無機及分析化學(xué) 緒論PPT課件

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1、1 緒論緒論 溶液和膠體溶液和膠體 化學(xué)熱力學(xué)初步化學(xué)熱力學(xué)初步 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ) 酸堿平衡與酸堿滴定法酸堿平衡與酸堿滴定法 沉淀溶解平衡沉淀溶解平衡 氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法氧化還原反應(yīng)與氧化還原滴定法 配位平衡與配位滴定法配位平衡與配位滴定法 吸光光度法吸光光度法課程主要內(nèi)容課程主要內(nèi)容第1頁/共54頁2 主要參考書：主要參考書： （1 1）浙江大學(xué)編）浙江大學(xué)編. .無機及分析化學(xué)無機及分析化學(xué). .北京：高等教育出北京：高等教育出版社，版社，2003.2003. （2 2）董元彥主編）董元彥主編. .無機及分析化學(xué)無機及分析化學(xué)

2、. .北京：科學(xué)出版社，北京：科學(xué)出版社，2000.2000. （3 3）郭文錄，袁愛華，林生嶺主編）郭文錄，袁愛華，林生嶺主編. .無機與分析化學(xué)無機與分析化學(xué). .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，20042004 （4 4）鐘國清，朱云云主編）鐘國清，朱云云主編. .無機及分析化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo)無機及分析化學(xué)學(xué)習(xí)指導(dǎo). .北京：科學(xué)出版社，北京：科學(xué)出版社，2007.2007.n 考核方式：考核方式： 閉卷考試。成績評定采用結(jié)構(gòu)評分，期末考試占閉卷考試。成績評定采用結(jié)構(gòu)評分，期末考試占60%60%，實驗占，實驗占30%30%，出勤、作業(yè)占，出勤、作業(yè)占10%10%。第

3、2頁/共54頁3 緒緒 論論(Introduction)第3頁/共54頁4 1. .了解化學(xué)的基本概念、主要分支及研究內(nèi)容；了解化學(xué)的基本概念、主要分支及研究內(nèi)容； 2. .懂得學(xué)習(xí)有關(guān)化學(xué)知識的重要意義，會正確使用參考懂得學(xué)習(xí)有關(guān)化學(xué)知識的重要意義，會正確使用參考書；書； 3. .熟悉誤差的來源并掌握誤差的各種表示方法；熟悉誤差的來源并掌握誤差的各種表示方法； 4. .正確理解有效數(shù)字的含義，掌握其運算規(guī)則，熟悉定正確理解有效數(shù)字的含義，掌握其運算規(guī)則，熟悉定量分析的誤差來源及分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理。量分析的誤差來源及分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理。主要講授內(nèi)容主要講授內(nèi)容: : 化學(xué)基本概念及其研究對象和

4、范圍化學(xué)基本概念及其研究對象和范圍; ;學(xué)習(xí)化學(xué)專業(yè)知識學(xué)習(xí)化學(xué)專業(yè)知識的重要意義的重要意義; ;參考書介紹參考書介紹. .有效數(shù)字及其運算規(guī)則有效數(shù)字及其運算規(guī)則, ,定量分析定量分析中的誤差中的誤差, ,準確度和精密度準確度和精密度, ,系統(tǒng)誤差和偶然誤差系統(tǒng)誤差和偶然誤差, ,可疑值的可疑值的取舍取舍, ,分析結(jié)果的處理與報告分析結(jié)果的處理與報告. .學(xué)習(xí)要求：學(xué)習(xí)要求：第4頁/共54頁5青霉素，一種著名的抗生素合成纖維合成橡膠的用途不同種類的塑料制品合成氨和尿素工廠新材料“鋯”，使手機正面擁有寶石般的光彩 第5頁/共54頁6芯片芯片 克隆?？寺∨?核彈核彈 神舟神舟7號發(fā)射升空號發(fā)射升

5、空 納米機器人在清理血納米機器人在清理血管中的有害堆積物管中的有害堆積物 激光發(fā)生器激光發(fā)生器 第6頁/共54頁7 化學(xué)是研究物質(zhì)變化的科學(xué)化學(xué)是研究物質(zhì)變化的科學(xué) 無機化學(xué)簡介無機化學(xué)簡介 分析化學(xué)簡介分析化學(xué)簡介 1.1 無機及分析無機及分析第7頁/共54頁8v宇宙中的萬物，無論是宏觀世界還是微觀世界都宇宙中的萬物，無論是宏觀世界還是微觀世界都是不依賴于我們的意識而存在的客觀的實實在在是不依賴于我們的意識而存在的客觀的實實在在的東西，即物質(zhì)；的東西，即物質(zhì)；v物質(zhì)處于永恒的運動中；物質(zhì)處于永恒的運動中；v一切自然科學(xué)（包括化學(xué)）都是以客觀存在的物一切自然科學(xué)（包括化學(xué)）都是以客觀存在的物質(zhì)

6、世界作為它考察和研究的對象質(zhì)世界作為它考察和研究的對象第8頁/共54頁9v化學(xué)是一門在原子、分子或離子層次上研化學(xué)是一門在原子、分子或離子層次上研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化及其內(nèi)究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、變化及其內(nèi)在聯(lián)系和外界變化條件的科學(xué)。在聯(lián)系和外界變化條件的科學(xué)。v簡而言之，化學(xué)是研究物質(zhì)變化的科學(xué)。簡而言之，化學(xué)是研究物質(zhì)變化的科學(xué)。第9頁/共54頁10 人們研究化學(xué)的最終目的就是通過認識人們研究化學(xué)的最終目的就是通過認識物質(zhì)化學(xué)變化的規(guī)律，去馴服物質(zhì)，把各種物質(zhì)化學(xué)變化的規(guī)律，去馴服物質(zhì)，把各種自然界加工取得的原料經(jīng)過加工和改造，可自然界加工取得的原料經(jīng)過加工和改造，可以得到比粗

7、品更好或自然界完全沒有的物質(zhì)。以得到比粗品更好或自然界完全沒有的物質(zhì)。 人類生活的各個方面，社會發(fā)展的各種人類生活的各個方面，社會發(fā)展的各種需要都與化學(xué)息息相關(guān)。需要都與化學(xué)息息相關(guān)。第10頁/共54頁11 傳統(tǒng)化學(xué)按研究對象的內(nèi)在邏輯不同，分為傳統(tǒng)化學(xué)按研究對象的內(nèi)在邏輯不同，分為無無機化學(xué)機化學(xué)、有機化學(xué)有機化學(xué)、分析化學(xué)分析化學(xué)和和物理化學(xué)物理化學(xué)四大四大分支。分支。 現(xiàn)代化學(xué)已經(jīng)滲透到很多領(lǐng)域，形成了許多應(yīng)現(xiàn)代化學(xué)已經(jīng)滲透到很多領(lǐng)域，形成了許多應(yīng)用化學(xué)的新分支和邊緣學(xué)科，如用化學(xué)的新分支和邊緣學(xué)科，如農(nóng)業(yè)化學(xué)農(nóng)業(yè)化學(xué)、生生物化學(xué)物化學(xué)、醫(yī)藥化學(xué)醫(yī)藥化學(xué)、環(huán)境化學(xué)環(huán)境化學(xué)、材料化學(xué)材料化

8、學(xué)、核、核化學(xué)、等；另一方面，原有的化學(xué)、等；另一方面，原有的“四大分支四大分支”中中的某些內(nèi)容，已經(jīng)發(fā)展成為一些新的獨立分支，的某些內(nèi)容，已經(jīng)發(fā)展成為一些新的獨立分支，如熱化學(xué)、配位化學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、稀有元素如熱化學(xué)、配位化學(xué)、化學(xué)生物學(xué)、稀有元素化學(xué)等?；瘜W(xué)等。第11頁/共54頁12l化學(xué)實驗是人們認識物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)，揭示化學(xué)化學(xué)實驗是人們認識物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)，揭示化學(xué)變化規(guī)律和檢驗化學(xué)理論的基本手段。實驗在變化規(guī)律和檢驗化學(xué)理論的基本手段。實驗在化學(xué)發(fā)展中具有特殊的重要作用，因此人們把化學(xué)發(fā)展中具有特殊的重要作用，因此人們把化學(xué)學(xué)科看成是一門實驗性科學(xué)。化學(xué)學(xué)科看成是一門實驗性科學(xué)。l正確理論

9、具有指導(dǎo)作用。因此努力發(fā)展化學(xué)理正確理論具有指導(dǎo)作用。因此努力發(fā)展化學(xué)理論是化學(xué)工作者的一項重要任務(wù)。論是化學(xué)工作者的一項重要任務(wù)。第12頁/共54頁13 無機化學(xué)無機化學(xué)是研究周期表中一百多種元素的單是研究周期表中一百多種元素的單質(zhì)以及除了烴和烴的衍生物以外的所有化合物的質(zhì)以及除了烴和烴的衍生物以外的所有化合物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)和應(yīng)用的科學(xué)。結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)和應(yīng)用的科學(xué)。1.1.無機化學(xué)的沿革與復(fù)興無機化學(xué)的沿革與復(fù)興 最初的最初的化學(xué)可以說就是無機化學(xué)化學(xué)可以說就是無機化學(xué), ,當(dāng)時的研究當(dāng)時的研究 對象就是礦物和無機物對象就是礦物和無機物; ; 1928年德國化學(xué)家維勒由氰酸銨加熱得到尿

10、年德國化學(xué)家維勒由氰酸銨加熱得到尿 素素; ;人們開始合成許多天然界中沒有的化合人們開始合成許多天然界中沒有的化合 物。有機化學(xué)應(yīng)運而生并飛速發(fā)展；物。有機化學(xué)應(yīng)運而生并飛速發(fā)展；第13頁/共54頁14 在無機物與有機物得到相當(dāng)?shù)难芯亢螅恍┤嗽跓o機物與有機物得到相當(dāng)?shù)难芯亢?，一些?開始集中研究能左右無機物和有機物的性質(zhì)和開始集中研究能左右無機物和有機物的性質(zhì)和 反應(yīng)的一般規(guī)律和原理反應(yīng)的一般規(guī)律和原理; ;大約大約19世紀世紀80年代，相應(yīng)產(chǎn)生新的化學(xué)分支年代，相應(yīng)產(chǎn)生新的化學(xué)分支 物理化學(xué)。在此時期，無機化學(xué)以及有機化物理化學(xué)。在此時期，無機化學(xué)以及有機化 學(xué)、物理化學(xué)都得到長足發(fā)展學(xué)、

11、物理化學(xué)都得到長足發(fā)展; ; 然而大約在然而大約在1900年到第二次世界大戰(zhàn)期間，與突年到第二次世界大戰(zhàn)期間，與突 飛猛進的有機化學(xué)相比，無機化學(xué)的發(fā)展卻很緩飛猛進的有機化學(xué)相比，無機化學(xué)的發(fā)展卻很緩 慢慢; ; 第二次世界大戰(zhàn)中的原子能計劃極大地第二次世界大戰(zhàn)中的原子能計劃極大地“催化催化”了了 無機化學(xué)的發(fā)展。戰(zhàn)后至今，無機化學(xué)已從停滯無機化學(xué)的發(fā)展。戰(zhàn)后至今，無機化學(xué)已從停滯 蕭條時期步入一個蕭條時期步入一個“柳暗花明又一村柳暗花明又一村”的黃金時代的黃金時代。第14頁/共54頁152. 蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代無機化學(xué)蓬勃發(fā)展的現(xiàn)代無機化學(xué)現(xiàn)代無機合成現(xiàn)代無機合成(modern inorgani

12、c synthesis )配位化學(xué)配位化學(xué)(coordination chemistry) 原子簇化學(xué)原子簇化學(xué)(cluster chemistry) 超導(dǎo)材料超導(dǎo)材料(superconduct material)無機晶體材料無機晶體材料(inorganic crystal material)稀土化學(xué)稀土化學(xué)(rare earth chemistry)生物無機化學(xué)生物無機化學(xué)(bio-inorganic chemistry)無機金屬與藥物無機金屬與藥物(inorganic metals and medicines) 核化學(xué)和放射化學(xué)核化學(xué)和放射化學(xué)(nuclear chemistry and

13、radiation chemistry)第15頁/共54頁161. 分析化學(xué)的任務(wù)和作用分析化學(xué)的任務(wù)和作用n確定物質(zhì)中有哪些元素和確定物質(zhì)中有哪些元素和( (或或) )基團基團 ( (定性分析定性分析 Qualitative Analysis) )n每種成分的數(shù)量或物質(zhì)的純度如何每種成分的數(shù)量或物質(zhì)的純度如何 ( (定量分析定量分析 Quantitative Analysis) )n物質(zhì)中原子間彼此如何連接及在空間如物質(zhì)中原子間彼此如何連接及在空間如何排列何排列( (結(jié)構(gòu)和立體分析結(jié)構(gòu)和立體分析 Structral Analysis) ) 分析化學(xué)分析化學(xué)是研究物質(zhì)組成成分及其含量的測是研究

14、物質(zhì)組成成分及其含量的測定原理、測定方法和操作技術(shù)的學(xué)科。定原理、測定方法和操作技術(shù)的學(xué)科。第16頁/共54頁172. 分析化學(xué)的研究對象分析化學(xué)的研究對象從單質(zhì)到復(fù)雜的混合物及大分子化合物；從單質(zhì)到復(fù)雜的混合物及大分子化合物；從無機物到有機物，乃至從無機物到有機物，乃至DNADNA、多肽、蛋、多肽、蛋 白質(zhì)等；白質(zhì)等；從低分子量的到高分子量的；從低分子量的到高分子量的；從氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)；從氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)；從取樣幾噸到幾十微克從取樣幾噸到幾十微克第17頁/共54頁18p工業(yè)生產(chǎn)方面工業(yè)生產(chǎn)方面 從原料的選擇、中間產(chǎn)品、成品的檢驗，從原料的選擇、中間產(chǎn)品、成品的檢驗，新產(chǎn)品的開發(fā)，以至生產(chǎn)過

15、程中的三廢（廢水、廢氣、廢新產(chǎn)品的開發(fā)，以至生產(chǎn)過程中的三廢（廢水、廢氣、廢渣）處理和綜合利用都需要分析化學(xué)。渣）處理和綜合利用都需要分析化學(xué)。p農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面 從土壤成分、肥料、農(nóng)藥的分析至農(nóng)作物從土壤成分、肥料、農(nóng)藥的分析至農(nóng)作物生長過程的研究也都離不開分析化學(xué)。生長過程的研究也都離不開分析化學(xué)。p國防和公安方面國防和公安方面 從武器裝備的生產(chǎn)和研制，至刑事案件從武器裝備的生產(chǎn)和研制，至刑事案件的偵破等也都需要分析化學(xué)的密切配合。的偵破等也都需要分析化學(xué)的密切配合。p科學(xué)技術(shù)方面科學(xué)技術(shù)方面 分析化學(xué)的作用已經(jīng)遠遠超出化學(xué)的領(lǐng)域。分析化學(xué)的作用已經(jīng)遠遠超出化學(xué)的領(lǐng)域。它不僅對化學(xué)

16、各學(xué)科的發(fā)展起著重要的推動作用，而且對它不僅對化學(xué)各學(xué)科的發(fā)展起著重要的推動作用，而且對其他許多學(xué)科，如，生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、其他許多學(xué)科，如，生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、地質(zhì)學(xué)等的發(fā)展，都有密切的關(guān)系。能源科學(xué)、地質(zhì)學(xué)等的發(fā)展，都有密切的關(guān)系。 3. 分析化學(xué)的分析化學(xué)的作用作用及意義及意義第18頁/共54頁19 分析化學(xué)是人們認識自然、改造自然的工具，分析化學(xué)是人們認識自然、改造自然的工具，是現(xiàn)代科技發(fā)展的眼睛。是現(xiàn)代科技發(fā)展的眼睛。 不是不是“化學(xué)正在走化學(xué)正在走出出分析化學(xué)分析化學(xué)”，而是，而是“新新儀器和基于物理新成果的測量方法正在走儀器和基于物理新成果

17、的測量方法正在走進進分析化學(xué)分析化學(xué)”。4. 4. 分析化學(xué)的發(fā)展趨勢分析化學(xué)的發(fā)展趨勢第19頁/共54頁20分析化學(xué)的發(fā)展趨勢分析化學(xué)的發(fā)展趨勢第20頁/共54頁21 1.2 誤差及數(shù)據(jù)處理誤差及數(shù)據(jù)處理 定量分析的一般過程定量分析的一般過程 定量分析中的誤差定量分析中的誤差 提高分析結(jié)果準確度方法提高分析結(jié)果準確度方法 分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理 平均值的置信區(qū)間平均值的置信區(qū)間 可疑數(shù)據(jù)的取舍可疑數(shù)據(jù)的取舍 有效數(shù)字及其運算規(guī)則有效數(shù)字及其運算規(guī)則第21頁/共54頁22 定量分析的一般過程定量分析的一般過程1. 定量分析的一般過程定量分析的一般過程（1 1）取樣：取樣：所取樣品

18、必須要有代表性所取樣品必須要有代表性 （2 2）試樣預(yù)處理試樣預(yù)處理 分解分解 分離及干擾消除分離及干擾消除（3 3）測定：測定：根據(jù)樣品選擇合適方法；必須準確可靠根據(jù)樣品選擇合適方法；必須準確可靠 （4 4）計算：計算：根據(jù)測定的有關(guān)數(shù)據(jù)計算出待測組分的含量，根據(jù)測定的有關(guān)數(shù)據(jù)計算出待測組分的含量， 必須準確無誤必須準確無誤（5 5）出報告：出報告：根據(jù)要求以合適形式報出根據(jù)要求以合適形式報出第22頁/共54頁23（1 1）化學(xué)形式：）化學(xué)形式：視樣品不同而不同。視樣品不同而不同。（2 2）含量：）含量：不同性質(zhì)的樣品有不同的表示方不同性質(zhì)的樣品有不同的表示方法法 固體樣品固體樣品 （通常以

19、質(zhì)量分數(shù)表示）BBSmwm被測物重 克樣品重 克fgpgnggmgg151296310101010101含量低時可用其他單位含量低時可用其他單位 （ g/g、ng/g） 第23頁/共54頁24微量組分： mgL-1 、 gL-1、 gmL-1、 ngmL-1 、pgmL-1 （對應(yīng)于： ppm ppb ppm ppb ppt )BBnCV 隨著對環(huán)保工作的重視，氣體分析的比例加大，現(xiàn)隨著對環(huán)保工作的重視，氣體分析的比例加大，現(xiàn)多用多用g/m3 , mg/m3等表示等表示 。 液體樣品液體樣品 通常以物質(zhì)的量濃度表示（通常以物質(zhì)的量濃度表示（mol/L） 質(zhì)量摩爾濃度（質(zhì)量摩爾濃度（mol.Kg

20、-1）：）： 氣體樣品氣體樣品BBAnbm第24頁/共54頁25 定量分析中的誤差定量分析中的誤差 誤差是客觀存在，不可避免的。n了解分析過程中誤差產(chǎn)生的原因及其出現(xiàn)了解分析過程中誤差產(chǎn)生的原因及其出現(xiàn) 的規(guī)律，以便采取相應(yīng)的措施減小誤差，的規(guī)律，以便采取相應(yīng)的措施減小誤差， 以提高分析結(jié)果的準確度。以提高分析結(jié)果的準確度。第25頁/共54頁26 1. 準確度和精密度準確度和精密度（1）真值（真值（XT）某一物理量本身具有的某一物理量本身具有的客客 觀存在的真實數(shù)值。（除理論真值、計觀存在的真實數(shù)值。（除理論真值、計量量 學(xué)約定真值和相對真值外通常未知）學(xué)約定真值和相對真值外通常未知）1231

21、1nniixxxxXxnn（2）平均值平均值n n次測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值次測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值第26頁/共54頁27（3）準確度（）準確度（accuracy）在一定測量精度在一定測量精度 的條件下分析結(jié)果與真值的接近程度，常的條件下分析結(jié)果與真值的接近程度，常以以 絕對誤差（絕對誤差（E）和和相對誤差相對誤差( (Er) )來表示。來表示。Ex T1 0 0 %rEET絕對誤差（絕對誤差（E E）相對誤差相對誤差(E(Er r）第27頁/共54頁28（4）精密度（）精密度（precision）多次重復(fù)測定某一量多次重復(fù)測定某一量 時所得測量值的離散程度，常以時所得測量值的離散程度，常以偏差偏差

22、和和相對偏相對偏 差差(deviation)(deviation)來表示。來表示。第28頁/共54頁29（5）準確度與精密度的關(guān)系）準確度與精密度的關(guān)系精密度高不一定精密度高不一定準準 確度好確度好( (可能有系統(tǒng)誤差可能有系統(tǒng)誤差), ), 而欲得高準確而欲得高準確度，度， 必須有高精密度。因為系統(tǒng)誤差只影響準必須有高精密度。因為系統(tǒng)誤差只影響準確度確度 而不影響精密度而不影響精密度( (單向恒定單向恒定) )A. 精度高且準確度也好精度高且準確度也好B. 精度不高但其平均值精度不高但其平均值 的準確度仍較好的準確度仍較好C. 精度很高但明顯存在精度很高但明顯存在 負的系統(tǒng)誤差負的系統(tǒng)誤差D

23、. 精度很差，且準確度精度很差，且準確度 也很差，不可取也很差，不可取 第29頁/共54頁302. 定量分析誤差產(chǎn)生的原因定量分析誤差產(chǎn)生的原因 由某種固定因素引起的誤差，是在測量過程中重復(fù)出現(xiàn)重復(fù)出現(xiàn)、正負及大小可測正負及大小可測，并具有單向具有單向性性的誤差?？赏ㄟ^其他方法驗證而加以校正。（1）系統(tǒng)誤差）系統(tǒng)誤差第30頁/共54頁31系統(tǒng)誤差的分類系統(tǒng)誤差的分類方法誤差方法誤差：由所選擇的方法本身（分析系統(tǒng)的化學(xué)或物理化學(xué)由所選擇的方法本身（分析系統(tǒng)的化學(xué)或物理化學(xué)性質(zhì)）決定的，無法避免。性質(zhì)）決定的，無法避免。操作誤差操作誤差：操作者本人所引起的，可通過提高操作者本人所引起的，可通過提高

24、 操作者技能來消操作者技能來消除或減少（所選試樣缺乏代表性、溶樣不完全、觀察終點有誤、除或減少（所選試樣缺乏代表性、溶樣不完全、觀察終點有誤、觀察先入為主等）觀察先入為主等）儀器及試劑誤差儀器及試劑誤差：由儀器性能及所用試劑的性質(zhì)（儀器準確度由儀器性能及所用試劑的性質(zhì)（儀器準確度不夠、器皿間不配套、試劑不純等）所決定不夠、器皿間不配套、試劑不純等）所決定個人誤差個人誤差：又稱主觀誤差，是由于分析人員的主觀原因。又稱主觀誤差，是由于分析人員的主觀原因。( (如個如個人對顏色的敏感程度不同，在辨別滴定終點的顏色或偏深或偏人對顏色的敏感程度不同，在辨別滴定終點的顏色或偏深或偏淺）淺）第31頁/共54

25、頁32（3）過失誤差過失誤差：指明顯與事實不符的誤差，即：指明顯與事實不符的誤差，即 異常值（異常值（divergent data)，亦稱，亦稱“過失誤差過失誤差”。 如看錯砝碼、讀錯數(shù)據(jù)等。如看錯砝碼、讀錯數(shù)據(jù)等。（2） 隨機誤差：隨機誤差：由測量過程中一系列有關(guān)因由測量過程中一系列有關(guān)因 素的微小的隨機波動而引起的誤差，具有統(tǒng)素的微小的隨機波動而引起的誤差，具有統(tǒng) 計規(guī)律性，可用統(tǒng)計的方法進行處理。多次計規(guī)律性，可用統(tǒng)計的方法進行處理。多次 測量時正負誤差可能相互抵消。無法嚴格控測量時正負誤差可能相互抵消。無法嚴格控 制，僅可盡量減少。制，僅可盡量減少。第32頁/共54頁33隨機誤差的的正

26、態(tài)分隨機誤差的的正態(tài)分布布 因測量過程中存在隨機誤差，因測量過程中存在隨機誤差，使測量數(shù)據(jù)具有分散的特性，使測量數(shù)據(jù)具有分散的特性，但仍具有一定的規(guī)律性：具但仍具有一定的規(guī)律性：具有一定的集中趨勢。有一定的集中趨勢。 分散分散測量時誤差的不可避測量時誤差的不可避免免 集中集中大誤差少而小誤差多大誤差少而小誤差多 標準正態(tài)分布曲線標準正態(tài)分布曲線是以總體是以總體平均值平均值為原點，標準偏差為原點，標準偏差為橫座標單位的曲線為橫座標單位的曲線。第33頁/共54頁34 x = （即誤差為零）時（即誤差為零）時Y值最大值最大。說明。說明大大 多數(shù)測量值集中在算術(shù)平均值附近，或多數(shù)測量值集中在算術(shù)平均值

27、附近，或曰曰 算術(shù)平均值是最可信賴值。算術(shù)平均值是最可信賴值。 X值趨于值趨于 或或 ，即，即 x與與 差差 很大時，很大時，曲線以軸為漸近線曲線以軸為漸近線，說明小誤差出現(xiàn)，說明小誤差出現(xiàn)的的 概率大而大誤差出現(xiàn)的概率小。概率大而大誤差出現(xiàn)的概率小。 曲線以曲線以x = 的直線的直線呈軸對稱分布呈軸對稱分布，即正、，即正、 負誤差出現(xiàn)概率相等。負誤差出現(xiàn)概率相等。 值越大，測量值的分布越分散；值越大，測量值的分布越分散； 越小，越小， 測量值越集中，曲線越尖銳。測量值越集中，曲線越尖銳。由圖可得由圖可得：第34頁/共54頁35提高分析結(jié)果準確度方法 分析結(jié)果的允許誤差應(yīng)視組分含量、分分析結(jié)果

28、的允許誤差應(yīng)視組分含量、分析對象等而改變對準確度的要求。析對象等而改變對準確度的要求。 在常規(guī)分析中，應(yīng)控制在在常規(guī)分析中，應(yīng)控制在0.10.10.3%0.3%。第35頁/共54頁36 在定量分析中誤差是不可避免的，為在定量分析中誤差是不可避免的，為了獲得準確的分析結(jié)果，必須盡可能地減少了獲得準確的分析結(jié)果，必須盡可能地減少分析過程中的誤差。可采用如下辦法：分析過程中的誤差?？刹捎萌缦罗k法： 1. 選擇合適的分析方法選擇合適的分析方法 容量分析的準確度高。儀器分析靈敏度高。容量分析的準確度高。儀器分析靈敏度高。 2. 減少測量誤差減少測量誤差 應(yīng)減少每個測量環(huán)節(jié)的誤差，天平稱量應(yīng)取樣應(yīng)減少每個

29、測量環(huán)節(jié)的誤差，天平稱量應(yīng)取樣0.2 克以上，滴定劑體積應(yīng)大于克以上，滴定劑體積應(yīng)大于20毫升。毫升。 3. 增加平行測定次數(shù)，減小偶然誤差增加平行測定次數(shù)，減小偶然誤差 分析化學(xué)通常要求在分析化學(xué)通常要求在3-5次。次。第36頁/共54頁374. 消除系統(tǒng)誤差消除系統(tǒng)誤差 （1） 對照試驗對照試驗以標準樣品代替試樣進行的測以標準樣品代替試樣進行的測定，定， 以校正測定過程中的系統(tǒng)以校正測定過程中的系統(tǒng)誤差。誤差。 （2） 空白試驗空白試驗不加試樣但完全照測定方法進不加試樣但完全照測定方法進 行操作的試驗，消除由干擾雜質(zhì)行操作的試驗，消除由干擾雜質(zhì) 或溶劑對器皿腐蝕等所產(chǎn)生的系或溶劑對器皿腐蝕

30、等所產(chǎn)生的系 統(tǒng)誤差。統(tǒng)誤差。 第37頁/共54頁38（3） 儀器校準儀器校準消除因儀器不準引起的系統(tǒng)誤消除因儀器不準引起的系統(tǒng)誤 差差。 主要校準：砝碼、容量瓶、移液管，以及容量瓶與移主要校準：砝碼、容量瓶、移液管，以及容量瓶與移 液管的配套校準。液管的配套校準。（4） 分析結(jié)果校正分析結(jié)果校正主要校正在分析過程中產(chǎn)主要校正在分析過程中產(chǎn) 生的系統(tǒng)誤差。生的系統(tǒng)誤差。第38頁/共54頁39分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理分析結(jié)果的數(shù)據(jù)處理（1）對于偏差較大的可疑數(shù)據(jù)按）對于偏差較大的可疑數(shù)據(jù)按Q檢驗法進行檢驗法進行 檢驗，決定其取舍；檢驗，決定其取舍；（2）計算出數(shù)據(jù)的平均值、各數(shù)據(jù)對平均值的）計算出數(shù)據(jù)

31、的平均值、各數(shù)據(jù)對平均值的偏偏 差、平均偏差與標準偏差等；差、平均偏差與標準偏差等；（3）按要求的置信度求出平均值的置信區(qū)間。）按要求的置信度求出平均值的置信區(qū)間。數(shù)據(jù)處理按以下幾個步驟用統(tǒng)計方法進行：數(shù)據(jù)處理按以下幾個步驟用統(tǒng)計方法進行：第39頁/共54頁401.平均偏差和標準偏差平均偏差和標準偏差誤差有誤差有絕對誤差絕對誤差和和相對誤差相對誤差之分，偏差也有之分，偏差也有絕絕對偏差對偏差和和相對偏差相對偏差之分，一般可表示為：之分，一般可表示為：1210000000001111000100011000nniiTTniXxxxxnnEExXREXddxxxddxixxn 平均值絕對誤差相對誤

32、差絕對偏差相對偏差平均偏差相對平均偏差 =1210000000001111000100011000nniiTTniXxxxxnnEExXREXddxxRdxddxixxn平均值絕對誤差相對誤差絕對偏差相對偏差平均偏差相對平均偏差 =第40頁/共54頁411210000001111001001100nniiTTniiXxxxxnnEExXREXddxxRdxddxxxn平均值絕對誤差相對誤差絕對偏差相對偏差平均偏差相對平均偏差 =1210000001111001001100nniiTTdniXxxxxnnEExXREXddxxRxddxixxn 平均值絕對誤差相對誤差絕對偏差相對偏差平均偏差相對

33、平均偏差 = 用平均偏差和相對偏差表示精密度比較簡單，如用平均偏差和相對偏差表示精密度比較簡單，如果按總的測定次數(shù)要求計算平均偏差，所得結(jié)果會偏果按總的測定次數(shù)要求計算平均偏差，所得結(jié)果會偏小，大偏差得不到應(yīng)有的反映。小，大偏差得不到應(yīng)有的反映。第41頁/共54頁42dA: +0.15、+0.39、0.00、-0.28、+0.19、-0.29、 +0.20、-0.22、-0.38、+0.30 得：得： n = 10， A = 0.24 極差極差 0.77dB: -0.10、-0.19、+0.91*、0.00、+0.12、+0.11、 0.00、+0.10、-0.69*、-0.18 得：得：n

34、= 10， B = 0.24 極差極差 1.60dd如：如：A、B二組數(shù)據(jù)，求得各次測定的絕對偏差分別為：二組數(shù)據(jù)，求得各次測定的絕對偏差分別為： 兩組平均偏差相同，而實際上兩組平均偏差相同，而實際上B數(shù)據(jù)中出現(xiàn)二個較大數(shù)據(jù)中出現(xiàn)二個較大偏差偏差(+0.91，-0.69)，測定結(jié)果精密度較差。為了反映這些，測定結(jié)果精密度較差。為了反映這些差別，引入差別，引入標準偏差標準偏差(standard deviation)。第42頁/共54頁43標準偏差：標準偏差：又稱均方根又稱均方根 偏差，當(dāng)測定次數(shù)趨偏差，當(dāng)測定次數(shù)趨于于 無窮大時，標準偏差無窮大時，標準偏差用用 表示：表示： niinxn11li

35、m21()niixn 式中式中 是無限多次測定是無限多次測定結(jié)果的平均值，稱為結(jié)果的平均值，稱為總體平總體平均值均值： 顯然，在沒有系統(tǒng)誤差顯然，在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，的情況下， 即為真實值。即為真實值。第43頁/共54頁44 相對標準偏差相對標準偏差：也稱變異系數(shù)（也稱變異系數(shù)（S Sr r ），）， 其計算式為：其計算式為：11)(1212ndnxxsniinii 在一般的分析工作中，只作有限次數(shù)的平行測定，在一般的分析工作中，只作有限次數(shù)的平行測定， 這時這時樣本標準偏差樣本標準偏差用用S S表示：表示：100%rSSx 第44頁/共54頁45 真實值所在的范圍稱為； 真實值(測定值)

36、落在置信區(qū)間的概率稱為或置信概率，常用P表示置信度，置信區(qū)間、真值與平均值之間的關(guān)系(平均值的置信區(qū)間)為：nstxf ,s :標準偏差標準偏差 n:測定次數(shù)測定次數(shù)t:在選定的某一置信度下的概率系數(shù)在選定的某一置信度下的概率系數(shù),可查表可查表1-1. 平均值的置信區(qū)間平均值的置信區(qū)間第45頁/共54頁462.6 可疑數(shù)據(jù)的取舍可疑數(shù)據(jù)的取舍 在定量分析中，實驗數(shù)據(jù)往往會有一些偏在定量分析中，實驗數(shù)據(jù)往往會有一些偏差較大的，稱為差較大的，稱為可疑值或離群值可疑值或離群值。除非確定為。除非確定為過失誤差數(shù)據(jù)，任一數(shù)據(jù)均不能隨意地保留或過失誤差數(shù)據(jù)，任一數(shù)據(jù)均不能隨意地保留或舍去。舍去。 可疑值的

37、取舍問題實質(zhì)上是區(qū)分隨機誤差可疑值的取舍問題實質(zhì)上是區(qū)分隨機誤差與過失誤差的問題?？山杞y(tǒng)計檢驗來判斷。與過失誤差的問題?？山杞y(tǒng)計檢驗來判斷。常常用的有四倍法（也稱用的有四倍法（也稱4d法）、格魯布斯法法）、格魯布斯法(Grubbs 法法)和和Q檢驗法等，其中檢驗法等，其中Q檢驗法檢驗法比較嚴比較嚴格而且又比較方便。格而且又比較方便。第46頁/共54頁47Q檢驗法檢驗法根據(jù)統(tǒng)計量根據(jù)統(tǒng)計量Q進行判斷進行判斷-Q 可疑值 鄰近值最大值 最小值12111nnnnxxxxQQxxxx1. 將數(shù)據(jù)順序排列為：將數(shù)據(jù)順序排列為：x1，x2，xn-1，Xn 2. 計算出統(tǒng)計量Q：第47頁/共54頁484.

38、.再以計算值與表值相比較，若再以計算值與表值相比較，若Q算算Q表表，則該，則該值需舍去，否則必須保留。值需舍去，否則必須保留。 式中分子為可疑值與相鄰值的差值，分母為式中分子為可疑值與相鄰值的差值，分母為整組數(shù)據(jù)的極差。整組數(shù)據(jù)的極差。Q Q算算越大，說明越大，說明x x1 1或或x xn n離群越遠。離群越遠。3. .根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度由根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度由Q Q值表查得值表查得Q Q表表第48頁/共54頁49 有效數(shù)字：實際能測到的數(shù)字有效數(shù)字：實際能測到的數(shù)字。在有效數(shù)字中。在有效數(shù)字中, , 只有最只有最后一位數(shù)是不確定的，可疑的。有效數(shù)字位數(shù)由儀器準確度后一位數(shù)是不確

39、定的，可疑的。有效數(shù)字位數(shù)由儀器準確度決定，它直接影響測定的相對誤差。例：決定，它直接影響測定的相對誤差。例：1.000843.1815 位0.100010.98%4 位0.03821.9810-103 位540.00402 位0.0521051 位3600100位數(shù)較含糊1. 有效數(shù)字的意義及位數(shù)有效數(shù)字的意義及位數(shù)第49頁/共54頁50 “”規(guī)則：規(guī)則： 當(dāng)測量值中修約的那個數(shù)字等于或小于當(dāng)測量值中修約的那個數(shù)字等于或小于4 4時，該數(shù)字舍去；時，該數(shù)字舍去；等于或大于等于或大于6 6時，進位；等于時，進位；等于5 5時（時（5 5后面無數(shù)據(jù)或是后面無數(shù)據(jù)或是0 0時），如時），如進位后末

40、位數(shù)為偶數(shù)則進位，舍去后末位數(shù)位偶數(shù)則舍去。進位后末位數(shù)為偶數(shù)則進位，舍去后末位數(shù)位偶數(shù)則舍去。5 5后后面有數(shù)時，進位。面有數(shù)時，進位。修約數(shù)字時，只允許對原測量值一次修約到修約數(shù)字時，只允許對原測量值一次修約到所需要的位數(shù)，不能分次修約所需要的位數(shù)，不能分次修約。 0.32554 0.3255 0.36236 0.3624 10.2150 10.22 150.65 150.6 75.5 76 16.0851 16.092. 有效數(shù)字的修約規(guī)則有效數(shù)字的修約規(guī)則第50頁/共54頁51 當(dāng)幾個數(shù)據(jù)相加減時，它們和或差的有效數(shù)字位數(shù)，當(dāng)幾個數(shù)據(jù)相加減時，它們和或差的有效數(shù)字位數(shù)，應(yīng)應(yīng)以小數(shù)點后位

41、數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)以小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)，因小數(shù)點后位，因小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)的絕對誤差最大。例數(shù)最少的數(shù)據(jù)的絕對誤差最大。例： 0.0121 + 25.64 + 1.05782 =？ 絕對誤差絕對誤差 0.0001 0.0001 0.01 0.01 0.000010.00001 在加合的結(jié)果中總的絕對誤差值取決于在加合的結(jié)果中總的絕對誤差值取決于25.6425.64。 0.01+25.64+1.06=26.713. 計算規(guī)則計算規(guī)則加減法：加減法：先修約再計算先修約再計算第51頁/共54頁52 當(dāng)幾個數(shù)據(jù)相乘除時，它們積或商的有效數(shù)當(dāng)幾個數(shù)據(jù)相乘除時，它們積或商的有效數(shù)字位數(shù)，應(yīng)字位數(shù)，應(yīng)以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)為依據(jù)，因有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)的相對誤差最大。因有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)的相對誤差最大。 例：例： 0.0121 25.64 1.05782=？ 相對誤差相對誤差 0.8% 0.4% 0.009% 結(jié)果的相對誤差取決于結(jié)果的相對誤差取決于 0.0121，因它的相對因它的相對誤差最大，所以誤差最大，所以 0.012125.61.06=0.328乘除法：乘除法：第52頁/共54頁53下次課內(nèi)容下次課內(nèi)容: : 第二章第二章 溶液和膠體溶液和膠體( (3學(xué)學(xué)時時) )第53頁/共54頁54感謝您的觀看。第54頁/共54頁