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08 化验分析数据处理及结果计算 .ppt

页数:78页文件大小:686.5 KB来源: 分析化学ppt课件

本课件梳理分析化学常用法定计量单位与溶液浓度的六种表示方法,给出一般溶液的配制计算;以滴定分析的化学计量关系演练标准溶液配制、标定与滴定度换算,并讲解可疑值取舍与平均值的置信区间。

化验分析数据处理及结果计算封面,标示本章涵盖计量单位、溶液浓度、滴定分析计算与数据取舍四条主线
数据处理教学指导页,列出计量单位、溶液浓度与滴定度、滴定分析计算、数据取舍与置信区间五项内容
法定计量单位页,说明其由国家法令规定使用,我国法定计量单位以国际单位制 SI 为基础制定
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第1页:化验分析数据处理及结果计算封面

化验分析数据处理及结果计算

本章讲述分析化学法定计量单位与计算基础、溶液浓度与滴定度表示、滴定分析法计算,以及分析结果的判断与数据处理。

第2页:教学指导与学习要点

教学指导

  • 分析化学常用法定计量单位及计算基础
  • 化学分析中常用的溶液浓度及其滴定度的表示方法
  • 滴定分析法计算
  • 分析结果的判断及分析数据的取舍方法(4d 法、Q 检验法、Grubbs 法)
  • 平均值精密度的表示方法及平均值的置信区间

第3页:法定计量单位概述

第一节 分析化学法定计量单位及计算基础——一、法定计量单位

法定计量单位
由国家以法令形式规定使用或允许使用的计量单位。
我国的法定计量单位
以国际单位制单位为基础,结合我国实际情况制定。国际单位制 SI——International System of Units。

第4页:SI基本单位

1971 年第 14 届国际计量大会规定的 SI 基本单位:

SI 基本单位
量的名称单位名称符号
长度米m
质量千克(公斤)kg
时间秒s
电流安[培]A
热力学温度开[尔文]K
物质的量摩[尔]mol
光强度坎[德拉]cd

第5页:物质的量

二、分析化学中常用法定计量单位——1、物质的量

  • 物质的量表示物质的基本单元多少,符号为 nB,单位名称为摩尔,单位符号为 mol,中文符号为摩。
  • 1 mol:系统中物质单元 B 的数目与 0.012 kg 碳-12 的原子数目相等。
  • 注意:基本单元应予指明,例如原子、分子、离子、电子及其他粒子等。

第6页:基本单元例题

例题:

  • 以 H2SO4 为基本单元,98.08 g 的 H2SO4 为 1 mol。
  • 以 1/2 H2SO4 为基本单元,98.08 g 的 H2SO4 为 2 mol。
  • 1 mol H、1 mol H2、1 mol(1/2 Na2CO3)——基本单元不同,所表示的意义不同。

第7页:质量

2、质量:习惯上称为重量,用符号 m 表示,单位为 kg,在分析化学上常用 g、mg 和 μg 表示。

换算关系:1 kg=1000 g;1 g=1000 mg;1 mg=1000 μg。

第8页:体积

3、体积:体积或容积用符号 V 表示,SI 单位为立方米(m3),在分析化学上常用 L、mL 和 μL 表示。

换算关系:1 m3=1000 L;1 L=1000 mL;1 mL=1000 μL。

说明:源文件写作「1 mg=1000 μL」,应为「1 mL=1000 μL」之笔误,此处按体积单位换算修正。

第9页:摩尔质量

4、摩尔质量

  • 摩尔质量 = 质量 / 物质的量
  • 符号 MB,单位为千克/摩尔(kg/mol);分析化学中常用 g/mol 表示。
  • MB = m / nB

第10页:常用物质的摩尔质量

常用物质的摩尔质量

常用物质的摩尔质量
名称化学式式量基本单元MB
盐酸HCl36.46HCl36.46
硫酸H2SO498.081/2 H2SO449.04
氢氧化钠NaOH40.00NaOH40.00
氨水NH3·H2O35.05NH3·H2O35.05
碳酸钠Na2CO3105.991/2 Na2CO353.00
氯化钠NaCl58.45NaCl58.45
高锰酸钾KMnO4158.041/5 KMnO431.61

说明:源文件表格列数为 5 列,此处按「名称、化学式、式量、基本单元、MB」还原,其中硫酸、碳酸钠、高锰酸钾按其在滴定分析中常用的基本单元给出。

第11页:摩尔体积

5、摩尔体积

  • 摩尔体积 = 体积 / 物质的量
  • 符号为 Vm,国际单位为立方米/摩尔(m3/mol),分析化学中常用单位为升/摩尔(L/mol)。
  • Vm = V / nB

第12页:密度

6、密度

  • 符号 ρ,单位千克/米3(kg/m3)。
  • 常用单位为克/厘米3(g/cm3)或克/毫升(g/mL)。
  • 体积受温度影响,密度必须注明有关温度。

第13页:元素的相对原子质量

7、元素的相对原子质量

  • 元素的相对原子质量——元素的平均原子质量与 12C 原子质量的 1/12 之比。
  • 用符号 Ar 表示,量纲为 1,以前称为原子量。
  • 例如 Fe 的相对原子质量为 55.85。

第14页:物质的相对分子质量

8、物质的相对分子质量

  • 物质的相对分子质量——物质的分子或特定单元平均质量与 12C 原子质量的 1/12 之比。
  • 用符号 Mr 表示,量纲为 1,以前称为分子量。
  • 例如 FeO 的相对分子质量为 71.84。

第15页:溶液浓度表示方法一览

三、溶液浓度表示方法

  • 物质的量浓度
  • 质量分数
  • 质量浓度
  • 体积分数
  • 比例浓度
  • 滴定度

第16页:物质的量浓度

1、物质的量浓度

  • 物质的量浓度 = 物质的量 / 混合物的体积
  • cB = nB / V
  • 式中:cB 为物质 B 的物质的量浓度(mol/L);nB 为物质 B 的物质的量(mol);V 为混合物(溶液)的体积(L);B 为基本单元。

第17页:质量分数

2、质量分数

  • B 的质量分数 = B 的质量 / 混合物的质量
  • 用 ωB 表示,量纲为 1。
  • 例:ω(HCl)=0.38 或 ω(HCl)=38%。
  • 质量分数也可表示为 mg/g、μg/g、ng/g。

第18页:质量浓度

3、质量浓度

  • B 的质量浓度 = B 的质量 / 混合物的体积
  • 用 ρB 表示,单位为 g/L 或 mg/L、μg/L、ng/L。
  • ρB = mB / V
  • 式中:ρB 为物质 B 的质量浓度(g/L);mB 为物质 B 的质量(g);V 为混合物(溶液)的体积(L)。

第19页:体积分数

4、体积分数

  • B 的体积分数 = 混合前 B 的体积 / 混合物的体积
  • 用 φB 表示,量纲为 1。
  • 例:φ(C2H5OH)=0.70 或 φ(C2H5OH)=70%。

说明:源文件本页末句「质量分数表示 mg/g、μg/g、ng/g」与上页重复,疑为排版残留,未计入本页要点。

第20页:比例浓度

5、比例浓度

容量比浓度
液体试剂相互混合的表示方法。例:(1+5) HCl —— 1 体积浓盐酸与 5 体积蒸馏水混合。
质量比浓度
两种固体试剂相互混合的表示方法。例:(1+100) 钙指示剂-氯化钠混合试剂 —— 1 单位质量的钙指示剂与 100 个单位质量的氯化钠相互混合。

第21页:滴定度对被测物的表示

6、滴定度(Titer)——两种表示方法之一

  • Ts/x —— 1 mL 标准溶液相当于被测物的质量,单位为 g/mL。
  • s 为滴定剂的化学式;x 为被测定物的化学式;“/”表示“相当于”。

第22页:滴定度对滴定剂的表示

6、滴定度——两种表示方法之二

  • Ts —— 1 mL 标准溶液中所含滴定剂的质量,单位为 g/mL;s 为滴定剂的化学式。
  • 例:THCl=0.001012 g/mL,表示 1 mL 溶液含纯 HCl 0.001012 g。

第23页:常用量的名称和符号一

分析化学中常用的量及其单位的名称和符号

常用量的名称、符号与单位(一)
量的名称符号单位名称单位符号
物质的量nB摩[尔]mol、mmol
质量m千克kg、g、mg、μg
体积V立方米m3、L、mL
摩尔质量MB千克每摩[尔]kg/mol、g/mol
摩尔体积Vm立方米每摩[尔]m3/mol、L/mol
密度ρ千克每立方米kg/m3、g/mL
相对原子量Ar—量纲为 1
相对分子量Mr—量纲为 1

第24页:常用量的名称和符号二

分析化学中常用的量及其单位的名称和符号(续)

常用量的名称、符号与单位(二)
量的名称符号单位名称单位符号
物质的量浓度cB摩每立方米mol/m3、mol/L
质量分数ωB—量纲为 1
质量浓度ρB千克每立方米kg/m3、g/L、g/mL
体积分数φB—量纲为 1
滴定度T克每毫升g/mL

说明:源文件将滴定度的符号写作 Vm,与摩尔体积符号重复,此处按通行写法记为 T。

第25页:物质的量浓度溶液的配制

四、一般溶液的配制和计算——1、物质的量浓度溶液的配制和计算

  • 欲配制 c(Na2CO3)=0.5 mol/L 溶液 500 mL,如何配制?
  • 欲配制 c(H3PO4)=0.5 mol/L 溶液 500 mL,如何配制?(浓磷酸密度 ρ=1.69,ω=85%,浓度为 15 mol/L)

第26页:质量分数溶液的配制

2、质量分数溶液的配制和计算

  • 欲配制 ω(NaCl)=10% 的 NaCl 溶液 500 g,如何配制?
  • 欲配制 ω=30% 的 H2SO4 溶液 500 mL(ρ=1.22),如何配制?(浓 H2SO4 ρ=1.84,ω=96%)

第27页:其它浓度溶液的配制

3、质量浓度溶液的配制和计算:欲配制 20 g/L 亚硫酸钠溶液 100 mL,如何配制?

4、体积分数溶液的配制和计算:欲配制 φ(C2H5OH)=3% 的 H2O2 溶液 500 mL,如何配制?

5、比例浓度溶液的配制和计算:欲配制 (2+3) 乙酸溶液 1 L,如何配制?

第28页:第二节章节导览

第二节 滴定分析法计算

  • 滴定分析计算的依据
  • 标准溶液浓度的计算
  • 滴定分析法计算实例

第29页:滴定分析的过程

一、滴定分析计算的依据

滴定
将试样制备成溶液置于三角瓶中,再将另一种已知准确浓度的试剂溶液(标准溶液)由滴定管滴加到待测组分的溶液中去,直到所加标准溶液和待测组分恰好完全定量反应为止。
仪器与试剂
滴定管、三角瓶、标准溶液、被测溶液、指示剂。

第30页:滴定分析计算的依据

滴定分析法(titrimetric analysis)
根据滴定反应的化学计量关系、标准溶液的浓度和体积用量,计算被测组分含量的定量分析方法。
计算依据
t T + a A → P(T 为标准溶液,A 为待测物质,P 为生成物),nT∶nA = t∶a。

第31页:滴定分析仪器

滴定分析仪器

本页以图片形式展示滴定分析所用仪器,源文件未提取到具体名称,建议对照原图补充。

第32页:标准溶液的配制方法

二、标准溶液浓度的计算——1、标准溶液的配制

直接法
用基准物质直接配制(如 K2Cr2O7):准确称量并配成准确体积。
标定法
稀释后标定(如 NaOH):n1=n2,即 c1·V1 = c2·V2。

第33页:基准物质的条件

2、基准物质(standard substance):直接配制或标定标准溶液的物质。应具备下列条件:

  • 纯度高,一般要求在 99.9% 以上;
  • 组成与化学式相符,包括结晶水;
  • 性质稳定,在空气中不吸湿,加热干燥时不分解,不与空气中的二氧化碳、氧气等作用;
  • 具有较大的摩尔质量,以减少称量误差。

第34页:常用基准物质及干燥条件

常用的基准物质

常用基准物质与使用前的干燥条件
名称化学式使用前的干燥条件
碳酸钠Na2CO3270~300 ℃ 干燥 2~2.5 h
邻苯二甲酸氢钾KHC8H4O4110~120 ℃ 干燥 1~2 h
重铬酸钾K2Cr2O7研细,100~110 ℃ 干燥 3~4 h
草酸钠Na2C2O4130~140 ℃ 干燥 1~1.5 h
氧化锌ZnO800~900 ℃ 干燥 2~3 h
硝酸银AgNO3在浓硫酸干燥器中干燥至恒重
氯化钠NaCl500~650 ℃ 干燥 40~45 min

第35页:例1重铬酸钾标准溶液的配制

例 1:配制 0.02000 mol·L-1 K2Cr2O7 标准溶液 250.0 mL,需称取多少克 K2Cr2O7?

解:已知 M=294.2 g·mol-1,n = m/M

m = n·M = c·V·M = 0.02000 mol·L-1 × 0.2500 L × 294.2 g·mol-1 = 1.471 g

思考:结果应保留几位有效数字?

第36页:重铬酸钾溶液的配制操作

怎样配制?准确称量 1.47 g(±10%)K2Cr2O7 基准物质于容量瓶中,溶解、定容,再计算出其准确浓度。

第37页:例2浓盐酸浓度与稀释

例 2:已知浓盐酸的密度为 1.19 g·mL-1,其中 HCl 含量为 37%。计算:

  1. 浓盐酸的浓度(物质的量浓度);
  2. 欲配制浓度为 0.1 mol·L-1 的稀盐酸 1.0×103 mL,需要量取上述浓盐酸多少毫升?

第38页:浓盐酸浓度计算

(1)解:已知 MHCl=36.46 g·mol-1

cHCl = [1.19 g·mL-1 ×(1.0×103 mL)× 0.37] / 36.46 g·mol-1 = 12 mol·L-1

注意计算结果的有效数字位数。

第39页:盐酸稀释计算

(2)解:根据稀释定律(nHCl)前 =(nHCl)后,即(cHCl·VHCl)前 =(cHCl·VHCl)后

VHCl = 0.1 mol·L-1 ×(1.0×103 mL)/ 12 mol·L-1 = 8 mL

第40页:盐酸溶液的配制操作

如何配制 0.1 mol·L-1 HCl 溶液?

用 10 mL 量筒量取 9 mL 浓盐酸,注入 1000 mL 水中,摇匀,贴上标签,备用。

第41页:例3盐酸溶液的标定

3、标定溶液浓度的有关计算

例 3:用基准无水碳酸钠标定 HCl 溶液的浓度,称取 0.2023 g Na2CO3,滴定至终点时消耗 HCl 溶液 37.70 mL,计算 HCl 溶液的浓度。

解:已知 M(Na2CO3)=105.99 g·mol-1

Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + CO2↑ + H2O

第42页:盐酸浓度计算结果

cHCl = 2(m/M)/ VHCl = 2 ×(0.2023 g / 105.99 g·mol-1)/(37.70×10-3 L)

cHCl = 0.1012 mol·L-1

第43页:例4基准试剂称取量

例 4:要求在标定时用去 0.10 mol·L-1 NaOH 溶液 20~25 mL,问应称取基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHP)多少克?如果改用草酸(H2C2O4·2H2O)作基准物质,又应称取多少克?

要求:相对误差小于 0.1%。

第44页:邻苯二甲酸氢钾称取量计算

解:已知 MKHP=204.22 g·mol-1

NaOH + KHP = NaKP + H2O,nKHP = nNaOH

(1)V=20 mL:mKHP = 0.10 mol·L-1 × 20×10-3 L × 204.22 g·mol-1 = 0.41 g

第45页:称取量上限计算

(2)V=25 mL:mKHP = 0.10 mol·L-1 × 25×10-3 L × 204.22 g·mol-1 = 0.51 g

即消耗 20~25 mL NaOH 时,KHP 的称取量约为 0.41~0.51 g。

第46页:草酸称取量计算

解:已知 M(H2C2O4·2H2O) = 126.07 g·mol-1

2NaOH + H2C2O4 = Na2C2O4 + 2H2O,(m/M)= 1/2(cV)NaOH

  • (1)V=20 mL:m = 0.13 g
  • (2)V=25 mL:m = 0.16 g

第47页:摩尔质量与称量误差

由此可知:在标定同一浓度的 NaOH 溶液时,若分析天平的绝对称量误差一定,采用摩尔质量较大的邻苯二甲酸氢钾作为基准试剂,可以减少称量的相对误差。

算一算:V=20 mL 时,mKHP = 0.41 g,而草酸 m = 0.13 g。

第48页:氢氧化钠溶液的配制操作

如何配制 0.1 mol·L-1 NaOH 溶液?

称取 120 g NaOH 固体,溶于 100 mL 水中,摇匀,注入聚乙烯容器中,密闭放置至清亮。用塑料管虹吸 5 mL 上层清液,注入 1000 mL 无二氧化碳的水中,摇匀,贴上标签备用。

第49页:例5盐酸浓度的比较测定

例 5:准确量取 30.00 mL HCl 溶液,用 0.09026 mol·L-1 NaOH 溶液滴定,到达化学计量点时消耗 NaOH 溶液的体积为 31.93 mL,计算 HCl 溶液的浓度。

解:NaOH + HCl = NaCl + H2O,cHCl·VHCl = cNaOH·VNaOH

第50页:盐酸浓度计算结果

cHCl = 0.09026 mol·L-1 × 32.93 mL / 30.00 mL = 0.09908 mol·L-1

说明:源文件题干给出消耗 NaOH 体积为 31.93 mL,而计算式中为 32.93 mL,结果 0.09908 mol·L-1 系按 32.93 mL 算得,两者不一致,建议对照原课件核对。

第51页:例6滴定度换算

3、物质的量浓度与滴定度之间的换算

例 6:HCl 标准溶液的浓度为 0.09908 mol·L-1,HCl 标准溶液对 NaOH 的滴定度 THCl/NaOH(g·mL-1)为多少?

解:已知 M(NaOH) = 40.00 g·mol-1,HCl + NaOH = NaCl + H2O,nHCl = nNaOH

第52页:滴定度计算结果

THCl/NaOH = 0.09908 mol·L-1 ×(1.00×10-3 L)× 40.00 g·mol-1 = 0.00396 g·mL-1

第53页:例7食用白醋中醋酸含量

三、滴定分析法计算实例

例 7:准确移取食用白醋 25.00 mL,置于 250 mL 容量瓶中,用蒸馏水稀释至刻度、摇匀。移取上述溶液 50 mL 置于 250 mL 三角瓶中,加入酚酞指示剂,用 0.1000 mol·L-1 NaOH 标准溶液滴定至微红色,计算每 100 mL 食用白醋中含醋酸的质量。

第54页:白醋算例的解题步骤

解:NaOH + HAc = NaAc + H2O,MHAc = 60.00 g·mol-1

  1. 25 mL 白醋 → 稀释至 250 mL → 移取 50 mL 测定。
  2. (1)求 50 mL 溶液中 HAc 的浓度;(2)求 25 mL 白醋中 HAc 的浓度;(3)求 100 mL 食用白醋中含醋酸的质量。

第55页:例8铝盐中铝含量的测定

例 8:测定铝盐中铝含量。称取样品 0.2500 g,溶解后加入 EDTA 标准溶液,c(EDTA)=0.05000 mol·L-1,V(EDTA)=25.00 mL。选择适当条件,用 c(Zn2+)=0.02000 mol·L-1 标准溶液返滴定,用去 V(Zn2+)=21.50 mL,求铝的含量。

第56页:铝含量计算过程

解:Al3+ + H2Y2- → AlY- + 2H+;Zn2+ + H2Y2- → ZnY2- + 2H+

Al3+ ~ H2Y2- ~ Zn2+

  • n(EDTA) = 0.05000 mol·L-1 × 25.00×10-3 L = 1.25×10-3 mol
  • n(Zn2+) = 0.02000 mol·L-1 × 21.50×10-3 L = 0.43×10-3 mol

第57页:铝含量计算结果

  • n(EDTA) = n(Zn2+) + n(Al3+)
  • n(Al3+) = 1.25×10-3 mol - 0.43×10-3 mol = 0.82×10-3 mol
  • 铝的含量 = [(26.98 g·mol-1 × 0.82×10-3 mol)/ 0.2500 g] × 100% = 8.85%

第58页:第三节复习与导入

第三节 分析结果数据处理——复习

  • 精密度是什么?如何表示?
  • 什么是平均偏差?
  • 什么是有限次测定的标准偏差?
  • 过失误差是什么?如何处理过失误差的数据?

第59页:可疑值的判断

一、分析结果的判断

可疑值
在消除了系统误差后,所测得的数据出现显著的特大值或特小值,这样的数据值得怀疑。
判断原则
已知某测定值是由操作中的过失造成的,应立即将此数据弃去;如找不出可疑值出现的原因,不应随意弃去或保留,而应按一定的方法来取舍。

第60页:例测得值数据表

例:测得一组数据如下,30.56 是否为可疑值?

五次平行测定结果
序号ⅠⅡⅢⅣⅤ
测得值30.1830.5630.2330.3530.32

第61页:4d法

二、分析结果数据的取舍——1、4d 法(4 乘平均偏差法)

  1. 求可疑值以外其余数据的平均值;
  2. 求可疑值以外其余数据的平均偏差;
  3. 求可疑值和平均值之间的差值;
  4. 将平均偏差乘 4 与该差值比较:若差值 ≥ 4d 则弃去,若小于 4d 则保留。

第62页:4d法的适用与局限

  • 4 乘平均偏差法统计处理不够严格,但比较简单,不用查表,至今仍有人采用。
  • 4 乘平均偏差法仅适用于测定 4~8 个数据的检验分析。

第63页:Q检验法

2、Q 检验法

  1. 将测定数据按大小顺序排列;
  2. 计算可疑值与最邻近数据之差,除以最大值与最小值之差,所得商称为 Q 值。
  • 可疑值出现在首项:Q计算 =(x2-x1)/(xn-x1)
  • 可疑值出现在末项:Q计算 =(xn-xn-1)/(xn-x1)
  • 查表:Q计算 ≥ Q 弃去;Q计算 < Q 保留。

第64页:Q值表与置信度

  • 表 8-1 为舍弃商 Q 值表(置信度 90%、95% 和 99%)。
  • 置信度 P:指对测量结果判断的可信程度,又称置信水平,由分析工作者根据对测定准确度的要求确定。
  • Q 检验法适用于测定次数为 3~10 次的检验。

说明:源文件表 8-1 的具体数值未随文本提取,建议对照原课件表格补充。

第65页:Q检验法示例

示例:将测定数据按大小顺序排列 30.18、30.23、30.32、30.35、30.56。

可疑值出现在末项:Q计算 =(xn-xn-1)/(xn-x1) = 0.55

查表(P=99%):Q=0.82,Q计算 < Q,故 30.56 保留。

第66页:Q检验法例题

例题:标定 NaOH 标准溶液时测得 4 个数据:0.1016、0.1019、0.1014、0.1012(mol/L),试用 Q 检验法确定 0.1019 是否应舍去(置信度 90%)。

  • 排列:0.1012、0.1014、0.1016、0.1019(mol/L)
  • Q计算 = 0.43;查表 Q = 0.76
  • Q计算 < Q,0.1019 mol/L 保留。

第67页:格鲁布斯法

3、格鲁布斯(Grubbs)法

  1. 将测定数据按大小顺序排列;
  2. 计算该组数据的平均值(包括可疑值在内)及标准偏差;
  3. 计算 T 值。
  • 可疑值出现在首项:T =(x̄-x1)/ S
  • 可疑值出现在末项:T =(xn-x̄)/ S
  • 查表:T ≥ Tp,n 弃去;T < Tp,n 保留。

第68页:格鲁布斯法示例

示例:数据排列为 30.18、30.23、30.32、30.35、30.56,计算平均值与标准偏差,可疑值在末端。

T =(xn-x̄)/ S = 1.53

查表:T0.99,5 = 0.64,结论为 T < Tp,n,可疑值保留。

说明:源文件中 T 计算值 1.53 与所列表值 0.64 及「T<Tp,n 保留」的判断相互矛盾,且 0.64 更接近 Q 检验的临界值,建议对照原课件与格鲁布斯临界值表核对。

第69页:格鲁布斯法注意事项

格鲁布斯(Grubbs)法——注意事项

  • 如果可疑值有 2 个以上且均在平均值的同一侧(如 x1、x2 均为可疑值),应检验最内侧的一个数据;检验 x2 时测定次数按 n-1 次计算;若 x2 属于舍弃数据,则 x1 自然也应弃去。
  • 如果可疑值有 2 个以上且分布在平均值两侧(如 x1、xn 均为可疑值),应分别先后检验 x1、xn 是否应弃去。
  • 如果有一个数据决定弃去,在检验另一个数据时测定次数应按 n-1 次计算,同时应选择 99% 的置信度。

第70页:三种取舍方法的比较

4、三种方法的比较

  • 4d 法在数理统计上不够严格,它把可疑值首先排除在外再进行检验,容易把原来属于有效的数据也舍弃掉,有一定局限性。
  • Q 检验法符合数理统计原理,但只适用于一组数据中有一个可疑值的判断。
  • Grubbs 法将正态分布中两个重要参数 x̄ 及 S 引进,方法准确度较好。
  • 三种方法以 Grubbs 法最合理而普遍适用。

第71页:数据取舍练习

练习

5 次测定试样中 CaO 的百分含量分别为 46.00、45.95、46.08、46.04、46.23(%),试用 Q 检验法和格鲁布斯法检验 46.23 是否舍去(P=95%)。

第72页:平均值的精密度

三、平均值精密度的表示方法

  • 单样本测定时,一组测定值的分散程度用标准偏差表示。
  • 多样本测定会得到 x̄1、x̄2……,它们的分散程度用平均值的标准偏差表示。
  • 平均值精密度:为说明平均值之间的精密度,用平均值的标准偏差表示。

第73页:平均值的标准偏差

平均值的标准偏差 Sx̄ = S / √n

  • 增加测定次数可以提高测量的精密度,使所得平均值更接近真实值。
  • 当 n>10 时下降很慢;当 n>5 时几乎没有什么变化,实际分析中测定次数大都在 5 次左右。

说明:源文件该公式缺失,此处按通行定义 Sx̄=S/√n 补充。

第74页:污水铁含量算例

例题:进行污水中铁含量测定,结果如下:67.48、67.47、67.47、67.43、67.40 mg/L。

求:平均偏差、标准偏差和平均值的标准偏差。

第75页:平均值的置信区间

四、平均值的置信区间

平均值的置信区间
在一定置信度下,以平均值为中心包括真实值的可能范围,又称可靠性区间界限。
表达式
μ = x̄ ± t·S/√n(t 为置信系数,可查 t 分布表;t·S/√n 为平均值的随机不确定度)。

说明:源文件该表达式缺失,此处按通行公式 μ=x̄±t·S/√n 补充。

第76页:水中镁含量算例数据

例题:测定水中镁杂质含量,结果如下:

镁含量测定结果与偏差计算
测定结果(mg/L)|d| = |x-x̄|d2 =(x-x̄)2
60.040.010.0001
60.110.060.0036
60.070.020.0004
60.030.020.0004
60.000.050.0025

说明:源文件 d2 列存在字符粘连,此处按 x̄=60.05 mg/L 的偏差平方值还原,建议对照原课件核对。

第77页:置信区间计算结果

n=5,平均值的置信区间 = 60.05 ± 0.05

即在 P=95% 的置信度下,真实值落在 60.00~60.10 mg/L 范围内。

第78页:课后作业

作业:P316 第 13 题。

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