克,試樣重量必須等于或大于0.2克,才能保證稱量相對誤差在0.1%以內(nèi)。
2. 增加平行測定次數(shù),減少隨機誤差
增加平行測定次數(shù),可以減少隨機誤差,但測定次數(shù)過多,沒有太大的意義,反而增加工作量,一般分析測定時,平行測定4-6次即可。
3. 消除測定過程中的系統(tǒng)誤差
3.1 檢查方法:對照法
?。?)對照試驗:選用組成與試樣相近的標(biāo)準(zhǔn)試樣進行測定,測定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值作統(tǒng)計處理,判斷有無系統(tǒng)誤差。
?。?)比較試驗:用標(biāo)準(zhǔn)方法和所選方法同時測定某一試樣,測定結(jié)果做統(tǒng)計檢驗,判斷有無系統(tǒng)誤差。
?。?)加入法:稱取等量試樣兩份,在其中一份試樣中加入已知量的待測組分,平行進行兩份試樣測定,由加入被測組分量是否定量回收,判斷有無系統(tǒng)誤差。又叫回收實驗。
3.2 消除方法
?。?)做空白實驗:在不加試樣的情況下,按試樣分析步驟和條件進行分析實驗,所得結(jié)果為空白值,從試樣測定結(jié)果中扣除??梢韵噭⒄麴s水和容器引入的雜質(zhì)。
?。?)校準(zhǔn)儀器:對砝碼、移液管等進行校準(zhǔn),消除儀器引起的系統(tǒng)誤差。
?。?)引用其它方法校正。
有效數(shù)字的修約規(guī)則
有效數(shù)字1. 定義
有效數(shù)字就是實際能測到的數(shù)字。有效數(shù)字的位數(shù)和分析過程所用的分析方法、測量方法、測量儀器的準(zhǔn)確度有關(guān)。我們可以把有效數(shù)字這樣表示。
有效數(shù)字=所有的可靠的數(shù)字+ 一位可疑數(shù)字
有效數(shù)字=準(zhǔn)確的數(shù)+ 一位欠準(zhǔn)的數(shù)(±1)
表示含義:如果有一個結(jié)果表示有效數(shù)字的位數(shù)不同,說明用的稱量儀器的準(zhǔn)確度不同。
例:7.5克 用的是粗天平
7.52克 用的是扭力天平
7.5187克 用的是分析天平
2. “0”的雙重意義
作為普通數(shù)字使用或作為定位的標(biāo)志。
例:滴定管讀數(shù)為20.30毫升。兩個0都是測量出的值,算做普通數(shù)字,都是有效數(shù)字,這個數(shù)據(jù)有效數(shù)字位數(shù)是四位。
改用“升”為單位,數(shù)據(jù)表示為0.02030升,前兩個0是起定位作用的,不是有效數(shù)字,此數(shù)據(jù)是四位有效數(shù)字。
3. 規(guī)定
?。?)改變單位并不改變有效數(shù)字的位數(shù)。
(2)在數(shù)字末尾加0作定位時,要用科學(xué)計數(shù)法表示。
?。?)在分析化學(xué)計算中遇到倍數(shù)、分數(shù)關(guān)系時,視為無限多位有效數(shù)字。
?。?)對數(shù)數(shù)值的有效數(shù)字位數(shù)由該數(shù)值的尾數(shù)部分決定。
注意:*為8或9的數(shù)字,有效數(shù)字可多計一位規(guī)定:當(dāng)尾數(shù)≤4時則舍,尾數(shù)≥6時則入;尾數(shù)等于5而后面的數(shù)都為0時,5前面為偶數(shù)則舍,5前面為奇數(shù)則入;尾數(shù)等于5而后面還有不為0的任何數(shù)字,無論5前面是奇或是偶都入。
例:將下列數(shù)字修約為4位有效數(shù)字。
修約前 修約后
0.526647--------0.5266
0.36266112------0.3627
10.23500--------10.24
250.65000-------250.6
18.085002--------18.09
3517.46--------3517
有效數(shù)字運算規(guī)則
由于與誤差傳遞有關(guān),計算時加減法和乘除法的運算規(guī)則不太相同。
1. 加減法
先按小數(shù)點后位數(shù)zui少的數(shù)據(jù)保留其它各數(shù)的位數(shù),再進行加減計算,計算結(jié)果也使小數(shù)點后保留相同的位數(shù)。
例:計算50.1+1.45+0.5812=?
修約為:50.1+1.4+0.6=52.1
先修約,結(jié)果相同而計算簡捷。
例:計算 12.43+5.765+132.812=?
修約為:12.43+5.76+132.81=151.00
注意:用計數(shù)器計算后,屏幕上顯示的是151,但不能直接記錄,否則會影響以后的修約;應(yīng)在數(shù)值后添兩個0,使小數(shù)點后有兩位有效數(shù)字。
2. 乘除法
先按有效數(shù)字zui少的數(shù)據(jù)保留其它各數(shù),再進行乘除運算,計算結(jié)果仍保留相同有效數(shù)字。
例:計算0.0121×25.64×1.05782=?
修約為:0.0121×25.6×1.06=?
計算后結(jié)果為:0.3283456,結(jié)果仍保留為三位有效數(shù)字。
記錄為:0.0121×25.6×1.06=0.328
注意:用計算器計算結(jié)果后,要按照運算規(guī)則對結(jié)果進行修約
例:計算2.5046×2.005×1.52=?
修約為:2.50×2.00×1.52=?
計算器計算結(jié)果顯示為7.6,只有兩位有效數(shù)字,但我們抄寫時應(yīng)在數(shù)字后加一個0,保留三位有效數(shù)字。
2.50×2.00×1.52=7.60
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