第一章分析化学的定义任务和作用资料讲解.ppt

分析化学Analytical Chemistry 教师联系方式于岩 15945206776 办公室：化学楼308 Tel： 2738575教学要求与安排1. 学时: 322. 成绩评定: 出勤及纪律10%,作业10%,期末80%Click to editClick to edit*5第一章定量分析的误差及分析结果的数据处理 l第一节l概述一、分析化学的定义二、分析化学的任务和作用三、分析化学的分类一、分析化学的定义（欧洲化学会对分析化学的定义） Analytical Chemistry is a scientific discipline that develops and applies methods, instruments and strategies to obtain information on the composition and nature of matter in space and time. 分析化学是一门发展和应用各种理论、方法、仪器和策略以获取有关物质在相对时空内的组成和性质的信息的一门科学 分析化学是化学学科的一个重要分支，是研究物质的化学组成、含量、结构及有关理论的一门科学。

二、分析化学的任务和作用定性分析定量分析Click to editClick to edit*8三、分析化学的分类1、按分析任务分类2、按分析对象分类3、按分析方法分类 4、其它的分类方法 1、按分析任务分类 定性分析 Qualitative analysis 物质的组成 定量分析 Quantitative analysis 成分的含量 结构分析 Structure analysis 物质的结构 分子结构，晶体结构，分子聚集体的高级结构 蛋白质的构象(-螺旋、型结构，球状蛋白的三级结构） Conformation analysis DNA测序（DNA Sequencing) 形态分析 Speices analysis 物质的形态 能态分析 Energy-state analysis 物质的能态Adenine (A) Guanine (G) 腺嘌呤 鸟嘌呤 BaseSuger-phosphoate backboog Cytosine (C) Thymine (T) Uracil (U) 胞嘧啶 胸腺嘧啶 尿嘧啶DNADNA双螺旋结构与碱基结构示意图双螺旋结构与碱基结构示意图DNADNA测序是现代分析化学中的一项重要任务测序是现代分析化学中的一项重要任务2. 按分析对象分类 无机分析 Inorganic analysis （元素、离子、化合物等）有机分析 Organic analysis（元素、官能团、结构） 生化分析 Biochemical analysis （蛋白质分析、氨基酸分析、核酸分析、糖类分析等）分析化学化学分析仪器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重量分析滴定分析3.按测定原理(分析方法)分类4、 其它分类方法u根据作用分类 例行分析 Routine analysis 仲裁分析 Referee analysisu按应用领域分类 药物分析 Pharmacological analysis 水质分析 Water analysis 食品分析 Food analysis 临床分析 Clinical analysis 等等 常量，微量，痕量（10-6），超痕量（10-910-12） 克 毫克 微克 纳克 皮克 飞克 10-3 10-6 10-9 10-12 10-15 ppm ppt ppbu按数量级分类常量分析(0.1gor10mL)半微量分析(0.010.1gor110mL)微量分析(0.110mgor0.011mL)超微量分析( 0.1mgor1% 微量组分分析 0.01%-1% 痕量组分分析 s2三、 平均值的标准偏差m个n次平行测定的平均值： 由关系曲线，当n 大于5时， s s 变化不大，实际测定5次即可。

以 Xs的形式表示分析结果更合理 由统计学可得： 由s s n 作图：例题例：水垢中 Fe2O3 的百分含量测测定数据为为 (测测 6次) ： 79.58%，79.45%，79.47%， 79.50%，79.62%，79.38%X = 79.50% s = 0.09% s= 0.04% 则则真值值所处处的范围为围为 （无系统误统误 差） ： 79.50% + 0.04% 数据的可信程度多大？四、置信度和置信区间 在一定的置信度下(把握性), 估计总体均值可能存在的区间, 称置信区间. 测定值在一定范围内的几率为置信度（置信概率）对于有限次测量： ，n，s总体均值 的置信区间为 t 与置信度 p 和自由度 f 有关xt 分布曲线f = n-1 f= f=10 f=2 f=1-3-2-10123ty (概率密度) 称小概率 又称显著水平； 1- = 置信度 p -t(f) t(f) yt 分布值表 t(f ) f显显著水平0.50*0.10*0.050.0111.006.3112.7163.6620.822.924.309.9330.772.353.185.8440.742.132.784.6050.732.022.574.0360.721.942.453.7170.711.902.373.5080.711.862.313.36200.691.732.092.850.671.641.962.58x例 测w(Fe): n = 4, = 35.21%, s = 0.06% 求: (1) 置信度为95%时 的置信区间;(2)置信度为99%时 的置信区间. 置信区间的确定小结 置信度与置信区间讨论讨论 ：1. 置信度不变时变时 ：n 增加， t 变变小，置信区间变间变 小； 2. n不变时变时 ：置信度增加，t 变变大，置信区间变间变 大；置信度真值值在置信区间间出现现的几率 ；置信区间间以平均值为值为 中心，真值值出现现的范围围；单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*37 一、可疑数据的取舍 1Q 检验法 2 格鲁布斯(Grubbs)检验法 二、分析方法准确性的检验 1. t 检验法 2. 检验法第三节 定量分析数据的评价 定量分析数据的评价 解决两类问题 :(1) 可疑数据的取舍 过失误差的判断 方法：Q检验 法;格鲁布斯（Grubbs）检验 法。

确定某个数据是否可用2) 分析方法的准确性 系统误 差的判断 显著性检验 ：利用统计 学的方法，检验 被处理的问题 是否存在 统计 上的显著性差异 方法：t 检验 法和F 检验 法； 确定某种方法是否可用，判断实验 室测定结果准确性一、可疑数据的取舍 过失误差的判断1 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：（5） 根据测测定次数和要求的置信度,查查表：表1-2 不同置信度下，舍弃可疑数据的Q值值表 测测定次数 Q90 Q95 Q99 3 0.94 0.98 0.99 4 0.76 0.85 0.93 8 0.47 0.54 0.63 （6）将Q与QX （如 Q90 ）相比，若Q QX 舍弃该该数据, （过过失误误差造成）若Q G 表，弃去可疑值值，反之保留 由于格鲁鲁布斯(Grubbs)检验检验 法引入了标标准偏差，故准确性比Q 检验检验 法高基本步骤骤：（1）排序：1,2,3,4（2）求和标标准偏差S（3）计计算G值值：二、分析方法准确性的检验检验 -系统误统误 差的判断 b. 由要求的置信度和测测定次数,查查表,得: t表 c. 比较较 t计计 t表,表示有显显著性差异,存在系统统误误差,被检验检验 方法需要改进进。

t计计 t表, 表示无显显著性差异，被检验检验 方法可以采用2.两组数据的平均值比较（同一试样）(1)t 检验法(2)F检验法1. 平均值与标准值()的比较 t 检验法 a. 计算t值*43单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式第四节有效数字运算一、有效数字 二、有效数字运算规则一、 有效数字包括全部可靠数字及一位不确定数字在内 m 台秤(称至0.1g):12.8g(3), 0.5g(1), 1.0g(2) 分析天平(称至0.1mg):12.8218g(6), 0.5024g(4), 0.0500g(3)V 滴定管(量至0.01mL):26.32mL(4), 3.97mL(3) 容量瓶:100.0mL(4),250.0mL (4) 移液管:25.00mL(4); 量筒(量至1mL或0.1mL):26mL(2), 4.0mL(2) 1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 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 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% 33改变单位，不改变有效数字的位数如： 24.01mL 24.01103 L 4注意点（1）容量器皿；滴定管；移液管；容量瓶；4位有效数字（2）分析天平（万分之一）取4位有效数字（3）标标准溶液的浓浓度，用4位有效数字表示: 0.1000 mol/L（4）pH 4.34 ,小数点后的数字位数为为有效数字位数 对对数值值，lgX =2.38；lg(2.4102)二、运算规则1. 加减运算 以小数点后位数最少的数据的位数为准，即结果的位数取决于绝对误差最大的数据的位数 例： 0.0121 绝对误差：0.0001 25.64 0.01 1.057 0.001 26.70910.01+25.64+1.06=26.710.01+25.64+1.06=26.712. 乘除运算时由有效数字位数最少者为准，即有效数字的位数取决于相对误对误 差最大的数据的位数。

例：(0.0325 5.103 60.0)/ 139.8 = 0.071179184 0.0325 0.0001/0.0325 100%=0.3% 5.103 0.001 /5.103 100%=0.02% 60.06 0.01 /60.06 100%=0.02% 139.8 0.1 /139.8 100% =0.07%3. 注意点1） 分数；比例系数；实验实验 次数等不记记位数；2） 第一位数字大于8时时，多取一位，如：8.48，按4位算；3）四舍六入五留双，五后非零则进则进 一，五后皆零视视奇偶，五前为为奇则进则进 一，五前为为偶则则舍弃，不许连续许连续 修约约；4） 注意pH计计算,H+=5.0210 -3 ； pH = 2.299；有效数字按小数点后的位数计计算5）常数：常数的有效数字可取无限多位；6）在计算过程中，可暂时多保留一位有效数字；7）误差或偏差取 12 位有效数字即可本章小结结： 第一节节 定量分析中的误误差 第二节节 分析结结果的数据处处理 第三节节 定量分析数据的评评价 第四节节 有效数字及其运算规则规则 结结束。