怎么理解化学中的误差和数据分析
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《分析化学》误差和分析数据的处理思维导图模板大纲
误差产生的原因及减免方法;与误差有关的一些基本概念(绝对误差与相对误差;系统误差与偶然误差;准确度与精密度);准确度与精密度的表示方法及二者之间的关系;偏差的各种表示方法及其计算;有效数字的表示方法及其运算法则。
置信区间的含义及表示方法;可疑值的取舍,分析结果的显著性检验(F检验、t检验)。
根据误差的性质和产生的原因,分为系统误差和偶然误差。系统误差:由分析过程中某些确定因素所造成的,特点是其大小、正负可以确定、具备重复性和单向性。分为方法误差、仪器和试剂误差、操作误差。
在定量分析过程中,由于测量方法、仪器、环境条件、试剂和分析工作者等的限制,测得结果和真实值不可能完全一致。误差是客观存在的。
偶然误差又称随机误差,由某些不确定的偶然因素所致。
可以通过增加平行测定次数,使正、负误差能相互抵消或部分抵消。
因为疏忽或差错引起的“过失”,其实质是一种错误,不属于误差的范畴。
单峰性、对称性、有界性、抵偿性
相对误差的的特点
绝对误差相同,测量值越大,相对误差越小,误差对测定结果的影响越小
对常量分析(化学分析),组分含量高,相对误差往往较小(千分之几)
对微量分析(仪器分析),组分含量低,相对误差往往较大(百分之几)
理论真值:化合物的理论组成;三角形内角和。
约定真值:国际计量大会定义的单位(国际单位)及我国法定计量单位。
标准值:采用可靠的分析方法和精密的仪器,多次平行分析,统计处理得到想到准备的含量,可代表组分的真实含量。
定量分析的误差来自系统误差和偶然误差,系统误差影响测定的准确度,而偶然误差对精确度和准确度均有影响。评价测定结果的优劣,需同时衡量其准确度和精确度。准确度高的前提是精密度高,精密度是保证准确度的先决条件。但精密度高不一定准确度就高,因为可能存在系统误差。因此,在评价分析结果时,必须将系统误差和偶然误差的影响综合考虑,确认消除了系统误差的情况下,可用精密度表达测定的准确度。
每一测量步骤所产生的误差都将传递到最终的分析结果中去,影响分析结果的准确度。
系统误差的传递:和、差的绝对误差等于各测量值绝对误差的和差;积、商的相对误差等于各测量值相对误差的和、差。
偶然误差的传递:和、差结果的标准偏差的平方,等于各测量值的标准偏差的平方和;积、商结果的相对标准偏差的平方,等于各测量值的相对标准偏差的平方和。
极值误差:假设每一个测量结果各步骤测量值的,又是叠加的,这样计算出的结果误差也是最大的。
减少系统误差:
选择适当的分析方法
减小测量误差
检验并消除测量过程中的系统误差。可用以下方法来检验和消除。(1)对照试验;(2)回收试验;(3)空白试验;(4)校准仪器。
减小偶然误差:平行多次实验
非单纯数学意义
与仪器精密度有关
变换单位时,有效数字的位数必须保持不变。
首位有效数字>=8,有效数字可多计一位.
对于pH及pKa等对数值,其有效数字的位数仅取决于小数部分数字的位数,而其整数部分的数值只代表原数值的幂次。
分析化学通常是四位有效数字,准确度千分之一。
样本数:正态分布,多次,趋近于无限t分布,次数较少。
偏差:正态分布:总体标准偏差。t分布,样本标准偏差s。
t分布:有点类似小样品数的正态分布。
显著性检验的顺序是先进行F 检验而后进行t 检验。先由F检验确认两组数据的精密度无显著性差异后,才能使用t 检验判断两组数据的均值是否存在系统误差。因为只有当两组数据的精密度无显著性差异时,准确度的检验才有意义,否则将会得出错误的判断。
单侧与双侧检验。检验两个分析结果间是否存在显著性差异时,用双侧检验;若检验某分析结果是否明显高于(或低于)某值,则用单侧检验。t 分布曲线两侧对称,双侧及单侧检验临界值都常见,可根据要求选择,但多用双侧检验。F 分布曲线为非对称,也有单侧检验和双侧检验的临界值,但多用单侧检验。
置信区间P或显著性水平α的选择 α=0.05 或P=95%
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