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第3章分析化學(xué)中的誤差及數(shù)據(jù)處理3.1分析化學(xué)中的誤差3.2有效數(shù)字及其運(yùn)算規(guī)則3.3有限數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理3.4回歸分析法§3.1分析化學(xué)中的誤差3.1.1誤差(Error)與準(zhǔn)確度(Accuracy)相對誤差表示誤差占真值的百分率或千分率。1.
誤差——測定值xi與真實(shí)值μ之差(真實(shí)值TrueValue:在一定的時間和空間條件下,被測量的物質(zhì)的客觀存在值,它是可趨進(jìn)而不可達(dá)到的哲學(xué)概念。真值是客觀存在的,它分為科學(xué)規(guī)定真值、標(biāo)準(zhǔn)真值、理論真值。)
誤差的大小可用絕對誤差E(AbsoluteError)和相對誤差RE(RelativeError)表示。
E=xi-μ22.準(zhǔn)確度
(1)測定平均值與真值接近的程度;(2)準(zhǔn)確度高低常用誤差大小表示,誤差小,準(zhǔn)確度高。3例1:
分析天平稱量兩物體的質(zhì)量各為1.6380g和0.1637g,假定兩者的真實(shí)質(zhì)量分別為1.6381g
和0.1638g,則兩者稱量的絕對誤差分別為:
(1.6380-1.6381)g=-0.0001g
(0.1637-0.1638)g=-0.0001g兩者稱量的相對誤差分別為:絕對誤差相等,相對誤差并不一定相同。43.討論(1)絕對誤差相等,相對誤差并不一定相同;(2)同樣的絕對誤差,被測定的量較大時,相對誤差就比較小,測定的準(zhǔn)確度也就比較高;(選分子量大的基準(zhǔn)物質(zhì))(3)用相對誤差來表示各種情況下測定結(jié)果的準(zhǔn)確度更為確切;(4)絕對誤差和相對誤差都有正值和負(fù)值。正值表示分析結(jié)果偏高,負(fù)值表示分析結(jié)果偏低;(5)實(shí)際工作中,真值實(shí)際上是無法獲得;常用純物質(zhì)的理論值、國家標(biāo)準(zhǔn)局提供的標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的證書上給出的數(shù)值、或多次測定結(jié)果的平均值當(dāng)作真值;53.1.2
偏差(Deviation)與精密度(Precision)1.偏差
個別測定結(jié)果xi與幾次測定結(jié)果的平均值的差。絕對偏差di:測定結(jié)果與平均值之差;相對偏差dr:絕對偏差在平均值中所占的百分率或千分率。6各偏差值的絕對值的平均值,稱為單次測定的平均偏差,又稱算術(shù)平均偏差(AverageDeviation):單次測定的相對平均偏差表示為:72.標(biāo)準(zhǔn)偏差(StandardDeviation)
又稱均方根偏差,當(dāng)測定次數(shù)趨於無限多時,稱為總體標(biāo)準(zhǔn)偏差,用σ表示如下:
μ為總體平均值,在校正了系統(tǒng)誤差情況下,μ即代表真值;n為測定次數(shù)。
(n-1)表示n個測定值中具有獨(dú)立偏差的數(shù)目,又稱為自由度f。
有限次測定時,標(biāo)準(zhǔn)偏差稱為樣本標(biāo)準(zhǔn)差,以s表示:8用下式計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差更為方便:
s與平均值之比稱為相對標(biāo)準(zhǔn)偏差,以sr(或RSD)表示:也可用千分率表示(即式中乘以1000‰)。如以百分率表示又稱為變異系數(shù)
CV(CoefficientofVariation)。93.精密度(1)精密度:在確定條件下,將測試方法實(shí)施多次,求出所得結(jié)果之間的一致程度。精密度的大小常用偏差表示。(2)精密度的高低還常用重復(fù)性(Repeatability)和再現(xiàn)性(Reproducibility)表示。重復(fù)性(r):同一操作者,在相同條件下,獲得一系列結(jié)果之間的一致程度。再現(xiàn)性(R):不同的操作者,在不同條件下,用相同方法獲得的單個結(jié)果之間的一致程度。(3)用標(biāo)準(zhǔn)偏差比用算術(shù)平均偏差更合理。10對比:
有兩組測定值,判斷精密度的差異。
甲組2.92.93.03.13.1乙組2.83.03.03.03.2計(jì)算:平均偏差相同;標(biāo)準(zhǔn)偏差不同,兩組數(shù)據(jù)的離散程度不同;在一般情況下,對測定數(shù)據(jù)應(yīng)表示出標(biāo)準(zhǔn)偏差或變異系數(shù)。113.1.3準(zhǔn)確度與精密度的關(guān)系精密度是保證準(zhǔn)確度的先決條件;精密度高不一定準(zhǔn)確度高;兩者的差別主要是由于系統(tǒng)誤差的存在。精密度準(zhǔn)確度
好好
好稍差
差差
很差偶然性
12
分析鐵礦中鐵含量,得如下數(shù)據(jù):37.45%,37.20%,37.50%,37.30%,37.25%計(jì)算此結(jié)果的平均值、平均偏差、標(biāo)準(zhǔn)偏差、變異系數(shù)。計(jì)算:例2:13中位數(shù):數(shù)據(jù)從小到大排列,測量值個數(shù)n為奇數(shù)時,正中間的那個數(shù)為中位數(shù),當(dāng)n為偶數(shù)時,中間相鄰兩個測量值的平均值為中位數(shù)。(與平均值比較?)極差:一組測量數(shù)據(jù)中最大值與最小值之差R=Xmax-Xmin143.1.4誤差的分類及減免誤差的方法
系統(tǒng)誤差或稱可測誤差(DeterminateError)
偶然誤差或稱未定誤差、隨機(jī)誤差(IndeterminateErrors)1.系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因、性質(zhì)及減免產(chǎn)生的原因:(1)方法誤差(MethodErrors):如反應(yīng)不完全;干擾成分的影響;指示劑選擇不當(dāng);(2)試劑或蒸餾水純度不夠;15(3)儀器誤差(InstrumentalErrors)如容量器皿刻度不準(zhǔn)又未經(jīng)校正,電子儀器“噪聲”過大等造成;(4)人為誤差(PersonalErrors),如觀察顏色偏深或偏淺,第二次讀數(shù)總是想與第一次重復(fù)等造成。16系統(tǒng)誤差的性質(zhì):(1)重復(fù)性:同一條件下,重復(fù)測定中,重復(fù)地出現(xiàn);(2)單向性:測定結(jié)果系統(tǒng)偏高或偏低;(3)恒定性:大小基本不變,對測定結(jié)果的影響固定。(4)可校正性:其大小可以測定,可對結(jié)果進(jìn)行校正。
系統(tǒng)誤差的校正方法:
選擇標(biāo)準(zhǔn)方法、提純試劑和使用校正值等辦法加以消除。常采用對照試驗(yàn)和空白試驗(yàn)的方法。172.偶然誤差產(chǎn)生的原因、性質(zhì)及減免產(chǎn)生的原因:由一些無法控制的不確定因素引起的。(1)如環(huán)境溫度、濕度、電壓、污染情況等的變化引起樣品質(zhì)量、組成、儀器性能等的微小變化;(2)操作人員實(shí)驗(yàn)過程中操作上的微小差別;(3)其他不確定因素等所造成。性質(zhì):時大時小,可正可負(fù)。減免方法:無法消除。通過增加平行測定次數(shù),降低;183.過失誤差(粗差):認(rèn)真操作,可以完全避免。沉淀的濺失或玷污;試樣溶解或轉(zhuǎn)移不完全或損失;稱樣時試樣撒落在容器外;讀錯刻度;記錄和計(jì)算錯誤;加錯試劑等19
系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差的比較204.公差公差是生產(chǎn)部門對分析結(jié)果誤差允許的一種限量,如果誤差超出允許的公差范圍,該分析工作必須重做。公差范圍的確定:1.對分析結(jié)果準(zhǔn)確度的要求;2.試樣組成及待測組分的含量;3.分析方法的準(zhǔn)確度。21誤差傳遞的方式取決于誤差的性質(zhì)(系統(tǒng)誤差或隨機(jī)誤差),取決于分析結(jié)果與測量值之間的化學(xué)計(jì)量關(guān)系(計(jì)算方式)。一個樣品經(jīng)稱重,溶解。分析對象是唯一有顏色的物質(zhì),樣品含量采用吸收法測定,分別測定空白和樣品的吸光度,測定結(jié)果的數(shù)學(xué)表達(dá)式Canalyte=(Asample–Ablank)/b每一個測定步驟有誤差(隨機(jī)的或可測的)3.1.5誤差的傳遞22分析化學(xué)教程(2005-2006學(xué)年)系統(tǒng)誤差
a.加減法
R=mA+nB-pC
ER=mEA+nEB-pECb.乘除法
R=mA×nB/pC
ER/R=EA/A+EB/B-EC/Cc.指數(shù)運(yùn)算
R=mAn
ER/R=nEA/Ad.對數(shù)運(yùn)算
R=mlgA
ER=0.434mEA/A設(shè)分析結(jié)果R由測量值A(chǔ)、B、C計(jì)算獲得,測量值的絕對誤差分別為EA、EB、EC,標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為sA、sB、sC。隨機(jī)誤差
a.加減法
R=mA+nB-pC
sR2=m2sA2+n2sB2+p2sC2b.乘除法
R=mA×nB/pC
sR2/R2=sA2/A2+sB2/B2+sC2/C2c.指數(shù)運(yùn)算
R=mAn
sR/R=nsA/Ad.對數(shù)運(yùn)算
R=mlgA
sR=0.434msA/A設(shè)分析結(jié)果Y由測量值A(chǔ)、B、C計(jì)算獲得,測量值的系統(tǒng)誤差分別為EA、EB、EC,標(biāo)準(zhǔn)偏差分別為sA、sB、sC。極值誤差最大可能誤差R=mA+nB-pC
ER=m|EA|+n|EB|+p|EC|R=mAB/C
ER/R=|EA/A|+|EB/B|+|EC/C|例如:分析天平的絕對誤差為±0.1mg,稱量試樣讀取2次平衡點(diǎn),最大可能的誤差為0.2mg;滴定管讀數(shù)誤差為±0.01mL,滴定時讀取2次度數(shù),滴定體積的最大可能誤差為0.02mL。p47例題3天平稱量的標(biāo)準(zhǔn)偏差s=0.10mg,求稱量試樣時的標(biāo)準(zhǔn)偏差。解:稱一個樣需讀兩次平衡點(diǎn),例題5滴定管的初讀數(shù)為(0.05±0.01)mL,末讀數(shù)為(22.10±0.01)mL,問滴定劑的體積可能在多大范圍內(nèi)波動?解:極值誤差
V=0.01+0.01=0.02滴定劑體積為:(22.10-0.05)
0.02mL=22.050.02mL26分析化學(xué)教程(2005-2006學(xué)年)解:計(jì)算NaOH溶液的濃度(C1)移液管體積V1的標(biāo)準(zhǔn)偏差SV1=S1=0.02滴定管體積V2的標(biāo)準(zhǔn)偏差SC1=0.0001mol.L-1C1=0.1250±0.0001mol.L-1P48例4用0.1000mol.L-1(C2)HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定20.00mL(V1)
NaOH溶液的濃度,耗去HCl25.00mL(V2),已知用移液管量取溶液使得標(biāo)準(zhǔn)偏差為s1=0.02mL,每次讀取滴定管讀數(shù)時的偏差為s2=0.01mL,假設(shè)HCl溶液的濃度是準(zhǔn)確的,計(jì)算NaOH溶液的濃度。27分析化學(xué)教程(2005-2006學(xué)年)3.2有效數(shù)字及運(yùn)算規(guī)則
1有效數(shù)字:分析工作中實(shí)際能測得的數(shù)字,包括全部可靠數(shù)字及一位不確定數(shù)字在內(nèi)a數(shù)字前0不計(jì),數(shù)字后計(jì)入:0.03400b數(shù)字后的0含義不清楚時,最好用指數(shù)形式表示:1000(1.0×103,1.00×103,1.000×103)c自然數(shù)和常數(shù)可看成具有無限多位數(shù)(如倍數(shù)、分?jǐn)?shù)關(guān)系)d數(shù)據(jù)的第一位數(shù)大于等于8的,可多計(jì)一位有效數(shù)字,如9.45×104,95.2%,8.65e對數(shù)與指數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)按尾數(shù)計(jì),如pH=10.28,則[H+]=5.2×10-11f誤差只需保留1~2位g化學(xué)平衡計(jì)算中,結(jié)果一般為兩位有效數(shù)字(由于K值一般為兩位有效數(shù)字);h常量分析法一般為4位有效數(shù)字(Er≤0.1%),微量分析為2位。m
分析天平(稱至0.1mg):12.8228g(6), 0.2348g(4),0.0600g(3)
千分之一天平(稱至0.001g):0.235g(3)
1%天平(稱至0.01g):4.03g(3),0.23g(2)
臺秤(稱至0.1g):4.0g(2),0.2g(1)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):25mL(2),4.0mL(2)2有效數(shù)字運(yùn)算中的修約規(guī)則尾數(shù)≤4時舍;尾數(shù)≥6時入尾數(shù)=5時,若后面數(shù)為0,舍5成雙;若5后面還有不是0的任何數(shù)皆入四舍六入五成雙例下列值修約為四位有效數(shù)字
0.32474 0.32475 0.32476 0.32485 0.324851
0.32470.32480.32480.32480.3249禁止分次修約運(yùn)算時可多保留一位有效數(shù)字進(jìn)行0.57490.570.5750.58×加減法:結(jié)果的絕對誤差應(yīng)不小于各項(xiàng)中絕對誤差最大的數(shù)。(與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)一致)0.112+12.1+0.3214=12.5乘除法:結(jié)果的相對誤差應(yīng)與各因數(shù)中相對誤差最大的數(shù)相適應(yīng)(與有效數(shù)字位數(shù)最少的一致)
0.0121×25.66×1.0578=0.328432
3運(yùn)算規(guī)則例0.0192H2O+CO2系統(tǒng)誤差:可校正消除隨機(jī)誤差:不可測量,無法避免,可用統(tǒng)計(jì)方法研究1隨機(jī)誤差的正態(tài)分布頻數(shù)分布:
測定某樣品100次,因有偶然誤差存在,故分析結(jié)果有高有低,有兩頭小、中間大的變化趨勢,即在平均值附近的數(shù)據(jù)出現(xiàn)機(jī)會最多。相對頻數(shù)分布直方圖35s:
總體標(biāo)準(zhǔn)偏差
隨機(jī)誤差的正態(tài)分布
m離散特性:各數(shù)據(jù)是分散的,波動的集中趨勢:有向某個值集中的趨勢m:總體平均值d:
總體平均偏差d=0.797s正態(tài)分布曲線規(guī)律(消除了系統(tǒng)誤差后):*x=μ
時,y值最大,體現(xiàn)了測量值的集中趨勢。大多數(shù)測量值集中在算術(shù)平均值的附近,算術(shù)平均值是最可信賴值,能很好反映測量值的集中趨勢。μ反映測量值分布集中趨勢。*曲線以x=μ這一直線為其對稱軸,說明正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等。*當(dāng)x趨于-∞或+∞時,曲線以x軸為漸近線。即小誤差出現(xiàn)概率大,大誤差出現(xiàn)概率小,出現(xiàn)很大誤差概率極小,趨于零。*σ越大,測量值落在μ附近的概率越小。即精密度越差時,測量值的分布就越分散,正態(tài)分布曲線也就越平坦。反之,σ越小,測量值的分散程度就越小,正態(tài)分布曲線也就越尖銳。σ反映測量值分布分散程度。。橫坐標(biāo)分別以x和x-μ表示時,曲線分別表示為測量值和隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線兩組精密度不同的測量值的正態(tài)分布曲線37標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布曲線——x~N(0,1)曲線以u~y作圖
注:u是以σ為單位來表示隨機(jī)誤差x-μ38正態(tài)分布橫坐標(biāo):偶然誤差的值,縱坐標(biāo):誤差出現(xiàn)的概率大小。1.服從正態(tài)分布的前提
測定次數(shù)無限多;系統(tǒng)誤差已經(jīng)排除。2.定義393.偶然誤差分布具有以下性質(zhì)(1)對稱性:相近的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等,誤差分布曲線對稱;(2)單峰性:小誤差出現(xiàn)的概率大,大誤差的概率小。誤差分布曲線只有一個峰值。誤差有明顯集中趨勢;(3)有界性:由偶然誤差造成的誤差不可能很大,即大誤差出現(xiàn)的概率很小;(4)抵償性;誤差的算術(shù)平均值的極限為零。40
從-∞~+∞,所有測量值出現(xiàn)的總概率P為1,即偶然誤差的區(qū)間概率P——用一定區(qū)間的積分面積表示該范圍內(nèi)測量值出現(xiàn)的概率標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布
區(qū)間概率%
正態(tài)分布概率積分表4.誤差范圍與出現(xiàn)的概率之間的關(guān)系
414.誤差范圍與出現(xiàn)的概率之間的關(guān)系
42例題2-1(1)解查表:u=1.5時,概率為:20.4332=0.866=86.6%(2)解查表:u>2.5時,概率為:0.5–0.4938=0.0062=0.62%一樣品,標(biāo)準(zhǔn)值為1.75%,測得=0.10,求結(jié)果落在(1)1.750.15%概率;(2)測量值大于2%的概率。86.6%0.62%P?a?ap+a=1a
顯著水平
P置信度43分析化學(xué)教程(2005-2006學(xué)年)5.置信度與置信區(qū)間置信度-置信水平(ConfidenceLevel):
在某一定范圍內(nèi)測定值或誤差出現(xiàn)的概率叫置信度-置信水平
。68.3%,95.5%,99.7%即為置信度置信區(qū)間(ConfidenceInterval):真實(shí)值在指定概率下,分布的某個區(qū)間叫置信區(qū)間
。μ±σ,μ±2σ,μ±3σ等稱為置信區(qū)間。置信度選得高,置信區(qū)間就寬。44平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差:用m個樣本,每個樣本作n次測定的平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差與單次測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差的關(guān)系:對于無限次測量值,則平均值的平均偏差與單次測量的平均偏差之間,討論:測量次數(shù)增加,平均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差減小。平均值的精密度會隨著測定次數(shù)的增加而增加;在分析化學(xué)工作中,一般平行測定3~4次即可,要求較高時可測定5~9次。(P59)45對有限次測量:1、增加測量次數(shù)可以提高精密度。2、增加(過多)測量次數(shù)的代價不一定能從減小誤差得到補(bǔ)償。結(jié)論:測量次數(shù)46N→∞:隨機(jī)誤差符合正態(tài)分布(高斯分布) (,)n有限:t分布和s代替,x2有限次測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理t分布曲線曲線下一定區(qū)間的積分面積,即為該區(qū)間內(nèi)隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率
f→∞時,t分布→正態(tài)分布某一區(qū)間包含真值(總體平均值)的概率(可能性)置信區(qū)間:一定置信度(概率)下,以平均值為中心,能夠包含真值的區(qū)間(范圍)(包括總體平均值的概率μ是多少,不能說μ落在某一區(qū)間的概率是多少)
置信度p:表示在某一t值時,測定值落在(μ±ts)范圍內(nèi)的概率。測定值落在此范圍之外的概率(1-p),稱為顯著性水準(zhǔn),用α表示。
平均值的置信區(qū)間討論:(1)由式:(2)置信區(qū)間的寬窄與置信度、測定值的精密度和測定次數(shù)有關(guān),當(dāng)測定值精密度↑(s值小),測定次數(shù)愈多(n↑)時,置信區(qū)間↓,即平均值愈接近真值,平均值愈可靠。得:該式常作為分析結(jié)果的表達(dá)式。49(3)上式的意義:在一定置信度下(如95%),真值(總體平均值)將在測定平均值附近的一個區(qū)間即在之間存在,把握程度95%。
該式常作為分析結(jié)果的表達(dá)式。(4)置信度↑,置信區(qū)間↑,其區(qū)間包括真值的可能性↑,一般將置信度定為95%或90%。50例3:
測定SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù),得到下列數(shù)據(jù),求平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、置信度分別為90%和95%時平均值的置信區(qū)間。
28.62,28.59,28.51,28.48,28.52,28.63解:查表2-2
置信度為90%,n=6時,t=2.132置信度為95%時:結(jié)論置信度↑,置信區(qū)間↑。51例4:
測定鋼中含鉻量時,先測定兩次,測得的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.12%和1.15%;再測定三次,測得的數(shù)據(jù)為1.11%,1.16%和1.12%。計(jì)算兩次測定和五次測定平均值的置信區(qū)間(95%置信度)。
查表2-2,得t95%=12.7。解:n=2時52
n=5時:查表2-2,得t95%=2.78。在一定測定次數(shù)范圍內(nèi),適當(dāng)增加測定次數(shù),可使置信區(qū)間顯著縮小,即可使測定的平均值與總體平均值μ接近。53
定量分析數(shù)據(jù)的評價---解決兩類問題:(1)可疑數(shù)據(jù)的取舍
過失誤差的判斷
方法:4d法、Q檢驗(yàn)法和格魯布斯(Grubbs)檢驗(yàn)法確定某個數(shù)據(jù)是否可用。(2)分析方法的準(zhǔn)確性系統(tǒng)誤差及偶然誤差的判斷
顯著性檢驗(yàn):利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,檢驗(yàn)被處理的問題是否存在統(tǒng)計(jì)上的顯著性差異。(分析結(jié)果之間存在“顯著性差異”,認(rèn)為有明顯的系統(tǒng)誤差;否則認(rèn)為沒有系統(tǒng)誤差,純屬于隨機(jī)誤差引起的)方法:t檢驗(yàn)法和F檢驗(yàn)法確定某種方法是否可用,判斷實(shí)驗(yàn)室測定結(jié)果準(zhǔn)確性可疑數(shù)據(jù)的取舍過失誤差的判斷
4d法
偏差大于4d的測定值可以舍棄
步驟:求異常值(Qu)以外數(shù)據(jù)的平均值和平均偏差
如果|Qu-x|>4d,舍去
Q檢驗(yàn)法
步驟:(1)數(shù)據(jù)排列X1
X2……Xn(2)求極差Xn-X1
(3)求可疑數(shù)據(jù)與相鄰數(shù)據(jù)之差
Xn-Xn-1或X2-X1(4)計(jì)算:(5)根據(jù)測定次數(shù)和要求的置信度,(如90%)查表:
不同置信度下,舍棄可疑數(shù)據(jù)的Q值表
測定次數(shù)Q90
Q95
Q99
3
0.940.980.994
0.760.850.93
8
0.470.540.63
(6)將Q與QX
(如Q90
)相比,若Q>QX
舍棄該數(shù)據(jù),(過失誤差造成)若Q<QX
保留該數(shù)據(jù),(偶然誤差所致)當(dāng)數(shù)據(jù)較少時舍去一個后,應(yīng)補(bǔ)加一個數(shù)據(jù)。Q
值表(3-6)格魯布斯(Grubbs)檢驗(yàn)法
(4)由測定次數(shù)和要求的置信度,查表得G
表(5)比較若G計(jì)算>G
表,棄去可疑值,反之保留。由于格魯布斯(Grubbs)檢驗(yàn)法引入了標(biāo)準(zhǔn)偏差,故準(zhǔn)確性比Q檢驗(yàn)法高?;静襟E:(1)排序:X1,X2,X3,X4……(2)求X和標(biāo)準(zhǔn)偏差s(3)計(jì)算G值:G(p,n)值表例5:
測定某藥物中Co的含量(10-4)得到結(jié)果如下:1.25,1.27,1.31,1.40,用Grubbs法和Q值檢驗(yàn)法判斷1.40是否保留。查表,置信度選95%,n=4,G表=1.46
G計(jì)算<G表故1.40應(yīng)保留。解:①用Grubbs法:=1.31;s=0.066②用Q值檢驗(yàn)法:可疑值xn查表,n=4,
Q0.90=0.76Q計(jì)算<Q0.90故1.40應(yīng)保留。討論:(1)
Q值法不必計(jì)算x
及s,使用比較方便;(2)Q值法在統(tǒng)計(jì)上有可能保留離群較遠(yuǎn)的值。(3)Grubbs法引入s,判斷更準(zhǔn)確。(4)不能追求精密度而隨意丟棄數(shù)據(jù);必須進(jìn)行檢驗(yàn);置信區(qū)間:40.07~40.23之間(置信度為95%)。置信區(qū)間:40.04~40.30,變大。舍去40.12:例:三個測定值,40.12,40.16和40.18分析方法準(zhǔn)確性的檢驗(yàn)b.由要求的置信度和測定次數(shù),查表,得:t表c.比較
t計(jì)>t表,表示有顯著性差異,存在系統(tǒng)誤差,被檢驗(yàn)方法需要改進(jìn)
t計(jì)<t表,表示無顯著性差異,被檢驗(yàn)方法可以采用。t檢驗(yàn)法---系統(tǒng)誤差的檢測
平均值與標(biāo)準(zhǔn)值(
)的比較
a.計(jì)算t值例6:
用一種新方法來測定試樣含銅量,用含量為11.7
mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)試樣,進(jìn)行五次測定,所得數(shù)據(jù)為:10.9,11.8,10.9,10.3,10.0判斷該方法是否可行?(是否存在系統(tǒng)誤差)。解:計(jì)算平均值=10.8,標(biāo)準(zhǔn)偏差S=0.7查表2-2t值表,t(0.95,n=5)=2.78t計(jì)算
>t表說明該方法存在系統(tǒng)誤差,結(jié)果偏低。c查表(自由度f=f1+f2=n1+n2-2),比較:t計(jì)>t表,表示有顯著性差異兩組數(shù)據(jù)的平均值比較(同一試樣)
b計(jì)算t值:新方法--經(jīng)典方法(標(biāo)準(zhǔn)方法)兩個分析人員測定的兩組數(shù)據(jù)兩個實(shí)驗(yàn)室測定的兩組數(shù)據(jù)
a求合并的標(biāo)準(zhǔn)偏差:F檢驗(yàn)法-兩組數(shù)據(jù)間偶然誤差的檢測b按照置信度和自由度查表(F表),比較F計(jì)算和F表a計(jì)算F值:表2-5置信度95%時F值fs大:方差大的數(shù)據(jù)的自由度;fs?。悍讲钚〉臄?shù)據(jù)的自由度。(f=n-1)置信度95%時部分F值(單邊)
置信度90%時部分F值(雙邊)P65例題練習(xí)例:用兩種不同方法測定合金中鈮的百分含量第一法1.26%1.25%1.22%第二法1.35%1.31%1.33%1.34%試問兩種方法是否存在顯著性差異(置信度90%)?解:69續(xù)前70練習(xí)例:在吸光光度分析中,用一臺舊儀器測定溶液的吸光度6次,得標(biāo)準(zhǔn)偏差s1=0.055;用性能稍好的新儀器測定4次,得到標(biāo)準(zhǔn)偏差s2=0.022。試問新儀器的精密度是否顯著地優(yōu)于舊儀器?解:71練習(xí)例:采用不同方法分析某種試樣,用第一種方法測定11次,得標(biāo)準(zhǔn)偏差s1=0.21%;第二種方法測定9次得到標(biāo)準(zhǔn)偏差s2=0.60%。試判斷兩方法的精密度間是否存在顯著差異?(P=90%)解:72例7:甲、乙二人對同一試樣用不同方法進(jìn)行測定,得兩組測定值:甲:1.26,1.25,1.22乙:1.35,1.31,1.33,1.34問兩種方法間有無顯著性差異?解:n甲
=3S甲
=0.021n乙
=4S乙=0.017查表2-5,F(xiàn)值為9.55,說明兩組的方差無顯著性差異。進(jìn)一步用t公式進(jìn)行計(jì)算。再進(jìn)行
t檢驗(yàn):查表2-2t值表f=n1+n2-2=3+4-2=5,置信度95%t表
=2.57(n=6),t計(jì)算>t表甲乙二人采用的不同方法間存在顯著性差異例7的討論:(1)計(jì)算表明甲乙二人采用的不同方法間存在顯著性差異;
系統(tǒng)誤差有多大?如何進(jìn)一步查明哪種方法可行?(2)分別與標(biāo)準(zhǔn)方法或使用標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行對照試驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判斷。(3)本例中兩種方法所得平均值的差為:
其中包含了系統(tǒng)誤差和偶然誤差。(4)根據(jù)t分布規(guī)律,偶
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