物理化学实验ppt课件
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物理化学实验课件
实验一 液体饱和蒸气压的测定
指导教师 王素娜
2
实验一
液体饱和蒸气压的测定
3
一 实验目的和要求
掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作
方法，学会由图解法求其平均摩尔气化热和正 常沸点。 了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳 修斯-克拉贝龙(Clausius- Clapeyron)方程式的 意义。 了解真空泵、玻璃恒温水浴，缓冲储气罐及 精密数字压力计的使用及注意事项。
6
二 实验原理
测定液体饱和蒸气压的方法很多。本实验采用静态法，
是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此法一般适用
于蒸气压比较大的液体。实验所用仪器是纯液体饱和蒸气 压测定装臵，如实验步骤中的图1所示。 用静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压的实验方 法，有升温法和降温法二种。
7
三 仪器药品
恒温水浴
4
二 实验原理
在通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其 蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气
压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为 该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气 压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的 动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾， 此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应 改变，当外压为1atm时，液体的沸点称为该液体的正 常沸点。
由斜率算出此温度间隔内水的平均摩尔气化
热ΔvapHm，通过图求出乙醇的正常沸点。
16
七 实验讨论
降温法测定不同温度下纯水的饱和蒸气压 1. 接通冷凝水，调节三通活塞使系统降压13kPa(约100mm汞柱)，加热 水浴至沸腾，此时A管中的水部分气化，水蒸气夹带AB弯管内的空 气一起从C管液面逸出，继续维持10min以上，以保证彻底驱尽AB弯 管内的空气。 2. 停止加热，控制水浴冷却速度在1℃/min内，此时液体的蒸气压(即B 管上空的压力)随温度下降而逐渐降低，待降至与C管的压力相等时， 则B、C两管液面应平齐，立即记下此瞬间的温度（精确至1/100摄氏 度）和压力计之压力，同时读取辅助温度计的温度值和露茎温度， 以备对温度计进行校正。读数后立即旋转三通活塞抽气，使系统再 降压10kPa(约80mm汞柱)并继续降温，待B、C两管液面再次平齐时， 记下此瞬间的温度和压力。如此重复10次（注意实验中每次递减的 压力要逐渐减小），分别记录一系列的B、C管液面平齐时对应的温 度和压力。 3. 在降温法测定中，当B、C两管中的液面平齐时，读数要迅速，读毕 应立即抽气减压，防止空气倒灌。若发生倒灌现象，必须重新排净 AB弯管内之空气。
指导教师 王素娜
2
实验一
液体饱和蒸气压的测定
3
一 实验目的和要求
掌握静态法测定液体饱和蒸气压的原理及操作
方法，学会由图解法求其平均摩尔气化热和正 常沸点。 了解纯液体的饱和蒸气压与温度的关系、克劳 修斯-克拉贝龙(Clausius- Clapeyron)方程式的 意义。 了解真空泵、玻璃恒温水浴，缓冲储气罐及 精密数字压力计的使用及注意事项。
6
二 实验原理
测定液体饱和蒸气压的方法很多。本实验采用静态法，
是指在某一温度下，直接测量饱和蒸气压，此法一般适用
于蒸气压比较大的液体。实验所用仪器是纯液体饱和蒸气 压测定装臵，如实验步骤中的图1所示。 用静态法测量不同温度下纯液体饱和蒸气压的实验方 法，有升温法和降温法二种。
7
三 仪器药品
恒温水浴
4
二 实验原理
在通常温度下(距离临界温度较远时)，纯液体与其 蒸气达平衡时的蒸气压称为该温度下液体的饱和蒸气
压，简称为蒸气压。蒸发1mol液体所吸收的热量称为 该温度下液体的摩尔气化热。 液体的蒸气压随温度而变化，温度升高时，蒸气 压增大；温度降低时，蒸气压降低，这主要与分子的 动能有关。当蒸气压等于外界压力时，液体便沸腾， 此时的温度称为沸点，外压不同时，液体沸点将相应 改变，当外压为1atm时，液体的沸点称为该液体的正 常沸点。
由斜率算出此温度间隔内水的平均摩尔气化
热ΔvapHm，通过图求出乙醇的正常沸点。
16
七 实验讨论
降温法测定不同温度下纯水的饱和蒸气压 1. 接通冷凝水，调节三通活塞使系统降压13kPa(约100mm汞柱)，加热 水浴至沸腾，此时A管中的水部分气化，水蒸气夹带AB弯管内的空 气一起从C管液面逸出，继续维持10min以上，以保证彻底驱尽AB弯 管内的空气。 2. 停止加热，控制水浴冷却速度在1℃/min内，此时液体的蒸气压(即B 管上空的压力)随温度下降而逐渐降低，待降至与C管的压力相等时， 则B、C两管液面应平齐，立即记下此瞬间的温度（精确至1/100摄氏 度）和压力计之压力，同时读取辅助温度计的温度值和露茎温度， 以备对温度计进行校正。读数后立即旋转三通活塞抽气，使系统再 降压10kPa(约80mm汞柱)并继续降温，待B、C两管液面再次平齐时， 记下此瞬间的温度和压力。如此重复10次（注意实验中每次递减的 压力要逐渐减小），分别记录一系列的B、C管液面平齐时对应的温 度和压力。 3. 在降温法测定中，当B、C两管中的液面平齐时，读数要迅速，读毕 应立即抽气减压，防止空气倒灌。若发生倒灌现象，必须重新排净 AB弯管内之空气。
物理化学幻灯片PPT课件
大体而言，物理化学为化学诸分支中，最讲求数值精确和 理论解释的学科。
.
2
物理化学的形成
物质的化学运动形式和物理运动形式是相互联系的。早期的物理学家和化学家并没有 十分明确的分工。化学家波义耳在物理学上曾做出十分重要的贡献；而物理学家牛顿 在化学上虽然没有取得什么成就，但却全盘接受了波义耳的化学思想，他用在炼金术 和化学上的时间比用在物理学上的时间还多。既是物理学家又是化学家的罗蒙诺索夫 就曾使用过“物理化学”这一术语，还提出了这门学科的性质和研究范围。
1887年，阿累尼乌斯提出电解质稀溶液的电离理论
.
24
关于电化学
一个伽凡尼电池， 两个电极用盐桥连 接以传递离子。外 电路中产生电流。
.
25
科学家的故事
1800年，伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸 片叠成电堆产生了电流，这个装置后来称为伏打电堆 ，他还把锌片和铜片放在盛有盐水或稀酸的杯中，放 多这样的小杯子中联起来，组成电池。他指出这种电 池“具有取之不尽，用之不完的电”，“不预先充电 也能给出电击”。
物理化学
PHYSICAL CHEMISTRY
胡泽伟 杨 靓
.1Leabharlann 物理化学是什么？物理化学是一门从物理学角度分析物质体系化学行为的原 理、规律和方法的学科，是近代化学的原理根基。
物理化学家关注于分子如何形成结构、动态变化、分子光 谱原理、平衡态等根本问题，涉及的物理学有静力学、动 力学、量子力学、统计力学等。
初步发现
1748年法国人诺勒发现渗透现象 1827年法国人杜特罗夏定量测定了渗透压
1877年德国浦菲弗发现 PV = KT（K 为常数）
进一步发展
1886年范霍夫建立起稀溶液理论
揭示出拉乌尔公式中常数的热力学意义
.
2
物理化学的形成
物质的化学运动形式和物理运动形式是相互联系的。早期的物理学家和化学家并没有 十分明确的分工。化学家波义耳在物理学上曾做出十分重要的贡献；而物理学家牛顿 在化学上虽然没有取得什么成就，但却全盘接受了波义耳的化学思想，他用在炼金术 和化学上的时间比用在物理学上的时间还多。既是物理学家又是化学家的罗蒙诺索夫 就曾使用过“物理化学”这一术语，还提出了这门学科的性质和研究范围。
1887年，阿累尼乌斯提出电解质稀溶液的电离理论
.
24
关于电化学
一个伽凡尼电池， 两个电极用盐桥连 接以传递离子。外 电路中产生电流。
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25
科学家的故事
1800年，伏打用锌片与铜片夹以盐水浸湿的纸 片叠成电堆产生了电流，这个装置后来称为伏打电堆 ，他还把锌片和铜片放在盛有盐水或稀酸的杯中，放 多这样的小杯子中联起来，组成电池。他指出这种电 池“具有取之不尽，用之不完的电”，“不预先充电 也能给出电击”。
物理化学
PHYSICAL CHEMISTRY
胡泽伟 杨 靓
.1Leabharlann 物理化学是什么？物理化学是一门从物理学角度分析物质体系化学行为的原 理、规律和方法的学科，是近代化学的原理根基。
物理化学家关注于分子如何形成结构、动态变化、分子光 谱原理、平衡态等根本问题，涉及的物理学有静力学、动 力学、量子力学、统计力学等。
初步发现
1748年法国人诺勒发现渗透现象 1827年法国人杜特罗夏定量测定了渗透压
1877年德国浦菲弗发现 PV = KT（K 为常数）
进一步发展
1886年范霍夫建立起稀溶液理论
揭示出拉乌尔公式中常数的热力学意义
(推荐)《物理化学实验》PPT课件
β乙醇和β纯水
６、求乙醇和水的偏摩尔体积及100克30%溶液
的总体积
9
1.3 y = 0.161x2 + 0.1067x + 1.0048
1.2 1.1
1 0.9 0.8
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
10
在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气 压，以lnp对１／Ｔ作图，得一直线，由该直线的斜 率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔气化热．当 外压为101.325kPa时，液体的蒸气压与外压相等时的 温度称为该液体的正常沸点，从图中可求得沸点．
24
25
渗透压
性 质
电导率
摩尔电导率
浓度
26
电导的测定
一、直接测出各种浓度十二烷基硫酸钠的电导率 二、做电导率---浓度图，找到拐点，求出临界胶
束浓度
➢配溶液时所用的水为电导水，其电导率
约为0.8×10-6~3×10-6s·cm-1
27
5 123 4
6
7
8
10 9
1、温度调节旋纽 2、选择开关 3、常数旋钮 4、量程开关
与所使用的电极的常数相一致。
*常数显示与小数点无关
29
➢将“校正-测量”开关置于测量位，待显示稳
定后，仪器显示的数值即为被测液的电导率。 如果显示屏首位为“1”，后三位灯熄灭，表 明超出量程范围，可扳在高一档量程来测量 如果读数很小，为提高测量精度，可扳在 低一档的量程测量。
*在测量过程中每换一次量程都必须 校准一次！！！
➢测纯水、7种乙醇溶液和纯乙醇的表面张力
注意事项
➢一、表面张力要在一台仪器上进行测量 ➢二、50mL溶液要测密度和表面张力，节约用
６、求乙醇和水的偏摩尔体积及100克30%溶液
的总体积
9
1.3 y = 0.161x2 + 0.1067x + 1.0048
1.2 1.1
1 0.9 0.8
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
10
在一定温度范围内，测定不同温度下的饱和蒸气 压，以lnp对１／Ｔ作图，得一直线，由该直线的斜 率可求得实验温度范围内液体的平均摩尔气化热．当 外压为101.325kPa时，液体的蒸气压与外压相等时的 温度称为该液体的正常沸点，从图中可求得沸点．
24
25
渗透压
性 质
电导率
摩尔电导率
浓度
26
电导的测定
一、直接测出各种浓度十二烷基硫酸钠的电导率 二、做电导率---浓度图，找到拐点，求出临界胶
束浓度
➢配溶液时所用的水为电导水，其电导率
约为0.8×10-6~3×10-6s·cm-1
27
5 123 4
6
7
8
10 9
1、温度调节旋纽 2、选择开关 3、常数旋钮 4、量程开关
与所使用的电极的常数相一致。
*常数显示与小数点无关
29
➢将“校正-测量”开关置于测量位，待显示稳
定后，仪器显示的数值即为被测液的电导率。 如果显示屏首位为“1”，后三位灯熄灭，表 明超出量程范围，可扳在高一档量程来测量 如果读数很小，为提高测量精度，可扳在 低一档的量程测量。
*在测量过程中每换一次量程都必须 校准一次！！！
➢测纯水、7种乙醇溶液和纯乙醇的表面张力
注意事项
➢一、表面张力要在一台仪器上进行测量 ➢二、50mL溶液要测密度和表面张力，节约用
《物理化学》PPT课件
2
完整版课件ppt
3
OA 是气-液两相平衡线 即水的蒸气压曲线。它 不能任意延长，终止于临界点。临界点 T=647K, p=2.2×107Pa，这时气-液界面消失。高于临界温度， 不能用加压的方法使气体液化。
OB 是气-固两相平衡线 即冰的升华曲线，理论上可 延长至0 K附近。
OC 是液-固两相平衡线 当C点延长至压力大于
属于此类的体系有：H 2O-HN 3,H 2 O O-H等C。l在标 准压力下，H2O-HC的l 最高恒沸点温度为381.65 K， 含HCl 20.24，分析上完整常版课用件pp来t 作为标准溶液。 20
杠杆规则 Lever Rule
在p-x图的两相区，物系点O代表了体系总的 组成和温度。
通过O点作平行于横坐标 的等压线，与液相和气相线分 别交于M点和N点。MN线称 为等压连结线（tie line）。
如图所示，是对拉乌尔 定律发生正偏差的情况，虚 线为理论值，实线为实验值。 真实的蒸气压大于理论计算 值。
完整版课件ppt
15
如图所示，是 对拉乌尔定律发生 负偏差的情况，虚 线为理论值，实线 为实验值。真实的 蒸气压小于理论计 算值。
完整版课件ppt
16
2. p-x图 和 T-x图 对于二组分体系，K=2，f =4-Φ。φ至少为1，
完整版课件ppt
25
精馏
精馏是多次简单蒸馏的组合。
精馏塔底部是加热 区，温度最高；塔顶温 度最低。
精馏结果，塔顶 冷凝收集的是纯低沸 点组分，纯高沸点组 分则留在塔底。
精馏塔有多种类型，如图所示是泡罩式精馏
塔的示意图。
完整版课件ppt
26完整版课件ppt来自27体系自身确定。
H2O的三相点温度为 273.16 K，压力为
物理化学ppt课件
热力学第二定律与熵增原理
总结词
热力学第二定律是指在一个封闭系统中，熵（即系统的混乱度）永远不会减少，只能增加或保持不变 。
详细描述
热力学第二定律是热力学的另一个基本定律，它表明在一个封闭系统中，熵（即系统的混乱度）永远 不会减少，只能增加或保持不变。这意味着能量转换总是伴随着熵的增加，这也是为什么我们的宇宙 正在朝着更加混乱和无序的方向发展。
03
化学平衡与相平衡
化学平衡条件与平衡常数
化学反应的平衡条件
当化学反应达到平衡状态时，正逆反 应速率相等，各组分浓度保持不变。
平衡常数
平衡常数表示在一定条件下，可逆反 应达到平衡状态时，生成物浓度系数 次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的 乘积的比值。
相平衡条件与相图分析
相平衡条件
相平衡是指在一定温度和压力下 ，物质以不同相态（固态、液态 、气态）存在的平衡状态。
色谱分析技术
色谱法的原理
色谱法是一种基于不同物 质在固定相和移动相之间 的分配平衡，实现分离和 分析的方法。
色谱法的分类
根据固定相的不同，色谱 法可分为液相色谱、气相 色谱、凝胶色谱等。
色谱法的应用
色谱法在物理化学实验中 广泛应用于分析混合物中 的各组分含量、分离纯物 质等。
质谱分析技术
质谱法的原理
05
物理化学在环境中的应用
大气污染与治理
1 2 3
大气污染概述
大气污染是指人类活动向大气中排放大量污染物 ，导致空气质量恶化，对人类健康和生态环境造 成危害的现象。
主要污染物
大气中的主要污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮 氧化物等，这些污染物会对人体健康和环境产生 严重影响。
治理措施
针对大气污染，采取了多种治理措施，包括工业 污染源控制、机动车污染控制、城市绿化等。
物理化学实验理论教学课件
物理化学实验讲义自编771化学综合实验申秀民主编北京师范大学出版社2007年2应用物理化学实验刘志明2009年3基础物理化学实验清华大学等教育出版社2008年4物理化学实验第4版北京大学编北京大学出版社2002年5物理化学实验孙尔康徐维清邱金恒编南京大学出版社1999年6物理化学实验第三版罗澄源等编高等教育出版社2000年7物理化学实验王爱荣主编化学工业出版社2008年8物理化学实验第四版北京大学化学学院物理化学实验教学组北京大学出版社2002年教学参考书
10
（一）实验预习
实验要求： 实验要求
在实验前要充分预习，预先了解实验的目的和原理， 所用仪器的构造和使用方法，对实验操作过程和步骤，做到 心中有数。在认真预习的基础上写出实验预习报告，其内容 包括：实验目的和原理；主要的实验步骤；设计一个原始数 据记录表，以便记录实验时所要记录的数据；画出必要的实 验装置图；实验中的注意事项及查阅有关物质的性质（相关 物理量）等等。 实践证明，有无充分的预习对实验效果的好坏和对仪器 的损坏程度影响极大。因此，一定要坚持做好实验前的预习 工作，提高实验效果。为了提高预习效果，每次实验完成后， 应熟悉下一个的实验仪器。
3
2．物理化学实验讲座 物理化学实验讲座是本实验课程的必要环节。 物理化学实验讲座 对物理化学实验方法和实验技术进行较系统的讲 授，安排4次讲座（合计8学时），讲座内容有本 实验课程的学习方法、安全防护、数据处理、报 告书写和实验设计思想等实验基本要求及较系统 讲授物理化学的基本实验方法和实验技术，可使 学生在具体实验训练的基础上，加深对物理化学 研究方法有较全面的概括性的了解。
22
(一)使用受压容器的安全防护
②使用时安装减压器（阀） 使用时安装减压器（ 使用时安装减压器
10
（一）实验预习
实验要求： 实验要求
在实验前要充分预习，预先了解实验的目的和原理， 所用仪器的构造和使用方法，对实验操作过程和步骤，做到 心中有数。在认真预习的基础上写出实验预习报告，其内容 包括：实验目的和原理；主要的实验步骤；设计一个原始数 据记录表，以便记录实验时所要记录的数据；画出必要的实 验装置图；实验中的注意事项及查阅有关物质的性质（相关 物理量）等等。 实践证明，有无充分的预习对实验效果的好坏和对仪器 的损坏程度影响极大。因此，一定要坚持做好实验前的预习 工作，提高实验效果。为了提高预习效果，每次实验完成后， 应熟悉下一个的实验仪器。
3
2．物理化学实验讲座 物理化学实验讲座是本实验课程的必要环节。 物理化学实验讲座 对物理化学实验方法和实验技术进行较系统的讲 授，安排4次讲座（合计8学时），讲座内容有本 实验课程的学习方法、安全防护、数据处理、报 告书写和实验设计思想等实验基本要求及较系统 讲授物理化学的基本实验方法和实验技术，可使 学生在具体实验训练的基础上，加深对物理化学 研究方法有较全面的概括性的了解。
22
(一)使用受压容器的安全防护
②使用时安装减压器（阀） 使用时安装减压器（ 使用时安装减压器
物理化学实验课件
对于强酸和强碱来说，由于其在水溶液中几乎全部电离，所
以其中和反应实际上是H＋＋OH－= H2O，由此可见，这类反 应的中和热与酸的阴离子无关，故任何强酸和强碱的中和热都
相同。而对于弱酸弱碱来说，它们在水溶液中没有完全电离，
因此，在反应的总热效应中还包含着弱酸弱碱的电离热，如以 强碱(NaOH)中和弱酸(HAc)时，其在中和反应之前，首先进行 弱酸的电离，故其中和反应情况可以表示如下：
c酸——酸的浓度（mol∙dm-3）； V酸——酸得体积（dm3）； ΔH中和——反应温度下的中和热（J∙mol-1）； K——量热计热容量（J∙K-1）；(表示量热器各部分热容
量之和，亦即加热此量热器系统，使温度升高1 K 所需的热量。 ΔT——溶液真实温差（K），可用雷诺图解法求得。
4
二、实验原理
测定量热计热容K有两种方法：化学标定法、 电热标定法。
化学标定法是将已知热效应的标准样品放在量热 计中反应使其放出一定热量；
电热标定法是在溶液中输入一定的电能，然后根 据己知热量和温升，按下式计算出K。
测得量热计的热容量K后，就可以在相同条件 下测定未知反应的反应热了。
5
三、实验仪器与药品
SWC-ZH中和热（焓）测定装置 1套；
总反应
HAc＝H＋＋Ac－
ΔH电离
H＋＋OH－＝H2O
ΔH中和
HAc＋OH－＝H2O＋Ac－ ΔH反应
ΔH电离＝ΔH反应－ΔH中和
3
二、实验原理
中和反应是在绝热良好的杜瓦瓶中进行，让酸和碱的起 始温度相同，同时使碱稍微过量，以使酸能被中和完全，则 中和放出的热量可以全部为溶液和量热计所吸收，这时可写 出如下的热平衡式：
量筒（500ml ）
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❖ 测量值 通过测量仪表测量某种物理值 存在但无法测得 规定真值 相对真值
误差：Δ=|测量值-真值|
.
5
实验科学中真值的定义:
无限多次观测值的平均值
次数有限时，平均值为最佳值或可靠值
.
6
平均值
A）算数平均值（Arithmetic average） 设x1、x2、… 、xn为各次的测量值，n 代表测量次数。
.
14
对称性 单峰性 有界性
多次重复测量 消除随机误差
图1-2 误差的正态分布曲线
其函数形式为:
y 21exp(2xi22) 或
y
h
exp(h2xi2)
式中h称为精确度指数，为标准误差。.
15
C）过失误差
由于实验者的粗心,如标度看错,记录写错,计算错 误所引起的误差,称为过失误差 .这类误差是无规 则可寻的,必须要求实验者处处小心,才能避免.
度的测量来保证
.
18
1.3.1.3 精密度和准确度
（1）绝对误差
绝对误差是指测量值与真值之差： 绝对误差=测量值-真值
多次测量采用平均误差：
n
Xi X
d i1 n
（1-5）
绝对误差能表示测量的 数值是偏大还是偏小以 及偏离程度,但不能确切 地表示测量所达到的准 确程度。
.
19
(2)相对误差
（1－3）
.
9
D）加权平均值（Weighted average）
n
x加权 ＝1x12x2 ...nxn 12 ...n
ixi
i1 n
i
（1－4）
i1
.
10
1.3.1.2 误差的产生
测量值与真实 值之间存在一 定的差值
误差
系统误差 随机误差 过失误差
.
11
A)系统误差
系统误差 又称可测误差或恒定误差，
往往是由不可避免的因素造成的。
系 仪器装置本身的精确度有限
统 仪器使用时的环境因素
误
测量方法的限制
差
化学试剂纯度不符合要求
来
源
个人的习惯性误差
.
12
消 几种不同的实验技术 除 系 采用不同的实验方法 统 误 改变实验条件，调节仪 差 器，提高试剂的纯度等
.
13
B) 随机误差
1、由某些不能预料的因素所造成的 2、实验中总是存在，无法完全避免 3、服从正态分布曲线
对于大多数仪器来说，最小刻度的1/5可以看作其精密度， 如玻璃温度计、液柱式压力（压差）计等。
常用的指针式测量仪表，如：电压表、电流表、压力表 等等，用精度等级来表示测量误差范围，是用引用误差 （相对误差表示的基本误差限）的数值来表示的。
.
26
其中，Δ为用绝对误差表示的基本误差限，d即 为“精度”，通常是在仪表的刻度盘上用一个 带圈的数字表示，例如1.5级，用 表示。
.
2
1.3 误差分析和数据处理
1.3.1 有关数据处理的基本概念 1.3.2 误差分析 1.3.3 实验数据处理
.
3
❖ 在实验中，任何一种测量结果总是不可避 免地会有一定的误差（或者说偏差）。
❖ 表示测量结果的可靠程度。
❖ 选择最合适的仪器，或改进实验方法。
.
4
1.3.1 有关数据处理的基本概念
.
27
1.3.2.1 仪器的精密度
一支0.5级的电压表，量程范围为0~1.5V，最大测量误差为
.
24
1.3.2.1 仪器的精密度
移液管
25ml 10ml 5ml 2ml
分析天平
常用仪器读数精密度
一等
±0.04ml ±0.02ml ±0.01ml ±0.006ml
二等
±0.10ml ±0.04ml ±0.03ml ±0.015ml
容量瓶
1000ml 500ml 250ml 100ml 50ml
n
xx1x2 ...xn i1 xi
n
n
（1－1）
.
7
B）均方根平均值（Root mean square average）
n
x均方 ＝x12x22... xn2
xi2
i1
n
n
（1－2）
.
8
C）几何平均值（Geometric average）
n
x几何 ＝ n x1.x2..x.n n xi i1
测量次数 n15 时 |x平－x标|< 结果的系统误差很小 测量次数n5时 |x平－x标|<1.73
反之，可能存在系统误差
.
22
（二） 缩小测量过程中的随机误差
在相同的条件下，进行多次重复测量，当测量值 x 近于正态分布时，可取该条件下的一组数据的 算术平均值rei，作为初步的测量结果。
（三） 可疑数据的舍弃
一等 ±0.30ml ±0.15ml ±0.10ml ±0.10ml ±0.05ml
±0．0001g
±0.0004g
工业天平
±0.001g
台平(1Kg)
±0.1g .
二等
±0.60ml ±0.30ml ±0.20ml ±0.20ml ±0.10ml
25
1.3.2.1 仪器的精密度
当系统误差已经校正，而操作控制又足够精密时，通 常可以用仪器读数精密度来表示测量误差范围。
相对误差是指绝对误差与被测真值的比值： 相对误差=绝对误差/真值X100%
d% d 100% （1-7） x
相对误差用来表示准确程度
.
20
用数理统计方法处理实验数据时，常用标准 误差（均方根误差）来衡量精密度。
n
( xi x)2
i 1
n 1
（1-8）
.
21
如何提高测量结果的精密度和准确度
（一）尽量消除或减小可能引进的系统误差
测量值的标准偏差超过3时，即可将这个极端值舍弃。 实际测量次数总是有限的，采用分析化学中学过的t检 验和q检验来分析测量值的可靠程度。
.
23
1.3.2 误差分析
直接测量 直接表示所求结果的测量 间接测量 所求结果为数个测量值以某种公式计算而得
选择适当的实验方法
误差分析
合理配置仪器
寻求测量的有利条件
.
16
1.3.1.3 精密度和准确度
测量的质量和水平
误差 准确度
随机误差
误差来源和性质
精密度 在测量中所测得的数值重现性的程度 准确度 测量值与真值之间的符合程度
系统误差和随
机误差
.
17
精密度和准 确度都高
精密度 和准确 度均低
必须指出,一个精密度很好的测量,其准确度不
一定很好,但要得到高准确度就必须有高精密
物理化学实验
Experiments in Physical Chemistry
公开课
.
1
实验课注意事项
❖ 实验前 对实验内容及相关参考资料仔细阅读， 做好预习报告。
❖ 实验过程中要注意爱护公物，注意安全，严 格按照相关仪器的操作规程进行操作。记录 好实验数据，不得随意涂改实验数据。
❖ 实验报告 一定要仔细讨论实验过程中遇到的 问题并对误差来源进行分析。
误差：Δ=|测量值-真值|
.
5
实验科学中真值的定义:
无限多次观测值的平均值
次数有限时，平均值为最佳值或可靠值
.
6
平均值
A）算数平均值（Arithmetic average） 设x1、x2、… 、xn为各次的测量值，n 代表测量次数。
.
14
对称性 单峰性 有界性
多次重复测量 消除随机误差
图1-2 误差的正态分布曲线
其函数形式为:
y 21exp(2xi22) 或
y
h
exp(h2xi2)
式中h称为精确度指数，为标准误差。.
15
C）过失误差
由于实验者的粗心,如标度看错,记录写错,计算错 误所引起的误差,称为过失误差 .这类误差是无规 则可寻的,必须要求实验者处处小心,才能避免.
度的测量来保证
.
18
1.3.1.3 精密度和准确度
（1）绝对误差
绝对误差是指测量值与真值之差： 绝对误差=测量值-真值
多次测量采用平均误差：
n
Xi X
d i1 n
（1-5）
绝对误差能表示测量的 数值是偏大还是偏小以 及偏离程度,但不能确切 地表示测量所达到的准 确程度。
.
19
(2)相对误差
（1－3）
.
9
D）加权平均值（Weighted average）
n
x加权 ＝1x12x2 ...nxn 12 ...n
ixi
i1 n
i
（1－4）
i1
.
10
1.3.1.2 误差的产生
测量值与真实 值之间存在一 定的差值
误差
系统误差 随机误差 过失误差
.
11
A)系统误差
系统误差 又称可测误差或恒定误差，
往往是由不可避免的因素造成的。
系 仪器装置本身的精确度有限
统 仪器使用时的环境因素
误
测量方法的限制
差
化学试剂纯度不符合要求
来
源
个人的习惯性误差
.
12
消 几种不同的实验技术 除 系 采用不同的实验方法 统 误 改变实验条件，调节仪 差 器，提高试剂的纯度等
.
13
B) 随机误差
1、由某些不能预料的因素所造成的 2、实验中总是存在，无法完全避免 3、服从正态分布曲线
对于大多数仪器来说，最小刻度的1/5可以看作其精密度， 如玻璃温度计、液柱式压力（压差）计等。
常用的指针式测量仪表，如：电压表、电流表、压力表 等等，用精度等级来表示测量误差范围，是用引用误差 （相对误差表示的基本误差限）的数值来表示的。
.
26
其中，Δ为用绝对误差表示的基本误差限，d即 为“精度”，通常是在仪表的刻度盘上用一个 带圈的数字表示，例如1.5级，用 表示。
.
2
1.3 误差分析和数据处理
1.3.1 有关数据处理的基本概念 1.3.2 误差分析 1.3.3 实验数据处理
.
3
❖ 在实验中，任何一种测量结果总是不可避 免地会有一定的误差（或者说偏差）。
❖ 表示测量结果的可靠程度。
❖ 选择最合适的仪器，或改进实验方法。
.
4
1.3.1 有关数据处理的基本概念
.
27
1.3.2.1 仪器的精密度
一支0.5级的电压表，量程范围为0~1.5V，最大测量误差为
.
24
1.3.2.1 仪器的精密度
移液管
25ml 10ml 5ml 2ml
分析天平
常用仪器读数精密度
一等
±0.04ml ±0.02ml ±0.01ml ±0.006ml
二等
±0.10ml ±0.04ml ±0.03ml ±0.015ml
容量瓶
1000ml 500ml 250ml 100ml 50ml
n
xx1x2 ...xn i1 xi
n
n
（1－1）
.
7
B）均方根平均值（Root mean square average）
n
x均方 ＝x12x22... xn2
xi2
i1
n
n
（1－2）
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C）几何平均值（Geometric average）
n
x几何 ＝ n x1.x2..x.n n xi i1
测量次数 n15 时 |x平－x标|< 结果的系统误差很小 测量次数n5时 |x平－x标|<1.73
反之，可能存在系统误差
.
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（二） 缩小测量过程中的随机误差
在相同的条件下，进行多次重复测量，当测量值 x 近于正态分布时，可取该条件下的一组数据的 算术平均值rei，作为初步的测量结果。
（三） 可疑数据的舍弃
一等 ±0.30ml ±0.15ml ±0.10ml ±0.10ml ±0.05ml
±0．0001g
±0.0004g
工业天平
±0.001g
台平(1Kg)
±0.1g .
二等
±0.60ml ±0.30ml ±0.20ml ±0.20ml ±0.10ml
25
1.3.2.1 仪器的精密度
当系统误差已经校正，而操作控制又足够精密时，通 常可以用仪器读数精密度来表示测量误差范围。
相对误差是指绝对误差与被测真值的比值： 相对误差=绝对误差/真值X100%
d% d 100% （1-7） x
相对误差用来表示准确程度
.
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用数理统计方法处理实验数据时，常用标准 误差（均方根误差）来衡量精密度。
n
( xi x)2
i 1
n 1
（1-8）
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21
如何提高测量结果的精密度和准确度
（一）尽量消除或减小可能引进的系统误差
测量值的标准偏差超过3时，即可将这个极端值舍弃。 实际测量次数总是有限的，采用分析化学中学过的t检 验和q检验来分析测量值的可靠程度。
.
23
1.3.2 误差分析
直接测量 直接表示所求结果的测量 间接测量 所求结果为数个测量值以某种公式计算而得
选择适当的实验方法
误差分析
合理配置仪器
寻求测量的有利条件
.
16
1.3.1.3 精密度和准确度
测量的质量和水平
误差 准确度
随机误差
误差来源和性质
精密度 在测量中所测得的数值重现性的程度 准确度 测量值与真值之间的符合程度
系统误差和随
机误差
.
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精密度和准 确度都高
精密度 和准确 度均低
必须指出,一个精密度很好的测量,其准确度不
一定很好,但要得到高准确度就必须有高精密
物理化学实验
Experiments in Physical Chemistry
公开课
.
1
实验课注意事项
❖ 实验前 对实验内容及相关参考资料仔细阅读， 做好预习报告。
❖ 实验过程中要注意爱护公物，注意安全，严 格按照相关仪器的操作规程进行操作。记录 好实验数据，不得随意涂改实验数据。
❖ 实验报告 一定要仔细讨论实验过程中遇到的 问题并对误差来源进行分析。