3.消除测定中系统误差
消除测定中系统误差可采取以下措施:其一是做空白实验,即在不加试样的情况下,按试样分析规程在同样操作条件下进行的分析。所得结果的数值称为空白值。然后从试样结果中扣除空白值就得到比较可靠的分析结果。其二是注意仪器校正,具有准确体积的和质量的仪器,如滴定管、移液管、容量瓶和分析天平砝码,都应进行校正,以消除仪器不准所引起的系统误差。因为这些测量数据都是参加分析结果计算的。其三是作对照试验,对照试验就是用同样的分析方法在同样的条件下,用标样代替试样进行的平行测定。将对照试验的测定结果与标样的已知含量相比,其比值称为校正系数。 校正系数=标准试样组分的标准含量/标准试样测定的含量 被测试样的组分含量=测得含量×校正系数
综上所述,在分析过程中检查有无系统误差存在,作对照试验是最有效的办法。通过对照试验可以校正测试结果,消除系统误差。 一、玻璃仪器的干燥
做实验经常要用到的仪器应在每次实验完毕之后洗净干燥备用。用于不同实验的仪器对干燥有不同的要求,一般定量分析中的烧杯、锥形瓶等仪器洗净即可使用,而用于有机化学实验或有机分析的仪器很多是要求干燥的,有的要求无水迹,有的要求无水。应根据不同要求来干燥仪器。
1、晾干 不急用的,要求一般干燥,可在纯水涮洗后,在无尘处倒置挖去水分,然后自然干燥。可用安有斜木钉的架子和带有透气孔的玻璃柜放置仪器。
2、烘干 洗净的仪器控去水分,放在电烘箱中烘干,烘箱温度为105—120℃烘1h左右。也可放在红外灯干燥箱中烘干。此法适用于一般仪器。称量用的称量瓶等烘干后要放在干燥器中冷却和保存。带实心玻璃塞的及厚壁仪器烘干时要注意慢慢升温并且温度不可过高,以免烘裂,量器不可放于烘箱中烘。
硬质试管可用酒精灯烘干,要从底部烘起,把试管口向下,以免水珠倒流把试管炸裂,烘到无水珠时,把试管口向上赶净水汽。
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3、热(冷)风吹干 对于急于干燥的仪器或不适合放入烘箱的较大的仪器可用吹干的办法,通常用少量乙醇、丙酮(或最后再用乙醚)倒入已控去水分的仪器中摇洗控净溶剂(溶剂要回收),然后用电吹风吹,开始用冷风吹1—2min,当大部分溶剂挥发后吹入热风至完全干燥,再用冷风吹残余的蒸汽,使其不再冷凝在容器内。此法要求通风好,防止中毒,不可接触明火,以防有机溶剂爆炸。 二、 玻璃仪器的保管
在贮藏室内玻璃仪器要分门别类地存放,以便取用。经常使用的玻璃仪器放在实验柜内,要放置稳妥,高的、大的放在里面,以下提出一些仪器的保管办法。 1. 移液管 洗净后置于防尘的盒中。
2. 滴定管 用后,洗去内装的溶液,洗净后装满纯水,上盖玻璃短试管或塑料套管,也可倒置夹于滴定管架上。 3. 比色皿 用毕洗净后,在瓷盘或塑料盘中下垫滤纸,倒置晾干后装入比色皿盒或清洁的器皿中。
4. 带磨口塞的仪器 容量瓶或比色管最好在洗净前就用橡皮筋或小线绳把塞和管口栓好,以免打破塞子或互相弄混。需长期保存的磨口仪器要在塞间垫一张纸片,以免日久粘住。长期不用的滴定管要除掉凡士林后垫纸,用皮筋栓好活塞保存。 5. 成套仪器 如索氏萃取器,气体分析器等用完要立即洗净,放在专门的纸盒里保存。
总之我们要本着对工作负责的精神,对所用的一切玻璃仪器用完后要清洗干净,按要求保管,要养成良好的工作习惯,不要在仪器里遗留油脂、酸液、腐蚀性物质(包括浓碱液)或有毒药品,以免造成后患。
一、 有效数字
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为了取得准确的分析结果,不仅要准确测量,而且还要正确记录与计算。所谓正确记录是指记录数字的位数。因为数字的位数不仅表示数字的大小,也反映测量的准确程度。所谓有效数字,就是实际能测得的数字。
有效数字保留的位数,应根据分析方法与仪器的准确度来决定,一般使测得的数值中只有最后一位是可疑的。例如在分析天平上称取试样0.5000g,这不仅表明试样的质量0.5000g,还表明称量的误差在±0.0002g以内。如将其质量记录成0.50g,则表明该试样是在台称上称量的,其称量误差为0.02g,故记录数据的位数不能任意增加或减少。如在上例中,在分析天平上,测得称量瓶的重量为10.4320g,这个记录说明有6位有效数字,最后一位是可疑的。因为分析天平只能称准到0.0002g,即称量瓶的实际重量应为10.4320±0.0002g,无论计量仪器如何精密,其最后一位数总是估计出来的。因此所谓有效数字就是保留末一位不准确数字,其余数字均为准确数字。同时从上面的例子也可以看出有效数字是和仪器的准确程度有关,即有效数字不仅表明数量的大小而且也反映测量的准确度.
二、有效数字中"0"的意义
"0"在有效数字中有两种意义:一种是作为数字定值,另一种是有效数字. 以上数据中“0”所起的作用是不同的。在10.1430中两个“0”都是有效数字,所以它有6位有效数字。在2.1045中的“0”也是有效数字,所以它有5位有效数字。在0.2104中,小数前面的“0”是定值用的,不是有效数字,而在数据中的“0”是有效数字,所以它有4位有效数字。在0.0120中,“1”前面的两个“0”都是定值用的,而在末尾的“0”是有效数字,所以它有3位有效数字。
综上所述,数字中间的“0”和末尾的“0”都是有效数字,而数字前面所有的“0”只起定值作用。以“0”结尾的正整数,有效数字的位数不确定。例如4500这个数,就不会确定是几位有效数字,可能为2位或3位,也可能是4位。
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遇到这种情况,应根据实际有效数字书写成:
4.5×10
3
2位有效数字
4.50×10
3
3
位有效数字
4.500×10
3
4
位有效数字
因此很大或很小的数,常用10的乘方表示。当有效数字确定后,在书写时一般只保留一位可疑数字,多余数字按数字修约规则处理。
对于滴定管、移液管和吸量管,它们都能准确测量溶液体积到0.01mL。所以当用50mL滴定管测定溶液体积时,如测量体积大于10mL小于50mL时,应记录为4位有效数字。例如写成24.22;如测定体积小于10mL,应记录3位有效数字,例如写成8.13 mL。当用25mL移液管移取溶液时,应记录为25.00mL;当用5mL吸取关系取溶液时,应记录为5.00mL。当用250mL容量瓶配制溶液时,所配溶液体积应即为250.0mL。当用50mL容量瓶配制溶液时,应记录为50.00mL。
总而言之,测量结果所记录的数字,应与所用仪器测量的准确度相适应。
三、数字修约规则
我国科学技术委员会正式颁布的《数字修约规则》,通常称为“四舍六入五成双”法则。四舍六入五考虑,即当尾数≤4时舍去,尾数为6时进位。当尾数4舍为5时,则应是末位数是奇数还是偶数,5前为偶数应将5舍去,5前为
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奇数应将5进位。这一法则的具体运用如下:
a. 将28.175和28.165处理成4位有效数字,则分别为28.18和28.16。
b. 若被舍弃的第一位数字大于5,则其前一位数字加1,例如28.2645处理成3为有效数字时,其被舍去的第一位数字为6,大于5,则有效数字应为28.3。
c. 若被舍其的第一位数字等于5,而其后数字全部为零时,则是被保留末位数字为奇数或偶数(零视为偶),而定进或舍,末位数是奇数时进1,末位数为偶数时还进1,例如28.350、28.250、28.050处理成3位有效数字时,分别为28.4、28.2、28.0。
d. 若被舍弃的第一位数字为5,而其后的数字并非全部为零时,则进1,例如28.2501,只取3位有效数字时,成为28.3。
e. 若被舍弃的数字包括几位数字时,不得对该数字进行连续修约,而应根据以上各条作一次处理。如2.154546 ,只取3位有效数字时,应为2.15,二不得按下法连续修约为2.16: 2.154546→2.15455→2.1546→2.155→2.16
四、有效数字运算规则
前面曾根据仪器的准确度介绍了有效数字的意义和记录原则,在分析计算中,有效数字的保留更为重要,下面仅就加减法和乘除法的运算规则加以讨论。
a. 加减法:在加减法运算中,保留有效数字的以小数点后位数最小的为准,即以绝对误差最大的为准,例如:0.01
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