Bài giảng Hoá phân tích: Chương 4 - TS. Nguyễn Văn Trọng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hoá phân tích: Chương 4 cung cấp cho người học những kiến thức như: Các loại sai số; Độ đúng, độ chính xác, độ lặp lại, độ nhạy; Các hàm phân bố và ứng dụng (hàm Gauss, hàm Student); Kiểm tra số liệu thực nghiệm;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hoá phân tích: Chương 4 - TS. Nguyễn Văn Trọng

Chương 4. Xử lý thống kê các kết quả thực nghiệm 4.1. Các loại sai số 4.2. Qui tắc CSCN - TK 4.3. Độ đúng, độ chính xác, độ lặp lại, độ nhạy. 4.4. Các hàm phân bố và ứng dụng (hàm Gauss, hàm Student) - TK 4.5. Kiểm tra số liệu thực nghiệm 4.5.1. Loại bỏ số đo thực nghiệm sai số thô bằng chuẩn Dixon 4.5.2. Biểu diễn các số đo gián tiếp theo chuẩn Student
4. Xử lý thống kê các kết quả thực nghiệm 4.1. Sai số đo lường, phân biệt SSNN và SSHT – Qui tắc CSCN Sai số hệ thống (sai số xác định): là những sai số do những nguyên nhân cố định gây ra, luôn có dấu + / -. Nguyên nhân: Cách khắc phục: + sai số dụng cụ; + sửa chữa hiệu chính dụng cụ, máy móc; + hóa chất không tinh khiết; + thay đổi hóa chất; + do xđ nồng độ dd chuẩn sai; + điều chế lại hóa chất + ……. dùng làm thuốc thử v..v.
4.1. Sai số đo lường, phân biệt SSNN và SSHT – Qui tắc CSCN  Sai số ngẫu nhiên: là những sai số gây nên bởi những nguyên nhân không cố định, không biết trước, thay đổi không theo quy luật, khi dương, khi âm. Nguyên nhân: Cách khắc phục: + sự thiếu tập trung; + phân tích cẩn thận; + sự thay đổi nhiệt độ, áp + tăng số lần phân tích rồi suất khí quyển; cuối cùng xử lý các số liệu + không khí bị nhiễm bẩn; bằng phương pháp thống kê + ……. toán học.
Qui tắc chữ số có nghĩa (CSCN) Qui tắc 1: Chữ số có nghĩa bao gồm các chữ số tin cậy cùng với chữ số bất định (không tin cậy). 4 chữ số có 4 chữ số có nghĩa (3,8,6,7) nghĩa (2,0,3,0) μ=3,867±0,005 μ=0,02030 =2,030.10-2 1 chữ số 3 chữ số tin cậy 1 chữ số 3 chữ số số 2 chữ tin 0không tin cậy tin không tin cậy tin cậy (2,0,3) (3,8,6) không có nghĩa cậy (0) cậy (7)
Qui tắc chữ số có nghĩa (CSCN)  Qui tắc 2: Số chữ số có nghĩa trong một phép đo bất kỳ (trực tiếp, gián tiếp) phải giữ nguyên trong mọi phép chuyển đổi đơn vị đo lường. Ví dụ: 0.56L = 0,56.103 mL  Qui tắc 3 (làm tròn theo chữ số 5): Trong số đo gián tiếp: + Nếu CSVN >5: CSCN sau chót tăng 1 đơn vị: + Nếu CSVN
Qui tắc chữ số có nghĩa (CSCN)  Qui tắc 4: Số CSCN sau dấu phẩy trong kết quả của phép công hoặc trừ được lấy bằng với số CSCN sau dấu phẩy của số hạng có εmin lớn nhất. εmin – độ không tin cậy tuyệt đối nhỏ nhất, ví dụ 12,65mL → εmin = 0,01.  Qui tắc 5: Số CSCN trong kết quả của phép nhân hoặc chia được lấy bằng với số CSCN của thừa số có εmin, R lớn nhất. εmin,R – độ không tin cậy tương đối lớn nhất, ví dụ 12,65mL → εmin,R = 1/1265.
Qui tắc chữ số có nghĩa (CSCN)  Qui tắc 6: Số CSCN trong số logarit được tính từ chữ số khác ‘0’ đầu tiên kể từ trái sang phải của phần định trị, mọi chữ số ‘0’ sau CSCN đầu tiên, bất kể vị trí nào của phần định trị, đều là CSCN. -lg[H+] = -lg0,0084 = 2,07572 → 2,075 lgx = 3,45 → x= 100,45.103 2 chữ số có nghĩa (4,5)
Cách ghi kết quả thí nghiệm chữ số tin cậy: con số ứng với thang chia trên dụng cụ số bất định (số không tin cậy): con số dựa trên việc ước tính trên thang chia có giá trị nhỏ nhất. 1 chữ số không tin cậy 39 ml 39,31 ml 40 ml 3 chữ số tin cậy
Lưu ý khi làm tròn số  Kết quả tính cuối cùng không được có độ chính xác cao hơn độ chính xác của con số ít tin cậy nhất.  Để tránh làm giảm độ chính xác của kết quả do việc làm tròn số ở các giai đoạn trung gian, trong các phép tính chỉ được được phép làm tròn ở kết quả cuối cùng.
4.2. Độ đúng, độ chính xác, độ lặp lại, độ nhạy  Độ đúng phản ánh sự phù hợp giữa giá trị trung bình thực nghiệm với giá trị thực μ của phép đo. Sai số hệ thống phản ánh độ đúng.  Độ lặp lại (độ lặp lại) phản ánh sự phù hợp giữa từng giá trị thí nghiệm riêng rẽ trong cùng một điều kiện thực nghiệm giống nhau với giá trị trung bình. Sai số ngẫu nhiên phản ánh độ lăp lại.  Độ tái lặp lại phản ánh sự phù hợp giữa kết quả thu được bằng các phương pháp phân tích khác nhau, ở những nơi khác nhau, và thời gian thực hiện khác nhau.
Độ lặp lại và độ Độ đúng cao, đúng đều thấp độ lắp lại thấp Độ lặp lại cao, độ đúng thấp Độ đúng cao, độ lặp lại cao
4.4. Kiểm tra số liệu thực nghiệm Sai số thô: thường là những sai số lớn, xuât hiện do sự cẩu thả, nhầm lẫn hoặc sự cố ý gian lận, sự trục trặc bất ngờ (do hỏng thiết bị, mất điện, …). Loại bỏ số đo thực nghiệm sai số thô bằng chuẩn Dison (chuẩn Q): áp dụng khi n < 10 xn  xn1 Q xmax  xmin Trong đó xn là giá trị ghi ngờ, xn + 1 là giá trị lân cận giá trị xn và xmin, xmax tương ứng với giá trị nhỏ nhất và lớn nhất.
Các bước kiểm tra sai số thô  tính giá trị Qtn (Q thực nghiệm) đối với giá trị nghi ngờ (theo công thức);  so sánh Qtn với giá trị Qlt (Q lý thuyết trong bảng Dison). + Nếu: Qtn > Qlt thì giá trị xn cần loại bỏ, + Nếu: Qtn < Qlt thì giá trị thí nghiệm xn không mắc sai số thô hay sai số hệ thống, có thể dùng được. *** Nếu kiểm tra giá trị lớn nhất và nhỏ nhất mà không phải loại giá trị nào thì không cần kiểm tra các giá trị còn lại. Ngược lại nếu một giá trị nào bị loại thì cần phải kiểm tra giá trị tiếp theo kế cận nó.
4.4. Kiểm tra số liệu thực nghiệm Loại trừ sai số thô Giá trị Q ứng với độ tin cậy P và số lần đo n
Ví dụ: Những kết quả xác định hàm lượng % Fe2O3 trong một loại mẫu là: 2,25; 2,11; 3,21; 2,19; 2,38; 2,32. Có nên loại bỏ giá trị nào không? - Trước hết sắp xếp các giá trị tăng dần: 2,11; 2,19; 2,25 ; 2,32; 2,38; 3,21. - Tra bảng: ứng với n = 6 và P = 0,95 thì Qlt = 0,56 - Kiểm tra giá trị 3,21. 3,21  2,38 Qtn   0,75  Qlt 3,21  2,11 - Vì Qlt > Qtn nên loại bỏ loại giá trị 3,21. Khi đó dãy kết quả còn lại là: 2,11; 2,19; 2,25 ; 2,32; 2,38. n = 5 và P = 0,95 thì Qlt = 0,64. 2,11  2,19 2,38  2,32 Qtn   0,3  Qlt Qtn   0,2  Qlt 2,38  2,11 2,38  2,11 - Kết luận: dãy giá trị thực nghiệm: 2,11; 2,19; 2,25; 2,32; 2,38.
4.5. Biểu diễn các số đo gián tiếp Khoảng tin cậy và biểu diễn số đo theo chuẩn Student (n
4.5. Biểu diễn các số đo gián tiếp Khoảng tin cậy và biểu diễn số đo theo chuẩn Student (n
Ví dụ: Dãy giá trị thực nghiệm xác định hàm lượng phép phân tích % Fe2O3: 2,11; 2,19; 2,25; 2,32; 2,38 (n=5). x1  x2  ...  xn 2,11  2,19  2,25  2,32  2,38 x   2,25 n 5 Tìm biên giới tin cậy: k=n-1=4, P=0,95, t=2,78. t  S 2,78  0,11 S  i ( x  x ) 2  0,045  0,11    0,14 n 1 4 n 5   2,25  0,14
ĐỀ KIỂM TRA Câu 1: Tính pH của các dung dịch sau đây? a) Dung dịch chứa 65ml HCl 0.015M và 45ml NH4OH 0.035, biết pkNH3 = 4.75 b) Dung dịch Na2S 0,15M, biết H2S có Ka1=5,7.10-8 và Ka2=1,2.10-15 c) Dung dịch Na2HPO4 0,1M, biết H3PO4 lần lượt có pKa1=2.12; pKa2=7.21; pKa3=12.36.