浅析实验过程中控制误差的方法

浅析实验过程中控制误差的方法

【摘要】本文对实验过程中误差产生的原因和控制措施进行了深入的探讨和研究，提出了克服误差产生的几种方法。

【关键词】误差；稀释；容器；曲线；环境

随着人们生活水平的提高和生活条件的逐步改善,自来水在人们的生活中起着越来越大的作用,成为了人们不可或缺的基本物质之一。根据新颁布的GB5749-2006生活饮用水卫生标准，检测项目由原来的35项增加到106项，对水质指标及限值的要求也有所提高，为确保分析结果的准确，离不开操作过程中误差的控制。

一、误差的类型

1、系统误差

系统误差是由某种固定的原因所造成的误差，使测定结果系统地偏高或偏低，当进行重复测定时，它会重复出现，系统误差决定着测定结果的准确度，其特点是它的大小和正负是可以测定的，至少在理论上是可以测定的，重复测定不能减小和发现系统误差，只有改变试验条件才能发现系统误差的存在。

2、随机误差

随机误差是由一些难以控制的偶然原因造成的，故也称偶然误差，例如测定时环境温度、湿度和气压的微小波动，仪器性能的微小变化，分析人员对各份试样处理时的微小差别等，都可能带来误差。这类由随机原因引起的误差称为随机误差。既然随机误差是由一些随机原因所引起的，因而是可变的，有时大，有时小，有时正，有时负。随机误差在分析操作中是无法避免的。例如一个很有经验的人，进行很仔细的操作，对同一试样进行多次分析，得到的分析结果仍然不能完全一致，而是有高有低。随机误差难以找出确定的原因，似乎没有规律性，但如果进行很多次测定，便会发现数据的分布符合一般的统计规律：（1）正误差和负误差出现的几率相等。（2）小误差出现的次数多，大误差出现的次数少，个别特别大的误差出现的次数很少。

3、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。在分析工作中当出现很大误差时，应分析原因，如确定过失所引起，则在计算平均值前舍去。过失误差是完全可以避免的。在测量或实验时，只要认真负责是可以避免这类误差的。操作者必须定期对仪器进行检定，使其保持较高的精度；在操作过程中，要严格遵守操作规程，并且有熟练的检测技能；存在过失误差的观测值在实验数据整理时应该剔除。

二、误差产生的原因及客服办法

（1）方法误差

这是由于方法本身所造成的。在重量分析中，由于沉淀的溶解、共沉淀现象、灼烧时沉淀的分解或挥发等；在滴定分析中，反应进行不完全，干扰离子的影响，副反应的发生等，系统地影响测定结果偏高或偏低。例如，在样品稀释过程中，如何把握恰当的稀释倍数，则是操作者必须掌握的关键技术。取样体积过小，会导致稀释倍数太大；而取样体积过大，又导致稀释倍数太小，都会给分析结果带来程度不同的影响，前者可使分析结果偏高，后者又使分析结果偏低。为减少因取样量引起误差，对含量较高的水样可先取几份不同体积的水样测定，然后，选用最佳取样量的数据。如果采用滴定法，滴定所消耗标准溶液的量必须在规定的范围内，倘若有几个取样量均达到上述范围的要求，则选用最大的取样量。

（2）仪器和试剂误差

仪器误差来源于仪器本身不够精确，如砝码质量、容量器皿的刻度和仪器刻度不准确等。试剂误差则来源于试剂不纯，例如试剂和蒸馏水中含有被测物质或干扰物质，使分析结果系统地偏高或偏低，如果基准物质不纯，同样使分析结果系统地偏高或偏低，则其影响程度更严重。通常情况下，知道方法的精密度，不知其准确度，如果能得到合适的标物，就可以用它来校准仪器和评价分析方法的准确度。在仪器处于正常运转的条件下，用测定样品的操作方法测定标准物质。如果测得的结果与标物的保证值一致，表明仪器是准确可靠的，否则，应查明原因。以分光光度计为例进行说明，分光光度计的不稳定性与仪器的机械、光学和光度测量系统有关；也与操作条件：如振动、温度、湿度、尘埃、腐蚀情况等有关；被测样品位置的再现性（即比色皿及其支架位置）也明显地影响稳定性；波长的准确度受操作系统的稳定性，波长标尺的准确度及其再现性的影响；作标准曲线的操作步骤，必须与做样品时操作步骤相同。此外，还应注意器皿的清洗方法必须正确；使用容量仪器必须统一；所使用的容量器皿必须是经校验合格的一等品。

（3）操作误差

操作误差是指分析人员掌握操作规程与正确的实验条件稍有出入而引起的误差。例如分析人员对滴定终点颜色的辨别往往不同，有的人偏深，有的人偏浅等。根据具体情况，系统误差可能是恒定的；也可能随着试样质量的增加或被测组分含量的增高而增加，甚至可能随外界条件的变化而变化，但它的基本特性不变，即系统误差只会引起分析结果系统地偏高或偏低，具有“单向性”。例如称取一吸水性试样，通常引起负的系统误差，但误差随试样质量的增加而增加，同时也随称样的时间、空气的温度和湿度的变化而变化。在实际绘制标准曲线时，除两个空白点外，标准溶液的浓度点最好多于5个，且在分析方法的检出范围内，点位之间的浓度取值分散要适当，使成系列。在测定未知样品时，重复测定可以提高估计值的精度，因此在可能的条件下，多进行几次未知样品的测定也是有利

的。

（4）环境影响误差

实验室应保持整洁、安全的操作环境、通风良好、布局合理、相互有干扰的检测项目不在同一实验室内操作，测试区域应与办公场所分离。环境对测定结果的影响不但显著，而且波动很大。例如，实验室的含尘量不能过高，如果灰尘多，其微粒落在仪器设备内的元器件表面上，就可能构成障碍，甚至造成短路和其它潜在的危险。另外，应重视实验室温湿度参数的控制，温度过高，可能使电子仪器和光学仪器性能变差；高湿度还会促使样品变质、称量不准确等。实验室的环境要求因季节不同而有所不同，夏季的适宜温度为18-28℃，冬季为16-20℃，适宜湿度为30-70%，冬季不低于30%，夏季不大于70%。普遍采用空调机控制温湿度，这是一般实验室的要求。对空气中的悬浮颗粒，有条件的实验室，可采用净化实验室、超净试验台。

以上对水质分析过程中产生的误差进行了讨论，在实际工作中，误差不可能完全清除，一个分析数据的准确程度，主要取决于各种误差大小。因此，认真做好水质分析中实验室内部质量控制，分析误差产生的原因，采取减小误差的有效措施，把分析结果的精密度和准确度控制在容许的范围内，继而使用这些限度来控制常规工作中分析结果的质量，降低供水水质风险，造福人类。

【参考文献】

[1] GB/T57053-2006 生活饮用水标准检验方法水质分析质量控制[S].

[2]水和废水监测分析方法指南[M]。中国环境科学出版社，1994.

[3]国家标准。生活饮用水标准检验方法GB5750-85.第2版.北京.中国标准出版社出版.1988.15.