第一章 基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)課件

第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論

基礎(chǔ)化學(xué)的任務(wù)、方法、及發(fā)展趨勢(shì)

定量分析的誤差

有效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理

溶液的濃度

滴定分析第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)§1.1分析化學(xué)的任務(wù)、方法及其發(fā)展趨勢(shì)一分析化學(xué)的任務(wù)定義：分析化學(xué)是研究物質(zhì)的化學(xué)組成結(jié)構(gòu)和測(cè)定方法及相關(guān)理論的科學(xué)。主要任務(wù)：A鑒定物質(zhì)的化學(xué)組成；B推測(cè)物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)；C測(cè)定物質(zhì)中有關(guān)組分的含量。第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)社會(huì)科學(xué)、考古學(xué)人類學(xué)和法醫(yī)學(xué)分析化學(xué)化學(xué)學(xué)科的所有分支物理、天體物理、天文和生物物理工程學(xué)、民事、化學(xué)、電以及機(jī)械醫(yī)學(xué)、臨床化學(xué)藥物化學(xué)、藥學(xué)毒物學(xué)生物學(xué)、植物學(xué)、遺傳學(xué)、微生物學(xué)、分子生物學(xué)和動(dòng)物學(xué)地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、地球化學(xué)和古生物學(xué)環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)和海洋科學(xué)農(nóng)業(yè)、動(dòng)物科學(xué)農(nóng)作物科學(xué)、食品科學(xué)、園藝學(xué)和土壤科學(xué)材料科學(xué)、冶金學(xué)和高分子科學(xué)等學(xué)科第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)四大理論：天體、地球、生命、人類起源和演化五大危機(jī)：資源、人口、能源、糧食、環(huán)境問(wèn)題分析化學(xué)是人們認(rèn)識(shí)自然、改造自然的工具，是現(xiàn)化科技發(fā)展的眼睛?？偨Y(jié)：第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)二分析方法分類★定量分析、定性分析和結(jié)構(gòu)分析★無(wú)機(jī)分析和有機(jī)分析★常量分析、半微量分析和微量分析★化學(xué)分析和儀器分析★常規(guī)分析(例行分析)和仲裁分析(裁判分析)第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)表1-1各種分析方法的試樣用量方法試樣質(zhì)量試樣體積常量分析>0.1g>10ml半微量分析0.01~0.1g1~10ml微量分析0.1~10mg0.01~1ml超微量分析<0.1mg<0.01ml另外，根據(jù)被測(cè)組分含量的高低還可以分為常量(>1%)、微量(0.01~1%)和痕量成分(<0.01%)的分析第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)的分析方法，是分析化學(xué)的基礎(chǔ)。包括滴定分析法和重量分析法.化學(xué)分析法：第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)儀器分析法

利用待測(cè)物質(zhì)的物理性質(zhì)或物理化學(xué)性質(zhì)并借助于特定儀器來(lái)確定待測(cè)物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)及其含量的分析方法。光學(xué)分析法、電化學(xué)分析法、色譜分析法、質(zhì)譜分析法和核磁共振波譜法主要包括：第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)三分析化學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)1.由分析對(duì)象來(lái)看

有機(jī)物分析無(wú)機(jī)物分析活性物質(zhì)2.由分析對(duì)象的數(shù)量級(jí)來(lái)看3.由分析自動(dòng)化程度來(lái)看常量微量痕量分子水平手工操作儀器自動(dòng)化智能化儀器總結(jié)：智能化、自動(dòng)化、精確化、微觀化第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)5數(shù)據(jù)分析DataAnalysis12436樣品制備SamplePreparation樣品采集Sampling樣品測(cè)定SampleAnalysis問(wèn)題提出FormulationQuestion結(jié)果報(bào)告WritingReports§1.2定量分析過(guò)程第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)§1.3定量分析的誤差一誤差的表示方法（一）準(zhǔn)確度與誤差1.準(zhǔn)確度

(accuracy)測(cè)定值(xi)與真實(shí)值(xT)符合的程度反映測(cè)定的正確性，是系統(tǒng)誤差大小的量度。2.表示方法

誤差1)絕對(duì)誤差(absoluteerror-Ea)Ea=

測(cè)定值－真實(shí)值＝x-xT第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)2)相對(duì)誤差（relativeerror）表示誤差在真實(shí)值中所占的百分率，分析結(jié)果的準(zhǔn)確度常用相對(duì)誤差表示。

如：對(duì)于1000kg和10kg，絕對(duì)誤差相同(±1kg)，但產(chǎn)生的相對(duì)誤差卻不同。絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差都有正負(fù)之分。第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)（二）精密度與偏差1.精密度(precision)

多次測(cè)量值(xi)之間相互接近的程度。反映測(cè)定的再現(xiàn)性。2.表示方法偏差(deviation)1)

絕對(duì)偏差(absolutedeviation)：?jiǎn)未螠y(cè)量值與平均值之差。2）相對(duì)偏差(relativedeviation)

第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)3）算術(shù)平均偏差(meandeviation)通常以單次測(cè)量偏差的絕對(duì)值的算術(shù)平均值即平均偏差來(lái)表示精密度。

4）相對(duì)平均偏差(relativemeandeviation)

第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)1)總體平均值(-populationmean)

測(cè)量無(wú)限次，即n趨于

時(shí)，為：若無(wú)系統(tǒng)誤差，則

就是xT。實(shí)用時(shí)，n>30，就認(rèn)為

=xT。

標(biāo)準(zhǔn)偏差(standarddeviation)第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)2)總體平均偏差(δ)

(populationmeandeviation)

測(cè)量次數(shù)為無(wú)限多次時(shí)，各測(cè)量值對(duì)總體平均值μ的偏離，可用總體平均偏差δ表示：

3)總體標(biāo)準(zhǔn)偏差(populationstandarddeviation)數(shù)理統(tǒng)計(jì)中用標(biāo)準(zhǔn)偏差(標(biāo)準(zhǔn)差，均方差)而不是用平均偏差來(lái)衡量數(shù)據(jù)的精密度。第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)計(jì)算總體標(biāo)準(zhǔn)偏差時(shí)，對(duì)單次測(cè)定的偏差平方作用：(1)避免單次測(cè)定偏差相加時(shí)正負(fù)抵銷(2)大偏差,會(huì)得到放大，能更顯著的反映出來(lái)，能更好地說(shuō)明數(shù)據(jù)的分散程度。在實(shí)際分析測(cè)定中，測(cè)定次數(shù)一般不多，n<20，而總體平均值又不知道。一般是用抽樣的方法對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定。只能用樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差反映該組數(shù)據(jù)的分散程度?？傮w標(biāo)準(zhǔn)偏差第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)3)樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差(standarddeviation)

f=n-1，自由度：n個(gè)測(cè)定數(shù)據(jù)能相互獨(dú)立比較的是n-1個(gè)。引入n-1是為了校正以樣本平均值代替總體平均值引起的誤差。第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)4)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差

(relativestandarddeviation-Sr)又稱變異系數(shù)(coefficientofvariation-CV)

相差極差R第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)準(zhǔn)確度(accuracy)：測(cè)量值與真實(shí)值相接近的程度。用誤差來(lái)評(píng)估。精密度(precision)：各個(gè)測(cè)量值之間相互接近的程度。用偏差來(lái)評(píng)估。系統(tǒng)誤差是分析誤差的主要來(lái)源，影響結(jié)果的準(zhǔn)確度偶然誤差影響結(jié)果的精密度（三）準(zhǔn)確度和精密度的關(guān)系第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)甲

乙

丙

丁

分析結(jié)果準(zhǔn)確度高，要求精密度一定要高。分析結(jié)果精密度高，準(zhǔn)確度不一定高。精密度好，準(zhǔn)確度不好，系統(tǒng)誤差大準(zhǔn)確度、精密度都好，系統(tǒng)誤差、偶然誤差小精密度較差，接近真值是因?yàn)檎?fù)誤差彼此抵銷精密度、準(zhǔn)確度差。系統(tǒng)誤差、偶然誤差大真值例如，甲、乙、丙、丁四人同時(shí)測(cè)定銅合中Cu的百分含量，各分析6次。設(shè)真值=10.00%，結(jié)果如下：第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)二誤差的來(lái)源和減免方法誤差是分析結(jié)果與真實(shí)值之差。根據(jù)性質(zhì)和產(chǎn)生的原因可分為三類：系統(tǒng)誤差偶然誤差過(guò)失誤差第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)由一些固定的原因所產(chǎn)生，其大小、正負(fù)有重現(xiàn)性，也叫可測(cè)誤差。1.方法誤差

分析方法本身所造成的誤差。2.儀器誤差3.試劑誤差4.操作誤差

操作不當(dāng)（一）系統(tǒng)誤差(systematicerror)第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)系統(tǒng)誤差的性質(zhì)可歸納為如下三點(diǎn)：1）重現(xiàn)性2）單向性3）數(shù)值基本恒定系統(tǒng)誤差可以校正。隨機(jī)誤差由偶然因素引起的誤差,所以又稱偶然誤差如，同一坩堝稱重(同一天平，砝碼)，得到以下克數(shù)：

29.3465，29.3463，29.3464，29.3466（二）隨機(jī)誤差(randomerror)第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)對(duì)于天秤稱量，原因可能有以下幾種：1)天平本身有一點(diǎn)變動(dòng)性2)天平箱內(nèi)溫度有微小變化3)坩堝和砝碼上吸附著微量水分的變化4)空氣中塵埃降落速度的不恒定偶然誤差的性質(zhì)：誤差的大小、正負(fù)都是不固定的。偶然誤差

不可測(cè)誤差。在消除系統(tǒng)誤差后，在同樣條件下多次測(cè)定，可發(fā)現(xiàn)偶然誤差服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律。第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)隨機(jī)誤差統(tǒng)計(jì)規(guī)律1)大小相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)相等。2)小誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，大誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)少。隨測(cè)定次數(shù)的增加，偶然誤差的算術(shù)平均值將逐漸接近于零(正、負(fù)抵銷)。第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)（三）過(guò)失誤差由于操作人員粗心大意、過(guò)度疲勞、精神不集中等引起的。其表現(xiàn)是出現(xiàn)離群值，極端值。綜上所述:系統(tǒng)誤差

可校正偶然誤差

可控制過(guò)失誤差

可避免第一章基礎(chǔ)化學(xué)概論-1-3節(jié)（四）提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法★系統(tǒng)誤差消除1.對(duì)照試驗(yàn)

檢驗(yàn)系統(tǒng)誤差的有效方法2.空白試驗(yàn)

消除由于試劑、蒸餾水、實(shí)驗(yàn)器皿和環(huán)境帶入的雜