实验结果要求精密度高,才有可能得到有准确的结果。然而,高的精密度也未必能保证有高的准确度,只有在消除系统误差的情况下,高精密度才能保证高准确度。刚才提到了消除系统误差,那么就有必要讨论误差的分类及避免误差的方法。
根据误差产生的原因及其性质的不同,误差可以分成两类:系统误差(或称可测误差),偶然误差(或称偶然误差),下面分别予以介绍。
系统误差的产生原因一般有以下几点:方法不完善;试剂不纯;测量仪器本身有缺陷,操作人员操作不当或有一些不正确的操作习惯。但这些误差都是可以避免的。比如说,选择最佳的分析方法,使用符合要求的分析试剂,以减小因方法或试剂不纯而引起的误差。下面介绍几种常用的减免系统误差的方法:
① 作对照试验。对照试验是检验系统误差的有效方法。选择一种标准方法与所采用的方法作对照试验或选择与样品组成接近的标准试样作对照试验,找出校正值加以校正。对照试验可用于检验分析方法是否恰当、试剂是否失效、反应条件是否正常,以及分析仪器是否存在误差。
② 作空白试验。空白试验是指除了用溶剂代替样品之外,其它实验步骤与样品实验步骤完全一样的实验,所得结果称为空白值。这样可以消除或减小由溶剂及实验器皿带入的杂质引起的误差,使分析结果更准确。
③ 校准仪器。在精确的分析中,必须对仪器进行校正以减小系统误差(如天平、移液管、滴定管和容量瓶等),并把校正值应用到分析结果的计算中去。此外,在同一个操作过程中使用同一种仪器,可以使仪器误差相互抵消,这是一种简单而有效的减免系统误差的办法。
随机误差是由一些无法控制的不确定因素引起的,如环境温度、湿度、电压、污染情况等的变化引起试样质量、组成、仪器性能等的微小变化,以及其他不确定因素所形成的误差。这类误差时大时小,时正时负,难以找到具体的原因,更无法测量它的值。但从多次测量结果的误差来看,随机误差的分布服从正态分布。
1.3 滴定分析概述[1]
滴定分析法又称容量分析法,是化学分析法中一种重要的分析方法。这种方法使用滴定管将一种已知准确浓度的溶液即标准溶液,滴加到待测物的溶液中,直到待测组分按化学计量关系恰好完全反应,然后根据标准溶液的浓度和所消耗的体积,计算出待测组分的含量。这种分析方法的操作手段主要是滴定,因此称为滴定分析法。又因这一类分析方法以测量溶液的容积为基础,所以又称为容量分析法。
已知准确浓度的试剂溶液称为标准溶液(又称滴定剂或滴定液)。将标准溶液从滴定管中滴加到被测物质溶液中的操作过程称为滴定。当加入的标准溶液中物质的量与被测组分物质的量恰好符合化学方程式所表示的化学计量关系时,称为反应达到了化学计量点,这个概念以前称为等量点或等当点。
许多滴定反应在到达化学计量点时外观上看没有显著的变化。为了确定该反应是否到达化学计量点,在实际滴定操作时,常在被测物质的溶液中加入一种辅助试剂,借助其颜色变化来显示化学计量点的到达,这种能通过颜色变化指示到达化学计量点的辅助试剂称为指示剂。在滴定过程中,指示剂发生颜色变化的转变点称为滴定终点。化学计量点是根据化学反应的计量关系求得的理论值,而滴定终点是实际滴定时的测得值,只有在理想情况下滴定终点才能与化学计量点完全一致。在实际测定中,指示剂往往不是恰好在到达化学计量点的一瞬间变色,两者不一定完全符合,这种由滴定终点与化学计量点不一定恰好符合而造成的分析误差称为终点误差或滴定误差。它的大小取决于化学反应的完全程度和指示剂的选择是否恰当。因此,为了尽可能减小终点误差,应选择合适的指示剂,使滴定终点最接近化学计量点。
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