化学误差分析基础
高中化学误差分析教案
高中化学误差分析教案
一、教学目标：
1. 了解误差的概念及分类；
2. 掌握误差的来源和计算方法；
3. 能够正确分析实验数据中的误差，并进行合理修正；
4. 提高学生的实验技能和数据处理能力。
二、教学内容：
1. 误差的概念及分类；
2. 误差的来源和计算方法；
3. 实验数据中的误差分析；
4. 误差的合理修正方法。
三、教学过程：
1. 导入：通过实际案例引入误差的概念，让学生了解误差对实验结果的影响；
2. 学习：讲解误差的分类、来源和计算方法，并进行实例演练；
3. 拓展：通过实验操作，让学生亲自体验误差的产生和修正过程；
4. 总结：归纳误差分析的要点，培养学生的数据处理能力；
5. 应用：让学生应用误差分析方法，对实验数据进行合理修正。
四、教学手段：
1. 教师讲解；
2. 实例演练；
3. 实验操作；
4. 小组讨论；
5. 课堂互动。
五、教学评估：
1. 学生自主完成误差分析实验报告；
2. 学生现场解答误差分析相关问题；
3. 课程结束时进行小测验评估学生的掌握情况。
六、教学反思：
1. 针对学生在误差分析过程中的常见问题，及时调整教学方法；
2. 结合学生的反馈意见，不断完善教学内容和教学方式；
3. 激发学生的实验热情，加强实践操作环节，提高学生的实验技能和数据处理能力。
分析化学基础知识 误差的来源和分类 分析化学课件
不可消除、无法避免，但可减小
从无限多个测定值来看，它的分布服从统计学规律（正态分布）
随机误差
规律
正态分布曲线 次数
-
0
+
误差
小误差出现的几率大，大误差出现的几率小。 大小相等的正负误差出现的几率相等。 测量次数无限多时，误差互相抵消。 减小随机误差的方法：增加平行测定次数。
过失误差
由于分析过程中由于分析人员粗心或不遵守操作规程所造成。
正误差 负误差
误差
误差的作用
衡量分析结果的准确度 判断分析方法是否合适 检验分析工作者的操作熟练程度
误差
误差产生原因
对结果进行评价 判定分析结果的可靠程度
避免和减小误差
更加准确的 分析结果
误差的分类
系统误差 偶然误差
定义 原因 特点 分类
系统误差
定义 由确定的、经常性的因素引起的误差。
特点
重现性（重复测定，重复出现） 单向性（测定的结果总是偏高或偏低） 可测性（大小可测、正负可测） 可校正性
系统误差
分类
操作误差
正常操作时，由于分析人员本身的主观因素造成的误差。
例如
在滴定分析中对终点颜色变化的判断，有 人敏锐，有人迟钝。滴定管读数不准，偏 高或偏低。
随机误差
定义 由不确定的、偶然性的因素引起的误差。
特点
可变性 其大小和正负都不固定。
不可测
时大、时小 时正、时负 时有、时无
案例：温度、湿度、电 压及气压的变化等；分 析仪器的微小震动；分 析人员对平行试样测量 的差异等。
系统误差
分类
方法误差
仪器误差
试剂误差
操作误差
系统误差
分类
化学误差分析基础
化学误差分析基础在化学实验中，误差是无法避免的，对误差进行分析可以使实验结果更加准确和可靠。
误差分析是指通过对测量数据的分析，确定测量数值的准确度和可靠度，并对各种因素造成的误差进行识别和评估。
下面将介绍化学误差分析的几个基本概念和方法。
一、误差的分类1.系统误差：由于仪器固有的缺陷、环境因素、实验方法的选择以及操作者技术水平等原因引起的误差。
系统误差在相同实验条件下，反复测量时具有一定程度的恒定性和可预见性。
2.随机误差：由瞬时、无规律的因素引起的误差，不具有恒定性和可预见性。
主要包括观察误差、仪器读数误差和人为误差等。
3.准确度误差：是指测量结果与真值之间的差异，可以通过比较不同实验结果的平均值与标准值之间的差异来评估。
4.精密度误差：是指多次进行同样测量的实验结果之间的差异，通常用测量值之间的标准偏差来表示。
二、误差的计算1.绝对误差：测量结果与准确值之间的差值，绝对误差可以是正值也可以是负值。
绝对误差越小，测量结果越接近真实值。
2.相对误差：绝对误差与准确值的比值，通常以百分比表示。
相对误差能够反映测量结果的准确度，越低代表准确度越高。
三、误差的传递误差在计算过程中会传递和积累，因此在进行误差分析时需要考虑误差的传递规律和影响因素。
1.误差的加减：对多个测量结果进行加减运算时，其绝对误差的合成是考虑误差的加减原理。
2.误差的乘除：对多个测量结果进行乘除运算时，其相对误差的合成是考虑误差的乘除原理。
四、误差的评定误差的评定是指对误差进行定量评估，确定测量结果的可靠度和准确度。
常用的评定方法包括平均值、标准偏差、相对标准偏差等。
1.平均值：多次进行同样测量的实验结果取平均值，可以提高测量结果的准确度。
2.标准偏差：测量值与平均值之间的离散程度，标准偏差越小表示精密度越高，反之则精密度较低。
3.相对标准偏差：标准偏差除以平均值得到的相对值，可以评价测量值之间的精密度。
4.置信区间：对于测量值进行统计分析，得到一个包含真值的概率范围。
6.分析化学基础1——误差
两组数据的 用
d为 d 1 = d 2 =
0.24
d
反映不一页
本章目录
S1
d
(0.3) (0.2) (0.3) 0.28 n 1 10 1
2 i 2 2 2
S2
d
(0.0) (0.1) (0.1) 0.33 n 1 10 1
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标准偏差可以更好地将较大的偏差和测定次 数对精密度的影响反映出来，即用 S 比用 d 好， 如有两组数据：
+0.3，-0.2，-0.4，+0.2，+0.1，+0.4，0.0，-0.3，+0.2，-0.3； 0.0，+0.1，-0.7，+0.2，-0.1，-0.2，+0.5，-0.2，+0.3，+0.1；
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6.2 定量分析中的误差
测定数据与真实值并不一致，这种在数值 上的差别就是误差。 分析过程中的误差是客观存在的。 误差可控制得越来越小，但不能使误差降 低为零。 误差：测定值与真实值之差。
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例 FeSO4· 2O，测Fe2+理论值： 7H Fe Fe2+ %= —————×100% FeSO4· 2O 7H =20.15% 用分析手段测Fe2+：结果 19.98%， 对 20.85%， 对
表示。
(x
i 1
n
i
)
2
n
( n ) ：称为总体平均值
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大学基础化学误差分析教案
课时：2课时教学目标：1. 理解误差的概念和分类。
2. 掌握误差的来源和影响因素。
3. 学会误差的测量和计算方法。
4. 培养学生严谨的科学态度和实验技能。
教学重点：1. 误差的概念和分类。
2. 误差的来源和影响因素。
3. 误差的测量和计算方法。
教学难点：1. 误差的来源和影响因素的识别。
2. 误差的测量和计算方法的运用。
教学过程：第一课时：一、导入1. 回顾初中化学实验中误差的概念。
2. 提出问题：误差在大学基础化学实验中有什么重要性？二、新课讲解1. 误差的概念：误差是指测量值与真实值之间的差异。
2. 误差的分类：a. 系统误差：由于测量方法、仪器、环境等因素引起的误差。
b. 随机误差：由于不可预测的因素引起的误差。
3. 误差的来源和影响因素：a. 测量方法：如操作不当、读数误差等。
b. 仪器：如仪器精度、校准误差等。
c. 环境因素：如温度、湿度、压力等。
d. 试剂和溶剂：如试剂纯度、溶剂浓度等。
4. 误差的测量和计算方法：a. 平均误差：将多次测量值相加，除以测量次数。
b. 标准误差：表示测量结果的不确定性。
c. 极差：表示测量结果的最大误差。
三、课堂练习1. 分析一个实验中的误差来源。
2. 计算一组数据的平均误差和标准误差。
四、课堂小结1. 误差的概念、分类、来源和影响因素。
2. 误差的测量和计算方法。
第二课时：一、复习上节课内容1. 误差的概念、分类、来源和影响因素。
2. 误差的测量和计算方法。
二、实验误差分析1. 分析实验数据，识别误差来源。
2. 计算误差值，分析误差对实验结果的影响。
三、课堂讨论1. 如何减小实验误差？2. 误差分析在化学实验中的重要性。
四、课堂小结1. 误差的概念、分类、来源和影响因素。
2. 误差的测量和计算方法。
3. 误差分析在化学实验中的应用。
教学反思：本节课通过讲解误差的概念、分类、来源和影响因素，使学生了解误差在化学实验中的重要性。
通过实验误差分析，使学生掌握误差的测量和计算方法。
分析化学基础知识
基础知识1、分析化学中常用相对误差来表示分析结果的准确度。
2、定量分析中的误差有两大类（1）、系统误差（可定误差,有固定的原因，单向性），分四类：方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差。
(2)、偶然误差（不可定误差，有偶然因素造成的，服从统计规律：大误差出现的概率小，小误差出现的概率大,绝对值相同的正、负误差出现的概率大致相等。
可通过增加平行测量次数,取平均值表示测量结果，可以减小偶然误差。
）★3、指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差？如果是系统误差，请区别方法误差、仪器和试剂误差或操作误差,并给出它们的减免方法。
答：①砝码受腐蚀：系统误差(仪器误差）；更换砝码.②天平的两臂不等长：系统误差(仪器误差）；校正仪器。
③容量瓶与移液管未经校准：系统误差(仪器误差）；校正仪器。
④在重量分析中，试样的非被测组分被共沉淀:系统误差(方法误差);修正方法，严格沉淀条件。
⑤试剂含被测组分：系统误差（试剂误差);做空白实验。
⑥试样在称量过程中吸潮：系统误差(操作误差);严格按操作规程操作。
⑦化学计量点不在指示剂的变色范围内：系统误差(方法误差）；另选指示剂。
⑧读取滴定管读数时，最后一位数字估计不准：偶然误差；严格按操作规程操作，增加测定次数.⑨在分光光度法测定中，波长指示器所示波长与实际波长不符:系统误差（仪器误差);校正仪器。
⑩在HPLC测定中，待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠：系统误差(方法误差);改进分析方法4、精密度和准确度是衡量结果好坏的两个方面。
只有在消除了系统误差的前提下，精密度好的分析结果，才可能有较高的准确度。
所以,精密度是保证准确度的先决条件.5、系统误差的传递：加减运算是绝对误差的传递,乘除运算是相对误差的传递。
6、提高分析准确度的方法：①选择合适的分析方法②减小测量误差③减小偶然误差④消除系统误差。
7、消除系统误差的方法：校准仪器、空白试验、对照试验、回收试验8、有效数字的位数包括所有准确数字和一位欠准数字,是反映测量仪器的准确度，也反映了测量数据的绝对误差和相对误差。
基础化学实验报告讨论(3篇)
第1篇一、实验背景与目的本次实验报告旨在通过基础化学实验，加深对化学反应原理和实验操作技能的理解，提高实验操作的准确性和实验数据的可靠性。
实验过程中，我们学习了基本的实验操作方法，如称量、滴定、加热等，并进行了几个典型的化学反应实验，包括酸碱滴定、氧化还原滴定、沉淀反应等。
以下是对实验过程中遇到的问题和现象的讨论。
二、实验现象与分析1. 酸碱滴定实验实验过程中，我们使用了酚酞作为指示剂，滴定了已知浓度的盐酸溶液。
实验现象如下：（1）在滴定过程中，随着氢氧化钠溶液的加入，溶液颜色逐渐由无色变为浅红色，最后变为深红色，此时达到滴定终点。
（2）滴定过程中，发现酚酞指示剂在接近滴定终点时，颜色变化较快，容易误判滴定终点。
分析：酚酞在酸性溶液中无色，在碱性溶液中呈红色。
在滴定过程中，当氢氧化钠溶液与盐酸反应生成水时，溶液的pH值逐渐升高，酚酞指示剂的颜色变化也随之发生变化。
实验现象表明，酸碱滴定实验成功进行了。
2. 氧化还原滴定实验实验中，我们使用了高锰酸钾作为氧化剂，滴定了已知浓度的硫酸铁溶液。
实验现象如下：（1）在滴定过程中，随着高锰酸钾溶液的加入，溶液颜色由无色变为浅紫色，最后变为深紫色，此时达到滴定终点。
（2）滴定过程中，发现高锰酸钾溶液的氧化性较强，容易氧化试管壁上的有机物质，导致实验结果出现误差。
分析：高锰酸钾在酸性溶液中具有强氧化性，可以氧化硫酸铁溶液中的二价铁离子，使其转化为三价铁离子。
实验现象表明，氧化还原滴定实验成功进行了。
但需要注意，实验过程中应尽量避免氧化剂与有机物质的接触，以减少实验误差。
3. 沉淀反应实验实验中，我们进行了硫酸铜与氢氧化钠的沉淀反应，生成了蓝色的氢氧化铜沉淀。
实验现象如下：（1）在反应过程中，加入氢氧化钠溶液后，立即观察到蓝色沉淀的形成。
（2）沉淀反应过程中，发现沉淀的溶解度随温度的升高而增大。
分析：硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀，该沉淀在常温下溶解度较小。
分析化学基础知识 误差的表示方法 分析化学课件
甲、乙、丙、丁四人射箭结果如下：
甲
精密度好
准确度差
乙
精密度好
准确度好
丙
精密度差
准确度好
丁
精密度差
准确度差
准确度和精密度
准确度与精密度的关系
分析结果准确度高，要求精密度一定要高。
分析结果精密度高，准确度不一定高。
准确度和精密度
准确度与精密度的关系
测量结果的优劣
准确度
精密度
表示测量结果的准确性
称量的相对误差越小，准确度越高！
精密度与偏差
精密度
在相同的条件下，多次平行测定结果相互接近程度。
精密度的高低用偏差的大小来表示，反应测定结果的重现性
偏差越小，各测定结果之间越接近，精密度越高，反之。
精密度与偏差
偏差
指测量值与平均值之间的差值。
偏差的表示
绝对偏差、平均偏差、相对平均偏差、标准偏差、相对标准偏差。
n
标准偏差：描述有限测定数据的分散程度
( xi )2
i 1
n
S
2
(
x
x
)
i
i 1
n 1
S
相对标准偏差：标准偏差占平均值的百分率，又称变异系数 RSD 100%
x
精密度与偏差
精密度与偏差
在表示结果精密度的时候应该用谁来进行
较下列两组数据的分散程度
表示测量结果的重现性
称量A、B物体的质量分别为1.1253g，0.1125g，
而两物体的真实质量分别为1.1252g和0.1124g，求
两物体的绝对误差和相对误差。
绝对误差
A物体
0.0001g
化学实验中的误差分析
化学实验中的误差分析在化学实验中，误差是无法避免的。
无论是人为因素还是仪器设备的限制，误差都会存在。
正确分析和处理这些误差对于实验结果的准确性和可靠性有着至关重要的影响。
本文将对化学实验中的误差进行分析，以帮助实验者更好地理解并处理实验误差。
1. 误差的定义和分类误差是指实验结果与真实值之间的差异，它可以分为系统误差和随机误差两种类型。
1.1 系统误差：由于仪器设备、实验方法或操作者引起的偏差，导致所有测量结果偏离真值的程度相同。
系统误差可以进一步分为仪器误差、方法误差和个人误差。
1.1.1 仪器误差：仪器本身固有的误差，例如仪器的不稳定性、漂移、零点偏差等。
1.1.2 方法误差：由于实验方法的限制导致的误差，例如反应条件难以控制、试剂纯度问题等。
1.1.3 个人误差：不同实验者由于操作习惯、技术水平等因素引起的误差。
1.2 随机误差：由于实验条件的无法完全控制以及测量本身的不确定性所导致的误差。
随机误差无法精确确定，但可以通过重复实验并取平均值来减小其影响。
2. 误差的影响与评估误差对实验结果的影响可能是积累性的，特别是系统误差。
因此，评估和控制误差至关重要。
2.1 影响因素的分析：在进行误差分析时，需要考虑各种因素的影响，如试剂纯度、仪器的准确性和稳定性、环境因素等。
2.2 误差的评估方法：常用的误差评估方法包括相对标准偏差（RSD）、相对误差（RE）以及置信区间等。
这些方法可以帮助实验者定量地评估误差的大小和可靠性。
2.3 误差的来源分析：通过对误差的来源进行分析，可以找出问题所在，并采取相应的措施来减小误差。
例如，校准仪器、优化实验方法、加强操作技巧等。
3. 误差的处理与纠正当发现实验中存在误差时，需要及时采取措施来处理和纠正误差，以获得更准确的结果。
3.1 数据去极值：如果实验数据中存在明显偏离的数据点，可以考虑剔除这些异常值，以保证实验结果的准确性。
3.2 数据平均：对于多次重复实验所得的数据，可以进行平均处理，以减小随机误差对结果的影响。
化学实验中的误差和精确度
化学实验中的误差和精确度在进行化学实验时，我们常常会遇到各种误差和需要精确度的要求。
正确理解和处理这些误差以及确保实验的精确度对于获得准确的实验结果至关重要。
本文将探讨化学实验中的误差来源和如何提高实验的精确度。
一、误差来源1. 人为误差：人为误差是由实验操作时的疏忽、操作技巧不熟练、使用不恰当的仪器设备等因素引起的误差。
例如，在称取试剂时，如果没有正确校准天平或不小心溅洒试剂，都会导致误差的产生。
2. 仪器误差：仪器误差是由于仪器的精度、仪器的量程、仪器的使用方法等因素引起的误差。
每个仪器都有其特定的测量范围和精度，如果使用超出测量范围的仪器或者没有正确使用仪器，都会导致误差的出现。
3. 被测物误差：被测物误差是由样品的质量、纯度、化学反应的特性等因素引起的误差。
例如，在测定溶液的浓度时，如果样品不纯或者反应过程中有其他物质的干扰，都会对测量结果产生误差。
4. 环境误差：环境误差是由于温度、湿度、大气压力等外部环境条件的变化引起的误差。
这些环境因素可能对实验中的反应速率、气体溶解度等产生影响，从而引起误差的出现。
二、提高实验的精确度1. 仪器校准：在进行实验前，应确保所使用的仪器已经校准过，并且在测量之前进行必要的调零和调校。
定期检查和校准仪器，保证其准确性和稳定性。
2. 正确操作：在进行实验时，应仔细阅读实验方法并按照要求进行操作。
遵循各种实验操作规范，使用正确的计量工具，避免疏忽和不恰当的操作。
3. 多次重复：为了提高实验结果的可靠性，可以多次进行实验，并取多次测量值的平均值作为最后的测量结果。
重复实验可以减小个别误差的影响，增加结果的精确度。
4. 控制环境因素：在实验中应尽量控制环境因素的变化，尽量在相同的温度、湿度等环境条件下进行实验。
避免由于环境因素引起的误差。
5. 精确记录：在进行实验时，要准确记录实验条件、操作过程和观察结果。
这样可以帮助分析和排除实验中的误差，并有助于验证和重现实验结果。
1. 误差理论基础
E 2 8 μ m ，根据绝对误差定义，可知后者的测量准确度高。但若用第三
种方法测量 L2=80 mm 的尺寸，其测量误差为 E3 7 μ m ，此时用绝对误差 就难以评定它与前两种方法准确度的高低，必须采用相对误差来评定。
第一节 误差的基本概念
四、误差与偏差
（一）误差 1．绝对误差 测量值和真值之差称为绝对误差，通常简称为误差。 绝对误差(E)=X－T 式中 X——测量值； T——真实值。
第一节 误差的基本概念
对于多次测量的数值，求其准确度时，可按下式计算：
x1 x 2 x n i 1 算术平均值（ x ）= = n n
第一节 误差的基本概念
由于测量值可能大于真值，也可能测量值小 于真值，所以，绝对误差和相对误差都有正负之 分。严格来说，真值是不可能知道的。在实际工 作中，将标准物质的标准值或总体平均值当作真 值。为了表示或比较准确度的高低，有时用绝对 误差比较清楚，有时用相对误差更显得直观。
第一节 误差的基本概念
第一节 误差的基本概念
在计算测量结果的准确度时，对上述四个方 面的误差来源，必须进行全面的分析，力求不遗 漏、不重复，特照误差的特点与性质，误差可分为系统误 差、偶然误差两类。 １、系统误差 系统误差是指试验过程中，由于某些恒定因 素影响而出现的一种保持恒定或可以预知方式变 化的误差。
第一节 误差的基本概念
真值是指在测量一个量时，该量本身所 具有的真实大小。它是客观存在的，但不 可能准确知道的，是一个理想的概念。真 值一般是不可知的，只有在某些特定条件 下，真值才是可知的。
第一节 误差的基本概念
分析化学基础知识
化学分析：
*
酸碱滴定
配位滴定
氧化还原滴定
沉淀滴定
电化学分析
光化学分析
色谱分析
波谱分析
滴定分析
电导、电位、电解、库仑极谱、伏安
发射、吸收，荧光、光度
气相、液相、离子、超临界、薄层、毛细管电泳
红外、核磁、质谱
化学分析
分 析 化 学
仪器分析
分析化学的作用
在化学学科发展中的作用：分子科学、遗传密码 在化学研究工作中的作用：新物质鉴定 结构与性能 在现代化学工业中的作用：质量控制与自动检测 分析化学与社会：环境、体育、破案
*
第三节 定量分析数据处理
一、误差的种类、性质、产生的原因及减免
1. 系统误差 (1) 特点 a.对分析结果的影响比较恒定； b.在同一条件下，重复测定， 重复出现； c.影响准确度，不影响精密度； d.可以消除差——选择的方法不够完善
*
2． Q 检验法 步骤： （1） 数据排列 X1 X2 …… Xn （2） 求极差 Xn － X1 （3） 求可疑数据与相邻数据之差 Xn － Xn-1 或 X2 －X1 （4） 计算：
01
例：重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不当
b.仪器误差——仪器本身的缺陷
02
例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正。
03
例：蒸馏水不合格；试剂纯度不够(含待测组份或干扰离子)。
04
例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。
2.偶然误差
( 1) 特点 不恒定 难以校正 服从正态分布(统计规律) ( 2) 产生的原因 偶然因素 滴定管读数
*
3.注意点
分数；比例系数；实验次数等不记位数；
分析化学的基础知识
分析化学的基础知识（一）误差一误差的来源分析结果与真实结果之间的差数叫误差，误差越小则分析结果越准确。
系统误差（可测误差)-----是由某种固定的因素所引起的误差。
这种误差的数值大小与符号正负，在同样的实验中是完全一致的，即在重复分析时，它会重复地表现出来，使测定结果经常偏高或偏低。
这样的误差在查明原因后可以用适当的方法测验出来加以校正或消除。
系统误差是定量分析中误差的主要来源，它影响着检测结果的准确度。
二产生系统误差的主要原因如下：1 方法误差：这种误差是由分析方法本身不完善所造成的。
例如：重量分析中常常有少量的溶解或吸附某些杂质，容量分析中反应进行不完全；比色分析干扰离子的影响等。
2 试剂误差：由于试剂不纯和蒸馏水中含有微量杂质所引起的。
3 仪器误差：由于所用仪器不够精密而引起的误差，如砝码重量、滴定管刻度不准确等。
三偶然误差：由于一些偶然的外因所引起的误差。
例如砝码的偶然缺陷，测定温度的改变，工作不够细心或偶然的损失和沾污的增重等原因所造成，偶然误差有时大有时小，有时正有时负。
在操作过程中，由于许多偶然因素的影响，几个人多次分析同一试样都得到并不一致的结果，这种误差无法估计的，属于偶然误差。
分析进行得愈精细，测定的方法愈准确，则偶然误差愈小，分析结果的算术平均值就愈接近于真实值。
偶然误差影响检测结果的精密度。
四准确度和误差1.准确度系指测得结果与真实值接近的程度。
2.误差系指测得结果与真实值之差。
准确度通常用误差来表示，误差愈小，表示分析结果愈接近真实数值。
误差有两种表示方法：一种叫绝对误差，另一种叫相对误差。
绝对误差=测定值—真实值相对误差=（绝对误差/真实值）*100%五精密度和偏差1.精密度系指在同一实验中，每次测得的结果与它们的平均值接近的程度。
六误差和偏差由于“真实值”无法准确知道，因此无法计算误差。
在实际工作中，通常是计算偏差（或用平均值代替真实值计算误差，其结果仍然是偏差）。
初中化学教学中化学实验的误差分析
初中化学教学中化学实验的误差分析化学是一门以实验为基础的学科。
在化学实验中，误差是不可避免的。
实验误差产生的原因多种多样，但只要掌握了误差产生的原理，就可以有效地避免误差的产生。
在初中化学实验中，教师应当引导学生进行误差分析，以帮助学生更好地理解和掌握化学知识。
一、误差产生的原因在化学实验中，误差的产生原因多种多样，主要包括测量方法、环境因素、试剂纯度、反应条件、操作规范性等因素。
在分析误差时，应首先分析这些因素对实验结果的影响。
二、实验中常见的误差分析1.滴定管、移液管、容量瓶的误差分析：使用滴定管或移液管时，要注意排气泡的问题，气泡应在液体液面下。
滴定管的使用应考虑气泡是否排除干净，如残留气泡，滴定操作时会严重影响溶液体积的准确性，导致测量误差。
使用容量瓶时要注意正确的使用方法，容量瓶洗净后不能用来洗涤其他试剂，且在使用时要上下颠倒几次以充分摇匀。
如果这些仪器未正确使用或未及时清洗，都会影响实验结果的准确性。
2.温度对化学反应的影响：化学反应的热效应受温度影响较大。
如果实验需要控制反应温度，则必须准确测量温度并考虑温度对实验结果的影响。
例如，测定中和热的实验中，如果温度计未及时清洗或使用前未校准温度，就会导致测量结果出现误差。
3.仪器精度对实验结果的影响：仪器的精度直接影响实验结果的准确性。
在选择仪器时，要考虑仪器的精度等级和量程范围是否符合实验要求。
例如，在测定硫酸铜晶体中结晶水的含量的实验中，天平的精度等级必须达到分析天平的要求，否则会造成称量结果的误差。
4.试剂纯度对实验结果的影响：试剂的纯度直接影响实验结果的准确性。
在选择试剂时，应考虑试剂的纯度等级是否符合实验要求。
例如，在测定二氧化碳与氢氧化钠溶液反应的中和程度时，所用氢氧化钠溶液纯度不够就会影响二氧化碳的吸收效果，导致实验结果出现误差。
三、误差分析的方法在进行误差分析时，可以采用比较法、分析法、推理法等方法进行分析。
比较法是通过比较实际测量值与理论值之间的差异来分析误差产生的原因；分析法是通过分析实验过程中可能影响实验结果的因素来找出误差产生的原因；推理法是通过推理得出结论并分析误差产生的原因。
分析化学基础知识
基础知识1、分析化学中常用相对误差来表示分析结果的准确度。
2、定量分析中的误差有两大类(1)、系统误差（可定误差，有固定的原因，单向性），分四类：方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差。
(2)、偶然误差（不可定误差，有偶然因素造成的，服从统计规律：大误差出现的概率小，小误差出现的概率大，绝对值相同的正、负误差出现的概率大致相等。
可通过增加平行测量次数，取平均值表示测量结果，可以减小偶然误差。
）★3、指出下列各种误差是系统误差还是偶然误差？如果是系统误差，请区别方法误差、仪器和试剂误差或操作误差，并给出它们的减免方法。
答：①砝码受腐蚀：系统误差(仪器误差)；更换砝码。
②天平的两臂不等长：系统误差(仪器误差)；校正仪器。
③容量瓶与移液管未经校准：系统误差(仪器误差)；校正仪器。
④在重量分析中，试样的非被测组分被共沉淀：系统误差(方法误差)；修正方法，严格沉淀条件。
⑤试剂含被测组分：系统误差(试剂误差)；做空白实验。
⑥试样在称量过程中吸潮：系统误差(操作误差)；严格按操作规程操作。
⑦化学计量点不在指示剂的变色范围内：系统误差(方法误差)；另选指示剂。
⑧读取滴定管读数时，最后一位数字估计不准：偶然误差；严格按操作规程操作，增加测定次数。
⑨在分光光度法测定中，波长指示器所示波长与实际波长不符：系统误差(仪器误差)；校正仪器。
⑩在HPLC测定中，待测组分峰与相邻杂质峰部分重叠：系统误差(方法误差)；改进分析方法4、精密度和准确度是衡量结果好坏的两个方面。
只有在消除了系统误差的前提下，精密度好的分析结果，才可能有较高的准确度。
所以，精密度是保证准确度的先决条件。
5、系统误差的传递：加减运算是绝对误差的传递，乘除运算是相对误差的传递。
6、提高分析准确度的方法：①选择合适的分析方法②减小测量误差③减小偶然误差④消除系统误差。
7、消除系统误差的方法:校准仪器、空白试验、对照试验、回收试验8、有效数字的位数包括所有准确数字和一位欠准数字,是反映测量仪器的准确度,也反映了测量数据的绝对误差和相对误差。
化学实验误差
化学实验误差化学实验是科学研究中不可或缺的一部分，通过实验可以验证理论，获取数据，并进行分析与比对。
然而，实验过程中总会存在一定的误差，对于科学家们来说，正确理解和评估误差是至关重要的。
本文将探讨化学实验误差的来源以及如何准确地评估和降低它们的影响。
一、误差的来源1. 人为误差：人为误差主要来自于实验者的操作不够准确和规范。
例如，实验者可能在使用计量器具时读数不准确，或者在操作过程中未完全遵守实验步骤，导致结果的可靠性受到影响。
2. 仪器误差：仪器误差是指仪器本身固有的缺陷或不准确性。
无论是天平、试剂瓶还是pH计，都存在一定的误差范围。
这是由制造工艺和仪器精度所决定的，普遍存在于实验过程中。
3. 实验条件误差：实验条件误差包括温度、湿度、大气压力等环境因素的影响。
这些因素可能会对实验产生随机的或系统性的影响，从而导致实验结果的误差。
4. 反应不完全：化学反应可能受到多种因素的影响，例如温度、浓度、催化剂等。
即使实验者尽可能地控制这些条件，反应也有可能不完全，导致结果与理论值之间存在误差。
二、误差的评估与减小1. 确定和分类误差：在分析实验数据之前，首先需要对误差进行评估和分类。
通过对实验步骤、仪器灵敏度和实验者技术水平的分析，确定主要的误差来源以及它们可能导致的误差量。
2. 使用多次实验：进行多次实验是减小误差的有效方法。
通过多次实验并计算平均值，可以减小个别实验的误差对结果的影响，提高结果的可靠性。
3. 校正仪器：定期校正实验所使用的仪器，以确保其准确性和精度。
根据厂家提供的校准方法，遵循标准程序进行校正，并记录所进行的校正操作。
4. 优化实验条件：合理选择实验条件，如温度、湿度等，以最大程度地减小它们对实验结果的影响。
在实验过程中保持环境的恒定性，减少由于环境变化引起的误差。
5. 注意反应的完整性：实验过程中，注意保持反应条件的均一性和稳定性，确保反应的完整性。
可以通过控制温度、搅拌速度、反应时间等因素，尽可能提高反应的完全性，减少反应不完全带来的误差。
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分析化学基本原理
• 溶液的浓度及其表示方法
1.比例表示法 2.百分浓度表示法
3.物质B的质量浓度
4.物质B的物质的量浓度 5.物质B的质量摩尔浓度 6.滴定度 7.百万分浓度
等物质的量的规则及其计算
• 在滴定分析中,可以利用等物质的量规则代 替已废除的当量定律,作为滴定分析计算依 据. • nB1= nB2 • CB1 VB1 = CB2 VB2
理论变色范围：pKa1
理论变色点：pKa 滴定指数：pT
ý µ Ê ¼ Ï ·² Ö
[In ] 0.1 10 [HIn]
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0
HIn
In
2
4
6 pH
8
甲基橙指示剂的变色范围示意图
指 示 剂 变 色 范 围
指示剂
甲基橙
甲基红
颜色 酸色 过度 碱色
• 温度的影响
滴定管使用方法及注意事项
• 滴定管的选用 • 滴定管是滴定时用来准确测量流出标准溶 液体积的量器。 滴定管一般分为两种：一种是酸式滴定管， 另一种是碱式滴定管 ．
酸碱滴定管
滴定管的使用
• 洗涤：使用滴定管前先用自来水洗，再用少量蒸馏水淋洗2-3次，每 次5-6mL，洗净后，管壁上不应附着有液滴；最后用少量滴定用的待 装溶液洗涤二次，以免加入滴定管的待装溶液被蒸馏水稀释。 • 装液：将待装溶液加入滴定管中到刻度“0”以上，开启旋塞或挤压玻 璃球，把滴定管下端的气泡逐出，然后把管内液面的位置调节到刻度 “0”。排气的方法如下：如果是酸式滴定管，将滴定管倾斜30度使溶 液急速下流驱去气泡。如为碱式滴定管，则可将橡皮管向上弯曲，并 在稍高于玻璃珠所在处用两手指挤压，使溶液从尖嘴口喷出，气泡即 可除尽 。 • 读数：常用滴定管的容量为50mL，每一大格为1mL，每一小格为 0.1mL，读数可读到小数点后两位。读数时，滴定管应保持垂直。视 线应与管内液体凹面的最低处保持水平，偏低偏高都会带来误差。 • 滴定：滴定开始前，先把悬挂在滴定管尖端的液滴除去，滴定时用左 手控制阀门，右手持锥形瓶，并不断旋摇，使溶液均匀混和。将到滴 定终点时，滴定速度要慢，最后一滴一滴地滴入，防止过量，并且用 洗瓶挤少量水淋洗瓶壁，以免有残留的液滴未起反应。最后，必须待 滴定管内液面完全稳定后，方可读数。
移液管的使用
• 移液管用于准确移取一定体积的溶液。通常有两种形状，一种移液管 中间有膨大部分，称为胖肚移液管；另一种是直形的，管上有分刻度， 称为吸量管。 • 移液管在使用前应洗净，并用蒸馏水润洗3遍。使用时，洗净的移液 管要用被吸取的溶液润洗3遍，以除去管内残留的水分。吸取溶液时， 一般用左手拿洗耳球，右手把移液管插入溶液中吸取。当溶液吸至标 线以上时，马上用右手食指按住管口，取出，微微移动食指或用大拇 指和中指轻轻转动移液管，使管内液体的弯月面慢慢下降到标线处， 立即压紧管口；把移液管移入另一容器（如锥形瓶）中，并使管尖与 容器壁接触，放开食指让液体自由流出；流完后再等15s左右。残留 于管尖内的液体不必吹出，因为在校正移液管时，未把这部分液体体 积计算在内。 • 使用刻度吸管时，应将溶液吸至最上刻度处，然后将溶液放出至适当 刻度，两刻度之差即为放出溶液的体积。
极差
• 一组测定值中最大值与最小值之差称为极 差,通常以R表示. • 石油产品试验方法的精密度通常都是用允 许差表示 • 允许差可分为同一试验室的允许差(重复性) 和不同试验室间的允许差(再现性).
偏差、相对偏差、标准偏差
• 平均偏差
1 d n
| x
i 1
n
i
x|
(2-6)
相对平均偏差：
i 1
n
d i2
n 1
标准偏差
用标准偏差表示精密度比用平均偏差好，
因为将单次测量的偏差平方之后，较大的
偏差更显著地反映出来，这样便能更好地
说明数据的分散程度。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
d
0.24
s
0.26
+0.3
-0.2
-0.4
+0.2
+0.1
+0.4
0.0
-0.3
+0.2
-0.3
0.0
+0.1
机误差。
测量结果的准确度
• 要点：误差的表示方法,对分析结果的衡量指标。 • 1 准确度和精密度 • 准确度：测试结果与被测量真值或约定真值间的一致程度。 准确度的高低用误差的大小来衡量；误差一般用绝对误差和相对误差 来表示。 • 精密度：在规定条件下，相互独立的测试结果之间的一致程度。 精密度的高低用偏差来衡量，偏差是指个别测定值与平均值之间的差 值。 精密度高不一定准确度高；但精密度是保证准确度的先决条件；精密 度低说明所测结果不可靠，这时，自然失去了衡量准确度的前提。
d.可以消除。
误差的类型
产生原因： a.方法误差——选择的方法不够完善 例：重量分析中沉淀的溶解损失；滴定分析中指示剂选择不 当。 b.仪器误差——仪器本身的缺陷 例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正。 c.试剂误差——所用试剂有杂质 例：去离子水不合格； 试剂纯度不够（含待测组份或干扰离子）。 d.主观误差——操作人员主观因素造成 例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数不准。
红
红pKapT4.05.2变色范围
橙
橙
黄
黄
3.4
5.2
3.1~4.4
4.4~6.2
酚酞
无色
粉红
红
9.1
8.0~9.6
玻璃容器的使用
• 容器计量的基本概念
１.量入式容器（容量瓶、具塞量筒） ２.量出式容器（滴定管、吸管、量杯）
玻璃容器计量的误差来源
• 玻璃容器的清洁程度
• 液面观察和调定的影响
• 流出时间掌握不当的影响
d 1 0 0 % x
(2-7)
特点：简单 缺点：大偏差得不到应有反映
标准偏差
• 用数理统计方法处理 数据时，常用标准偏 差来衡量精密度，标 2 2 准偏差又称为均方根 d12 d 2 d n s 偏差或标准差。当测 n 1 量次数不多时 （n<20），单次测量 的标准偏差（S）：
容量瓶操作
容量瓶使用注意事项
• 容量瓶不能久贮溶液，尤其是碱性溶液，它会侵 蚀瓶塞使其无法打开。 • 容量瓶不能用火直接加热及烘烤，要自然干燥。 使用完毕后应立即洗净。 • 注意瓶子与瓶塞的配套使用 • 使用前注意检查磨口是否漏水 • 热溶液要冷却至室温后，才能稀释及调定液面 • 滴加至标线前１cm处需静置２分钟沥液 • 如长时间不用，磨口处应洗净檫干，并用纸片将 磨口隔开。
-0.7
+0.2
-0.1
-0.2
+0.5
-0.2
+0.3
+0.1
0.24
0.33
有效数字和运算规则
• • 有效数字 为了得到准确的分析结果，不仅要求准确测量， 而且还要求正确地记录和计算，即记录的数字 不仅表示数量的大小，而且要正确地反映测量 的精确程度。 实验过程中常遇到的两类数字 （1）数目：如测定次数；倍数；系数；分数 （2）测量值或计算值。数据的位数与测定准确度有 关。
溶液的配置及标定
1.标准溶液的配制
(根据所加入的已知浓度和体积的标准溶液求出被测物质的含量）
a.直接配制法 b.间接配制法 2.标准溶液的标定 准确称取一定量的纯物质作为基准物质，将其溶解后用待标定的
溶液滴定．根据基准物质的质量及所消耗的待标定溶液的体积，即可
算出该溶液的准确浓度．
标准溶液的配制方法
过失误差
• 过失是指测定工作中出现差错，工作粗枝 大叶，不按操作规程办事等原因造成的。 例如读错刻度、记录和计算错误或加错试 剂等。
误差的减免
系统误差的减免 1.方法误差——采用标准方法作对照试验 2.仪器误差——校准仪器 3.试剂误差——作空白试验 4.分析结果的校正——校正系数 （二） 随机误差的减免 ——增加平行测定的次数，取其平均值,可以减少随
１碱式滴定管排气 ２目光在不同位置得到的滴定管读数
滴定操作
容量瓶的使用
• 容量瓶主要是用来精确地配制一定体积和一定浓 度的溶液的量器，如用固体物质配制溶液，应先 将固体物质在烧杯中溶解后，再将溶液转移至容 量瓶中。转移时，要使玻璃棒的下端靠近瓶颈内 壁，使溶液沿玻棒缓缓流入瓶中，再从洗瓶中挤 出少量水淋洗烧杯及玻璃棒2-3次，并将其转移到 容量瓶中接近标线时，要用滴管慢慢滴加，直至 溶液的凹面与标线相切为止。塞紧瓶塞，用左手 食指按住塞子，将容量瓶倒转几次直到溶液混匀 为止 。容量瓶的瓶塞是磨口的，一般是配套使用。
1.有效数字(包括全部准确数字和末位不确定的不定数字) • 记录的数字不仅表示数值的大小，而且要正确地反映测量 的准确度。 • 结果 绝对偏差 相对偏差 有效数字位数 • 0.51800 ±0.00001 ±0.002% 5 • 0.5180 ±0.0001 ±0.02% 4 • 0.518 ±0.001 ±0.2% 3 2.数字零在数据中具有双重作用： 1.作普通数字用:如 0.5180 4位有效数字5.18010－1 2.作定位用：如 0.0518 3位有效数字 5.1810－2 • 3．改变单位，不改变有效数字的位数 • 如： 24.01mL 24.0110－3 L
有效数字运算规则
• 加减运算 • 结果的位数取决于绝对误差最大(即小数点 后位数最少的数据)的数据的位数 • 例： 0.0121 绝对误差：0.0001 • 25.64 0.01 • 1.057 0.001 • 26.7091 • 26.71
分度吸管使用注意事项