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第二章:误差及分析数据的统计处理
思 考 题
1.正确理解准确度和精密度,误差和偏差的概念。
答:准确度是测定平均值与真值接近的程度,常用误差大小来表示,误差越小,准确度越高。精密度是指在确定条件下,将测试方法实施多次,所得结果之间的一致程度。精密度的大小常用偏差来表示。
误差是指测定值与真值之差,其大小可用绝对误差和相对误差来表示。偏差是指个别测定结果与几次测定结果的平均值之间的差别,其大小可用绝对偏差和相对偏差表示,也可以用标准偏差表示。
2.下列情况分别引起什么误差?如果是系统误差,应如何消除? (1) 砝码被腐蚀; (2) 天平两臂不等长; (3) 容量瓶和吸管不配套; (4) 重量分析中杂质被共沉淀; (5) 天平称量时最后一位读数估计不准;
(6) 以含量为99%的邻苯二甲酸氢钾作基准物标定碱溶液。 答:(1)引起系统误差,校正砝码; (2)引起系统误差,校正仪器; (3)引起系统误差,校正仪器; (4)引起系统误差,做对照试验; (5)引起偶然误差;
(6)引起系统误差,做对照试验或提纯试剂。
6.甲、乙两人同时分析一矿物中的含硫量。每次取样3.5g,分析结果分别报告为 甲:0.042%,0.041%
乙:0.04199%,0.04201% .哪一份报告是合理的?为什么?
答:甲的报告是合理的。
因为取样时称量结果为2位有效数字,结果最多保留2位有效数字。甲的分析结果是2位有效数字,正确地反映了测量的精确程度;乙的分析结果保留了4位有效数字,人为地夸大了测量的精确程度,不合理。
第二章 习 题
1.已知分析天平能称准至±0.1mg,要使试样的称量误差不大于0.1%,则至少要称取试样多少克? 解:设至少称取试样m克,
由称量所引起的最大误差为?0.2mg ,则
0.2?10?3?100%≤0.1% m≥0.2g
m答:至少要称取试样0.2g。
3.某矿石中钨的质量分数(%)测定结果为:20.39,20.41,20.43。计算标准偏差s及置信度为95%
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时的置信区间。
解:
x20.39?20.41?20.43=%=20.41% s=3(0.02)2?(0.02)2%=0.02% 3?1查表知,置信度为95%,n=3时,t=4.303 ∴ μ=(20.41?4.303?0.02)% =(20.41?0.05)% 35.用Q检验法,判断下列数据中,有无舍去?置信度选为90%。 (1)24.26,24.50,24.73,24.63; (2)6.400,6.416,6.222,6.408; (3)31.50,31.68,31.54,31.82.
解:(1)将数据按升序排列:24.26,24.50,24.63,24.73
x2?x124.50?24.26可疑值为24.26 Q计算=x?x=24.73?24.26=0.51
n1查表得:n=4时,Q0.90=0.76 Q计算<Q0.90表 故24.26应予保留。 (2)将数据按升序排列:6.222,6.400,6.408,6.416
x2?x16.400?6.222可疑值为6.222 Q计算=x?x=6.416?6.222=0.92 Q计算>Q0.90表
n1故6.222应舍去
(3)将数据按升序排列:31.50,31.54,31.68,31.82
xn?xn?131.82?31.68可疑值为31.82 Q计算=x?x=31.82?31.50=0.44 Q计算<Q0.90表
n1 故31.82应予保留。
7.有一标样,其标准值为0.123%,今用一新方法测定,得四次数据如下(%):0.112,0.118,0.115和0.119,判断新方法是否存在系统误差。(置信度选95%)
解:使用计算器的统计功能求得:x=0.116% s=0.0032%
x?? t=
sn=
0.116?0.1230.00324= 4.38
查表2-2得,t( 0.95, n=4)=3.18 t计算>t表 说明新方法存在系统误差,结果偏低。 10. 下列数据中包含几位有效数字
(1)0.0251 (2)0.2180 (3)1.8×10 (4)pH=2.50 答:(1) 3位 (2) 4位 (3) 2位 (4) 2位
第三章 滴定分析
思 考 题
2.能用于滴定分析的化学反应必须符合哪些条件?
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答:化学反应很多,但是适用于滴定分析法的化学反应必须具备下列条件:
(1) 反应定量地完成,即反应按一定的反应式进行,无副反应发生,而且进行完全(99.9%),这是定
量计算的基础。
(2) 反应速率要快。对于速率慢的反应,应采取适当措施提高其反应速率。 (3) 能用较简便的方法确定滴定终点。
凡是能满足上述要求的反应,都可以用于直接滴定法中,即用标准溶液直接滴定被测物质。 3.什么是化学计量点?什么是终点?
答:滴加的标准溶液与待测组分恰好反应完全的这一点,称为化学计量点。 在待测溶液中加入指示剂,当指示剂变色时停止滴定,这一点称为滴定终点。
4.下列物质中哪些可以用直接法配制标准溶液?哪些只能用间接法配制?H2SO4,KOH, KMnO4, K2Cr2O7, KIO3, Na2S2O3·5H2O
答:K2Cr2O7, KIO3可以用直接法配制标准溶液,其余只能用间接法配制。 5.表示标准溶液浓度的方法有几种?各有何优缺点?
答:常用的表示标准溶液浓度的方法有物质的量浓度和滴定度两种。
n(1)物质的量浓度(简称浓度)是指单位体积溶液所含溶质的物质的量, 即 C=V. 在使用浓度时,必须指明基本单元。
(2) 滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量,用T被测物/滴定剂表示.
特别适用于对大批试样测定其中同一组分的含量。有时滴定度也可以用每毫升标准溶液中所含溶质的质量来表示,如TI2=0.01468g/mL.这种表示方法应用不广泛。
6.基准物条件之一是要具有较大的摩尔质量,对这个条件如何理解?
答:作为基准物,除了必须满足以直接法配制标准溶液的物质应具备的三个条件外,最好还应具备较大的摩尔质量,这主要是为了降低称量误差,提高分析结果的准确度。
7. 若将H2C2O4 ·2H2O基准物长期放在硅胶的干燥器中,当用它标定NaOH溶液的浓度时,结果是偏低还是偏高?
答:偏低。 因为H2C2O4 ·2H2O失去了部分结晶水,用它作基准物时,消耗NaOH溶液的体积偏大,导致测定结果CNaOH偏低。
8. 什么叫滴定度?滴定度与物质的量浓度如何换算?试举例说明。
答:滴定度是指与每毫升标准溶液相当的被测组分的质量,用T被测物/滴定剂表示,如TFe/KMnO4=0.005682g/mL , 即表示1 mL KMnO4溶液相当于0.005682克铁。
滴定度与物质的量浓度之间的换算关系为:TA/B=bCBMA?10
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a例如用NaOH滴定H2C2O4的反应为 H2C2O4 + 2NaOH = Na2C2O4 +2H2O 则滴定度为:TH2C2O4/NaOH=
12CNaOHMH2C2O4?10
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