目 录
第1章 绪论 ............................................................................................... 1 第2章 分析化学中的误差和数据处理 .......................................................... 1
一、内容提要 ........................................................................................ 1 二、重点与难点 ..................................................................................... 5 三、思考题与习题选解 ........................................................................... 6 第3 章 化学分析法导论 ............................................................................ 17
一、内容提要 ....................................................................................... 17 二、重点与难点 .................................................................................... 18 三、思考题与习题选解 .......................................................................... 18 第4章 酸碱平衡与酸碱滴定法 ................................................................... 24
一、内容提要 ....................................................................................... 24 二、重点和难点 .................................................................................... 32 三、思考题与习题选解 .......................................................................... 32 第5章 配位滴定法 .................................................................................... 60
一、内容提要 ....................................................................................... 60 二、重点和难点 .................................................................................... 62 三、思考题和习题选解 .......................................................................... 62 第6章 氧化还原滴定法 ............................................................................... 75
一、内容提要 ....................................................................................... 75 二、重点和难点 .................................................................................... 76 三、思考题与习题选解 .......................................................................... 76 第7章 沉淀滴定法 .................................................................................... 91
一、内容提要 ....................................................................................... 91 二、重点和难点 .................................................................................... 93 三、思考题和习题选解 .......................................................................... 93 第8章 重量分析法 .................................................................................. 100
一、内容提要 ..................................................................................... 100 二、重点和难点 .................................................................................. 100 三、思考题与习题选解 ........................................................................ 101 第9章 分析化学中的样品制备及常用分离方法 ........................................... 107
一、内容提要 ..................................................................................... 107 二、重点与难点 .................................................................................. 110 三、思考题与习题选解 ........................................................................ 111
第1章 绪论
第2章 分析化学中的误差和数据处理
本章要求
1.掌握绝对误差、相对误差、系统误差、偶然误差、精密度、准确度、有效数字及显著性检验、质量保证与质量控制、不确定度等基本概念。 2.掌握误差的产生原因及减免方法。
3.掌握准确度和精确度的表示方法及有关计算。
4.掌握有效数字的修约规则及运算规则、显著性检验的目的和方法、可疑数据的取舍方法、置信区间的含义及表示方法。
5.了解误差传递的规律和处理变量之间关系的统计方法——相关与回归。 6.理解分析结果的可靠性、分析方法的可靠性。
7.理解分析过程的质量保证与质量控制(分析前、分析中、分析后)。 8.了解不确定度的评估过程。 一、内容提要
本章要求读者掌握绝对误差、相对误差、系统误差、偶然误差、精密度、准确度、有效数字及显著性检验、质量保证与质量控制、不确定度等基本概念;误差的产生原因及减免方法;准确度和精确度的表示方法及有关计算;有效数字的修约规则及运算规则、显著性检验的目的和方法、可疑数据的取舍方法、置信区间的含义及表示方法;了解误差传递的规律和处理变量之间关系的统计方法——相关与回归;理解分析结果的可靠性、分析方法的可靠性;理解分析过程的质量保证与质量控制(分析前、分析中、分析后);了解不确定度的评估过程。 1、基本概念
(1)绝对误差(Ea) 测量值与真实值之差。 (2)相对误差(
Ea) 以真实值的大小为基础表示的误差值。 xT(3)系统误差 也叫可定误差,是由某种确定的原因所引起的误差,一般有固定的方向(正和负)和大小,重复测定时重复出现。
(4)方法误差 由于不适当的实验设计或所选方法不恰当所引起的误差。 (5)仪器或试剂误差 由于仪器未经过校准或试剂不合规格所引起的误差。 (6)操作误差 由于分析者操作不符合要求所造成的误差。
(7)偶然误差 也叫随机误差和不可定误差,是由一些偶然的原因所引起的误差,其大小和正负都不固定。
(8)准确度 分析结果与真实值接近的程度,其大小可用误差表示。
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(9)精密度 平行测量的歌测量值之间互相接近的程度,其大小可用偏差表示。 (10)偏差 测量值与平均值之差。
(11)置信区间 在一定置信水平时,以测量结果为中心,包括总体均值在内的可信范围。 (12)有效数字 实际上能测量到的数字。
(13)代表性 分析结果的代表性在很大程度上取决于试样的代表性,因此,在整个取样过中应使获得的分析试样能反映实际情况,即具有时间、地点和环境影响等的代性。
(14)准确性 反映分析方法或测量系统存在的系统误差的综合指标,它决定着分析结果的可靠性。分析数据的准确性将受到从试样的采集、保存、运输到实验室分析等环节的影响。
(15)精密性 分析结果的精密性表示测定值有无良好的重现性和再现性,它反映分析方法或测量系统存在的偶然误差的大小。
(16)可比性 指用不同分析方法测定同一试样时,所得结果的吻合程度。
(17)完整性 强调工作总体规划的切实完成,即保证按预期计划取得有系统性和连续性的有效试样,而且无缺漏地获得这些试样的分析结果及有关信息。
(18)灵敏度( sensitivity) 是指某方法对单位浓度或单位量待测物质变化所产生的响应量的变化程度。它可以用仪器的响应量或其他指示量与对应的待测物质的浓度或量之比来描述。
(19)检出限(detection limit) 为某特定分析方法.在给定的置信度内可从试样中检出待测物质的最小浓度或最小量。所谓―检出‖是指定性检出,即判定试样中存有浓度高于空白的待测物质。 (20)空白值(blank value) 就是除了不加试样外,按照试样分析的操作手续和条件进行实验得到的分析结果,空白值全面地反映了分析实验室和分析人员的水平。
(21)测定限 为定量范围的两端,分别为测定上限与测定下限。在测定误差能满足预定要求的前提下,用特定方法能准确地定量测定待测物质的最小浓度或量,称为该方法的测定下限。测定下限反映出分析方法能准确地定量测定低浓度水平待测物质的极限可能性。
(22)最佳测定范围 也称有效测定范围,指在测定误差能满足预定要求的前提下,特定方法的测定下限至测定上限之间的浓度范围。在此范围内能够准确地定量测定待测物质的浓度或量。 23. 校准曲线(calibration curve) 是描述待测物质浓度或量与相应的测量仪器响应或其他指示量之间的定量关系曲线。
(24)加标回收率 在测定试样的同时,于同一试样的子样中加入一定量的标准物质进行测定,将其测定结果扣除试样的测定值,计算回收率。加标回收率( recovery)的测定可以反映分析结果的准确度。
(25)干扰试验 针对实际试样中可能存在的共存物,检验其是否对测定有干扰,并了解共存物的最大允许浓度。
(26)不确定度 是测量不确定度的简称,指分析结果的正确性或准确性的可疑程度。不确定度是用于表达分析质量优劣的一个指标,是合理地表征测量值或其误差离散程度咆一个参数。不确定度又称为可疑程度,习惯地俗称为―不可靠程度‖。 2、主要计算公式
(1)绝对误差 Ea?x?xT (2)相对误差 相对误差
Ea?100% xT(3)绝对偏差 d?xi?x
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(4)绝对平均偏差 d?_?|x?x|ii?1nn
_(5)相对平均偏差 相对平均偏差?d?100% x2(6)标准偏差或标准差 s???x?x?ii?1nn?11?n?2xi???xi??n?i?1??i?1 n?1s?100% xn2(7)相对标准偏差或称变异系数 RSD?(8)系统误差传递的计算
① 和、差的绝对误差等于各测量值绝对误差的和、差
EaR=EaA+EaB-EaC (R?A+B-C)
② 积、商的相对误差等于各测量值相对误差的和、差
EaR(9)偶然误差传递的计算
EaBEaCAB=+- (R=)
CRABCEaA① 和、差标准偏差的平方,等于各测量值标准偏差的平方和
2222 (R?A?B?C) sR=sA+sB+sC② 积、商的相对标准偏差的平方,等于各测量值相对标准偏差的平方和
2222sCABsRsAsBR==++ ()
CR2A2B2C2(10)偶然误差正态分布曲线的数学方程式
y?f(x)?若令u?(x??)/?,则
1e?2??(x??)22?2
u21?12 y?f(u)?e2?1(11)概率密度最大值(x?μ) y(x??)?
?2?(12)t分布 t?x?? s(13)平均值的精密度 sx?sx/n (14)平均值的置信区间
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① 用多次测量样本平均值x,估计?的范围
??x?u?/n ② 用少量测量值的平均值x,估计μ的范围
??x?ts/n
(15)t检验
① 样本平均值与标准值比较
t?② 两个样本平均值的t检验
|x??|n st?|x1?x2|n1n2 sRn1?n22(n1?1)s12?(n2?1)s2sR??n1?n2?2?(x?x)??(x2122?x2)2(n1?1)?(n2?1) s12(16)F检验 F?2(s1?s2)
s2(17)可疑值的取舍 ① Q检验法
Q?② G检验法
x2?x1(x1为可疑值)
xn?x1|x可疑?x|sG?(18)相关系数
r?(19)回归分析
n?xiyi??xi?yi??n?x?(?xi)????n?y?(?yi)??2i22i2 斜率 r?n?xiyi??xi?yin?x?(?xi)2ii2
截距 a?
?y?b?xin
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