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滴定分析中的误差及数据处理

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滴定分析中的误差及数据处理

滴定分析是将已知准确的滴加到被测物质的溶液中直至所加溶液物 质的量按关系恰好反应完全,然后根据所加标准溶液的浓度和所消耗的体 积,计算出被测物质含量的分析方法。包括酸碱滴定法、配位滴定法、氧 化还原滴定法、沉淀滴定法。

滴定分析时产生的误差被分为系统误差和随机误差。

系统误差是在相同条件下,对同一对象进行多次测量,有一种绝对值 和符号不变,或按某一规律变化的误差,称为系统误差。系统误差由分析 测量过程中确定性的影响因素所产生的,具有重复性、单向性和可测性。 产生系统误差的原因有一下儿种:

(1) 方法误差。

方法误差是由于分析方法本身在理论上和具体操作步骤上存在不完 善之处。如反应不完全或存在副反应,指示剂的变色点不与化学计量点重 合。

(2) 仪器和试剂误差

仪器误差来源于一起本身的缺陷或没有按照规定使用仪器。如仪器检 查不彻底,漏液;滴定管、使用前没有润洗而误被润洗;注入液体后滴定 管下端留有气泡;读数时滴定管、移液管等量器与水平面不垂直、液面不 稳定、仰视(或俯视)刻度;液体温度与量器所规定的温度相差太远;移 液时移液管中液体自然地全部流下。标准溶液误差①标准溶液浓度的大小 造成的误差来源。滴定所需标准溶液体积的大小,滴定管读数的较大。一 般使用的体积控制在20mL〜24mL的范围内,使滴定管的读数误差不大于

1%0,为此应使用适当浓度的标准溶液,从而控制标准溶液的体积。②标

准溶液的配制不规范造成的误差来源。终点误差(指示剂误差)①指示剂 用量过多或浓度过大,使其变色迟钝,同时指示剂本身也能多消耗滴定剂。 ②强酸滴定强碱时,用作指示剂。③强酸滴定时因生成的盐水解,等当点 时溶液显酸性。同理强碱滴定弱酸在等当点时溶液呈碱性。若指示剂选用 不当,等当点与差距大,则产生误差。

(3) 操作误差

操作误差通常是由于分析人员没有按正确的操作规程进行分析操作 引起。操作方面误差可能有以下儿点:①滴定中左手对旋塞控制不当,旋 塞松动导致旋塞处漏液;使用时,左手拿住橡皮管中玻璃球用力挤压或按 玻璃球以下部位,导致放手时空气进入出口管形成气泡。②右手握持锥形 瓶没有摇动,待测液反应不完全或摇动时前后振荡溅出液体。③滴定时流 速过快,锥形瓶中液体被溅出,也可能使标准溶液滴加过量。④锥形瓶下 没有垫白纸或白瓷板作参比物,人眼对锥形瓶中溶液颜色变化反应不灵 敏,使终点滞后。⑤锥形瓶中溶液变色后立即停止滴定,待测液可能未完 全反应。⑥滴定停止后,立即读数也会产生误差,应等lmin〜2min到滴 定管内壁附着液体自然流下再行读数。⑦进行平行测定,两次滴定所用标 准液体积相差超过,仍取平均值计算,产生误差,应通过科学的分析,找 出可疑值的来源,重新进行实验。

(4) 主观误差

主观误差是由于分析人员自身的一些主观因素造成。例如在分析过程 中重点的判断,有些人对指示剂颜色的分辨偏深、有的人偏浅;有的人喜 欢根据前一次的滴定结果来下意识地控制随后的滴定过程,导致测量结果 系统地偏高或偏低。

偶然误差是指在相同条件下,对同一物理量进行多次测量,由于各种 偶然因素,出现测量值时而偏大,时而偏小的误差现象,这种类型的误差 叫做偶然误差。

偶然误差的特点:1)不确定性;2)不可测性;3)服从正态分布规 律:大小相等的正误差和负误差出现的概率相等;小误差出现的概率大, 简化为,

q/2 °

7迟% = 224^x100%

湿度、气压、电压的微小

5/2

经推导得强碱滴定一元弱酸的误差公式为:询定性)

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_ 1 川

E, = -- ------------- -- ( = pHcp-pHR

(K“貯 一、酸硕稠定:

酸碱滴定过程中,当釆用指示剂确定终点时存在的问题是指示剂并不 一定在化学计量点时改变颜色,从而导致滴定终点与化学计量点不一致, 由此产生滴定误差(或称终点误差)。当用碱滴定酸时,滴定误差可表示 为: TE%二终点时碱过量(或不足)的物质的量/酸的物质的量X 100%

体积法:TE% = ( Pep-Psp) /PIPX 100% 林帮公式法:

]0®AE/O.O59F _ |Q-H2A£/0.059V E* _ ]0“屮2比°/(”1+”2)0°59V

络合滴定

二.氧化还原滴定

设氧化剂01滴定还原剂R2

(1)当转移电子数 nl=n2=l,即 01+R2=Rl+02

5

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o反映测试数据的平

只考虑随机误差的大小时,准确度称为精密度。反映了测试数据相互 之间的偏差。

对结果准确度的评价有以下儿个方面: 1、置信度与置信区间

// = x±

对于有限次测定,平均值与总体平均值?关系为

S为有限次测定的标准偏差,n为测定次数,置信度一真值在置信区

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ts

间出现的儿率,置信区间一以平均值为中心,真值出现的范围。 2、可疑值的舍弃与保留

在实验中,得到一组数据之后,往往有个别数据与其他数据相差较远, 这一数据称为可疑值,又称为异常值或极端值,它的去舍,应按统计学方 法进行处理。主要采用4d检验法、格鲁布斯法、Q检验法。

3、显着性检验

在工作中经常会与到这样的问题:建立了一种新的分析方法,该方 法是否可靠两个实验室或两个操作人员,采用相同方法,分析同样的试 样,谁的结果准确无论以上哪种情况,由于偶然误差的存在,两个结果之 间有差异是必然的。但是否存在有系统误差,既两组数据之间是否有显着 性差异,是判定新方法是否可靠、谁的结果准确的关键所在。显着性检验 方法有F检验法和t检验法。

误差无可避免,那么我们在实验过程中应该如何尽可能减小误差呢

消除系统误差的方法主要有:空白试验、对照实验、校准仪器、校正方 法。 而消除偶然误差的方法是增加平行测定次数。在消除系统误差的前提 下,平行测定的次数越多,则测得的算术平均值越接近于真实值。因此, 常借助于增加测定

次数的方法来减少偶然误差以提高分析结果的准确度。

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