水分析化学第一二章省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

水质分析化学水质分析化学讲解人讲解人:吴亚坤吴亚坤第1页2024/6/29 周六2课程定位课程定位v给水排水工程专业给水排水工程专业给水排水工程专业给水排水工程专业专业技术基础课专业技术基础课专业技术基础课专业技术基础课，是专业指导，是专业指导，是专业指导，是专业指导委员会指定委员会指定委员会指定委员会指定十门骨干课程十门骨干课程十门骨干课程十门骨干课程之一。之一。之一。之一。v教课时数教课时数教课时数教课时数6464课时，其中课时，其中课时，其中课时，其中课堂教学课堂教学课堂教学课堂教学4040课时课时课时课时，试验试验试验试验教学教学教学教学2424课时。课时。课时。课时。v先修课程先修课程先修课程先修课程：普通化学、有机化学和物理化学：普通化学、有机化学和物理化学：普通化学、有机化学和物理化学：普通化学、有机化学和物理化学第2页2024/6/29 周六3讲课内容及安排讲课内容及安排v第第1 1章章 绪论（绪论（2h2h）v第第2 2章章 水分析测量质量确保水分析测量质量确保(4h)(4h)v第第3 3章章 酸碱滴定法（酸碱滴定法（5h5h）v第第4 4章章 络合滴定法（络合滴定法（5h5h）v第第5 5章章 沉淀滴定法沉淀滴定法(2h)(2h)v第第6 6章章 氧化还原滴定法（氧化还原滴定法（6h6h）vv阶段复习阶段复习阶段复习阶段复习 （2h)2h)vv第第7 7章章 电化学分析电化学分析（2h2h）vv第第8 8章章 吸收光谱法（吸收光谱法（4h4h）vv第第9 9章章 色谱法色谱法 （4h)4h)vv第第1010章章 原子吸收光谱法（原子吸收光谱法（2h2h）vv总复习（总复习（总复习（总复习（2h2h）重重点点内内容容第3页2024/6/29 周六第一章第一章 概论概论第4页2024/6/29 周六2.水分析化学分类3.水质指标和水质标准4.国内外水质指标体系(自学)1.水分析化学性质和任务第5页2024/6/29 周六1-1 1-1 水分析化学性质和任务水分析化学性质和任务 天天然然水水是是一一个个复复杂杂体体系系，水水质质是是水水及及其其杂杂质质共共同同表表现现出出综综合合特特征征。水水能能否否利利用用以以及污染程度，经过及污染程度，经过水质分析水质分析才能作出判断。才能作出判断。水分析化学水分析化学:研究水及其杂质研究水及其杂质性质和测量方法一门学科。性质和测量方法一门学科。作用：作用：在水环境污染治理与水资源规在水环境污染治理与水资源规划、评价中起着划、评价中起着“眼睛眼睛”和和“哨兵哨兵”作用。作用。第6页2024/6/29 周六 基本要求基本要求 7 7*水分析化学是研究水中杂质及改变规律主要水分析化学是研究水中杂质及改变规律主要学科。学科。掌握掌握四大滴定方法四大滴定方法(酸碱、配位、沉淀和氧酸碱、配位、沉淀和氧化还滴定法化还滴定法)和主要仪器分析方法和主要仪器分析方法(吸收光谱吸收光谱 法、法、电位分析法、原子吸收法及色谱法等电位分析法、原子吸收法及色谱法等)基本原理、基本原理、基本知识、基本概念和基本技能，基本知识、基本概念和基本技能，掌握掌握水质分析水质分析基本操作，培养严谨科学态度，树立准确基本操作，培养严谨科学态度，树立准确“量量”理念，初步具备数据评价能力、具备查阅文件、理念，初步具备数据评价能力、具备查阅文件、选择分析方法、拟订试验方案能力，培养观察、选择分析方法、拟订试验方案能力，培养观察、分析和处理实际问题能力。分析和处理实际问题能力。第7页2024/6/29 周六 水分析化学特点水分析化学特点 8 8*(1)突出“量”概念：如测定数据不可随意取舍；数据准确度、偏差大小与采取分析方法相关。(2)分析试样(水样)是一个获取信息、提供可靠数据过程。(3)试验性强：强调动手能力、培养试验操作技能，提升分析处理实际问题能力。(4)综合性强：包括化学、生物、电学、光学、计算机等,表达能力与素质。第8页2024/6/29 周六 9 9基本原理基本原理基本理论基本理论基本知识基本知识基本概念基本概念基本操作基本操作基本技能基本技能重视培养严谨科学态度重视培养严谨科学态度培养独立分析和处理水质培养独立分析和处理水质分析中实际问题能力分析中实际问题能力强化并树立准确强化并树立准确“量量”观念观念掌握掌握6个基本点个基本点重视重视2个培养个培养树立树立1个个“量量”概念概念第9页2024/6/29 周六 1010 水水分分析析化化学学是是一一门门从从实实践践中中来来到到实实践践中中去去学学科科。以以处处理理水水中中实实际际问问题题为为目目标标。水水分分析析化化学学围围绕绕“量量”做做文文章章，“量量”要要“准准确确”，首首先先要要有有适适当当“分分析析方方法法”，其其次次要要“准准确确分分析析”，分分析析过过程程中中要要进进行行“质质量量控控制制”，最最终终要要进进行行计计算算，即即“数数据据处处理理”。学学习习时时要要牢牢靠靠树立准确树立准确“量量”概念。概念。怎样学习水分析化学怎样学习水分析化学第10页2024/6/29 周六一、水质分析方法概述一、水质分析方法概述 1.任务 定性分析 定量分析 结构分析 2.对象 无机分析 有机分析 3.原理 化学分析 仪器分析 4.试样用量 分类名称所需试样质量（mg）所需试液体积（mL）常量分析10100010100半微量分析10100110微量分析0.1100.0111-2 1-2 水分析化学分类水分析化学分类第11页2024/6/29 周六5.待测组分含量 v常量成份分析 1%v微量成份分析 0.011%v痕量成份分析 99.9%)；反应速度快；反应速度快；无副反应；无副反应；有适当方法确有适当方法确定化学计量点定化学计量点 第15页2024/6/29 周六三、仪器分析方法三、仪器分析方法v吸收光谱法 用途：分析有机分子、无机离子 v色谱法 气相色谱 用途：如氯仿测定 液相色谱 用途：如多环芳烃测定 离子色谱 用途：如阴离子测定 v原子吸收法 用途：金属元素测定 v电化学分析法 用途：pH值测定第16页2024/6/29 周六四、水质分析方法选择四、水质分析方法选择分析方法选择要考虑很多原因，在分析时应按待测组分含量、共存物质种类、分析目标等选择适当分析方法。选择标准是：方法成熟、准确；操作简便、成本低；抗干扰能力强；所用试剂毒性小。第17页2024/6/29 周六第三节第三节 水质指标与水质标准水质指标与水质标准第18页2024/6/29 周六水质指标(Water Quality Index)定义:表示水中杂质种类和数量，它是判断水污染程度详细 衡量尺度。分类物理指标(Physical Index)微生物指标(Microorganism Index)化学指标(Chemical Index)一、一、水质指标水质指标第19页2024/6/29 周六u 不包括化学反应，参数测定后水样不发生改变 水温1臭味和臭阈值2颜色和色度3浊度4残渣5紫外吸光度值7氧化还原电位8电导率6(一一)物理指标物理指标(Physical Index)第20页2024/6/29 周六(一一)物理指标物理指标1.水温(Temperature)v水物理化学性质与水温亲密相关。v水温是现场观察水质指标之一。水温计颠倒温度计地表水、污水浅层水位测量湖库等深层水位测量第21页2024/6/29 周六(一一)物理指标物理指标2.臭味和臭阈值(Odor and Taste,Odor Threshold Value)v臭是检验原水和处理水质必测项目之一。饮用水标准为饮用水标准为:臭阈值臭阈值2 2文字描述法:0级、无味、无任何气味1级、微弱、敏感者可觉察2级、弱、普通饮用者刚 刚觉察；3级、显著、已能显著觉察，不加处理不能饮用；4级、强、有显著臭味；5级、很强、强烈臭味。臭阈值法:水样被稀释至刚才能够闻出臭味稀释倍数。臭阈值=（A+B）/A方法适合用于天然水、饮用水、生活污水与工业废水研究与处理水中采取此法 第22页2024/6/29 周六(一一)物理指标物理指标悬浮物质胶体物质溶解物质水中杂质水中杂质三种状态三种状态3.颜色和色度(Color and Chromaticity)第23页2024/6/29 周六3.颜色和色度(Color and Chromaticity)表色：包含悬浮杂质在内3种状态所组成水色 定性描述真色：除去悬浮杂质后水，由胶体及溶解杂质所 造成颜色 定量测量概念色度测量方法:a.铂钴标准比色法 以氯铂酸钾和氯化钴配成标准比色系列，然后将水样与此标准色列进行目视比色。b.铬钴比色法 以重铬酸钾和硫酸钴配制标准比色系列c.我国生活饮用水水质卫生规范要求生活饮用水色度不得高于15度。(一一)物理指标物理指标第24页2024/6/29 周六4.浊度(Turbidity)定义：由悬浮物及胶体物质引发水样浑浊程度，用浊度来表示。浊度是指水中不溶解物质对光线透过时所产生妨碍程度，是混凝工艺主要控制指标。测定方法:a.目视比浊法：用具塞比色管配制标准浊度阶，1mg漂白土/L定义为1度，水样俯视对比b.分光光度法：680nm分光光度计测定。要求1.25mg硫酸肼/L和12.5mg六次甲基四胺/L水中形成甲肼聚合物所产生浊度为1度，测定结果单位FTU c.散射法：浊度仪（也以甲肼聚合物为标准浊度单位，测定结果单位NTU）(一一)物理指标物理指标我国饮用水标准为：我国饮用水标准为：浊度浊度1 NTU（浊度单位）（浊度单位）第25页2024/6/29 周六5.残渣(Residue)(一)物理指标总残渣（总固体）总可滤残渣（溶解性总固体）总不可滤残渣（悬浮物）总残渣=总可滤残渣+总不可滤残渣第26页2024/6/29 周六5.残渣(Residue)(1)总残渣(Total Residue)总残渣(mg/L)=(A-B)10001000/V 式中 A 水样总残渣及蒸发皿重（g）;B 蒸发皿净重（g）;V 水样体积（mL）(一)物理指标第27页2024/6/29 周六5.残渣（2）总可滤残渣(Total Filterable Residue)总可滤残渣(mg/L)=(A-B)10001000/V 式中 A 烘干残渣加蒸发皿重（g）;B 蒸发皿净重（g）;V 水样体积（mL）(一一)物理指标物理指标第28页2024/6/29 周六5.残渣（3）总不可滤残渣(Total Unfilterable Residue)挥发性残渣(mg/L)=(W1-W2)10001000/V 式中 W1 总残渣重（g）;W2 总残渣灼烧后重（g）;V 水样体积（mL）(一一)物理指标物理指标饮用水标准为：饮用水标准为：溶解性总固体（总可滤残渣）溶解性总固体（总可滤残渣）1000mg/L1000mg/L第29页2024/6/29 周六6.电导率(Conductivity)表示水溶液传导电流能力，它可间接表示水中可滤残渣（即溶解性固体）相对含量。标准单位：西门子/米（S/m）1mS/m=0.01mS/cm=10/cm=10S/cm (一一)物理指标物理指标第30页2024/6/29 周六7.紫外吸收值(Ultraviolet Absorbance,UVA）：水中有机污染物含有芳香烃和双键或羰基共轭体系，在紫外区有吸收，如污染源不变，可经过测定紫外吸收值（UVA）来反应水中有机物污染改变情况。8.氧化还原电位（Oxidation-Reduction Potential,ORP）:是水体中各种氧化性物质与还原性物质进行氧化还原反应综合指标之一。用毫伏计或pH计测量(一一)物理指标物理指标第31页2024/6/29 周六(二二)微生物指标微生物指标采取多管发酵法、滤膜法和延迟培养法测定。指1mL水样在营养琼脂培养基中，于37度培养24h后，所生长细菌菌落总数。饮用水氯消毒之后剩下游离性有效氯。四种指标采取连续碘量法和吸收光谱法测定。细菌总数总大肠菌群游离性余氯二氧化氯第32页2024/6/29 周六（三）化学指标（三）化学指标v定义：表示水中杂质及污染物化学成份和特征综合性指标。v主要离子组成：钙离子、镁离子、钠离子、钾离子、碳酸氢根、硫酸根、氯离子、硅酸根。v化学指标主要有pH、酸度、碱度、硬度、氯化物、硫酸盐、氟化物、总含盐量、重金属、DO、高锰酸钾指数、COD、BOD、TOC、TOD等。第33页2024/6/29 周六pH值 pH=-lgH+酸度和碱度：给出质子物质总量(酸度)接收质子物质总量(碱度)硬度：水中Ca2+、Mg2+离子总量 永久硬度：硫酸盐、氯化物等形成 暂时硬度：碳酸盐和重碳酸盐形成，煮沸后分解形成沉淀 总盐量（水中全部阴阳离子总量）（三）化学指标（三）化学指标第34页2024/6/29 周六有机污染物综合指标(宏观地描述水中有机污染物，是总量指标，不针对哪类有机物)高锰酸盐指数(Pi):用KMnO4作氧化剂氧化水中有机物所消耗 量，用mgO2/L表示化学需氧量(COD):在一定条件下水中能被得重铬酸钾氧化水中有机物量，用mgO2/L表示（三）化学指标（三）化学指标第35页2024/6/29 周六生物化学需氧量（BOD）：在一定时间温度下，微生物分解水中有机物发生生物化学反应中所消耗溶解氧量，单位mgO2/L总有机碳（TOC）：水体有机物总碳含量，用总有机碳分析仪高温燃烧水样测定，单位mgC/L总需氧量（TOD）：水中有机物和还原性无机物在高温下燃烧生成稳定氧化物时需氧量，单位mgO2/L第36页2024/6/29 周六水质标准(Water Quality Standard)l定义:按不一样用水目标制订污染物量阈值。除余氯为下界，其它指标均为上界限值，不可超越。l意义:水质标准是水物理、化学和生物学质量标准。二二、水质标准水质标准第37页2024/6/29 周六1-4 1-4 国内外水质指标体系国内外水质指标体系v水质标准主要分为：地表水质量标准、地下水质量标准、城市供水质量标准、生活饮用水质量标准、农田浇灌水质标准和污水排放标准。v其中生活饮用水水质卫生规范从7月1日起指标总数由34项上升为103项。增加了耗氧量指标、粪大肠菌群指标、浊度由3度降为1度等，其中大幅度增加了有机物检测指标。第38页2024/6/29 周六39环境标准体系环境标准体系国家环境标准国家环境标准地方环境标准地方环境标准污染物排放标准污染物排放标准环境质量标准环境质量标准污染报警标准污染报警标准污染物排放标准污染物排放标准环境质量标准环境质量标准环境基础标准环境基础标准环境方法标准环境方法标准分析方法标准分析方法标准环境标准环境标准 物质标准物质标准水质标准分类水质标准分类第39页2024/6/29 周六40v生活饮用水卫生标准（生活饮用水卫生标准（106项水质指标项水质指标）v工业用水水质要求工业用水水质要求 v农业用水与渔业用水水质要求农业用水与渔业用水水质要求 v污水综合排放标准污水综合排放标准 v环境标准环境标准 地面水环境质量标准（五类水质标准）地面水环境质量标准（五类水质标准）地下水质量标准地下水质量标准 海洋环境标准。海洋环境标准。水质标准水质标准第40页2024/6/29 周六41水质项目水质项目水质项目水质项目原污水原污水原污水原污水一级处理出水一级处理出水一级处理出水一级处理出水二级处理出水二级处理出水二级处理出水二级处理出水类地表水标准类地表水标准类地表水标准类地表水标准BOD5CODSS浊度TPTNNH3-N大肠菌群（个/L）15030025048012025013027051040701525（35）10610020020038050100701204930601525（12）10620305080203030403825502030（12）10510250.22（凯氏氮）25（NO3-N）1.0（NO2-N）10000（类水体标准）污水处理厂出水与地表水环境质量标准单位：mg/L第41页2024/6/29 周六42样品测定指标确定根据样品测定目、要求、测定条件选择测定项目第42页2024/6/29 周六第二章第二章 水分析测量质量确保水分析测量质量确保第43页2024/6/29 周六水质分析程序水质分析程序1234明确分析目标采样容器选择和洗涤、取 样(有 代表性)试样保留和预处理分析方法选择和测定5分析结果计算和数据处理及评价第44页2024/6/29 周六v本节以自学为主，主要要求掌握：1、水样采集、保留和预处理是关系分析结果准确可靠主要步骤；2、水样采集要确保代表水全方面性；2-1 2-1 水样采集水样采集第45页2024/6/29 周六水样采集简称取样1、取样器 见P30图2、取样量 依据检测内容来确定3、采样点 布点方法见P29v断面：江河水系,应在污染源上、中、下游设三个采样断面；湖泊、水库应在进口、出口处设置二个断面；v布点：应在断面，沿水深和河宽方向设一个或若干个点，普通应离河边50厘米以上，水面以下50厘米以上，河床50厘米以上。一、水样采集一、水样采集第46页2024/6/29 周六二、水样保留二、水样保留v目标：减慢化学反应速度，预防组分分解和沉淀产生；减慢化合物或络合物水解和氧化还原作用；降低组分挥发溶解和物理吸附；减慢生物化学作用。v方法：加入保留试剂，抑制氧化还原反应和生化作用；控制pH值和冷藏冷冻等方法，降低化学反应速度和细菌活性；选择适应容器第47页2024/6/29 周六三、水样预处理三、水样预处理（1）过滤:水样浊度较高或带有显著颜色影响分析结果,可采取澄清、离心、过滤等办法以除去残渣及细菌或藻类。阻留不可滤残渣能力大小次序为：滤膜离心滤纸砂芯漏斗（2）浓缩:低含量组分,可经过蒸发、溶剂萃取或离子交换等办法浓缩后再进行分析。比如饮用水中氯仿测定，采取正己烷/乙醚溶剂萃取浓缩后,再用气相色谱法测定。第48页2024/6/29 周六 （3）蒸馏蒸馏:利用水中各污染组分含有不一样沸点而使其彼此分离方法。如测定水样中挥发酚、氰化物、氟化物时，均需要在酸性介质中进行预蒸馏分离。（4）消解消解:v 目目标标:是破坏有机物、溶解悬浮物，将各种价态欲测元素氧化成单一高价态或转变成易于分离无机化合物，方便测定。消化后水样应清澈、透明、无沉淀。第49页2024/6/29 周六酸式消解：当水样中同时存在无机结合态和有机结合态金属，可加H2SO4HNO3或HCl,HNO3HClO4等，经过强烈化学消解作用，破坏有机物，使金属离子释放出来，再进行测定。干式消解：经过高温灼烧去除有机物后，将灼烧后残渣（灰分）用2HNO3溶解。高温易挥发损失As、Hg、Cd、Se、Sn等元素，不宜用此法消解。在样品预处理中使用试剂应要求纯度高，空白值低。在样品预处理中使用试剂应要求纯度高，空白值低。第50页2024/6/29 周六一、误差起源一、误差起源v1.系统误差(Systematic Error)由固定原因造成，使测定结果系统偏高或偏低，重复出现，其大小可测，含有“单向性”。可用校正法消除。依据其产生原因分为以下3 3种种。方法误差方法误差：分析方法本身不完善而引发。仪器和试剂误差仪器和试剂误差：仪器本身不够准确，试剂不纯引发误差。操作误差操作误差：分析人员操作与正确操作差异引发。2-2 2-2 水分析结果误差及其表示方法水分析结果误差及其表示方法第51页2024/6/29 周六v2.随机误差（Random Error）由一些随机偶然原因造成、可变、无法防止，符合“正态分布”。v3.过失误差(Mistake Error）因为不小心引发，比如运算和统计错误。第52页2024/6/29 周六 相相对对真真值值：认认定定精精度度高高一一个个数数量量级级测测定定值值作作为为低低一一级级测测量量值值真真值值。比比如如科科研研中中使使用用标标准准样样品品及及管管理理样样品中组分含量等。品中组分含量等。l l 真值（真值（xT）:某一物理量本身含有客观存在真实数某一物理量本身含有客观存在真实数值，即为该量真值。值，即为该量真值。理理论论真真值值：如如某某化化合合物物理理论论组组成成等等。计计量量学学约约定定真真值：国际计量大会上确定长度、质量、物质量单位等。值：国际计量大会上确定长度、质量、物质量单位等。二、分析方法误差与准确度二、分析方法误差与准确度几个统计术语：第53页2024/6/29 周六l 平平均均值值:n次次测测量量值值算算术术平平均均值值虽虽不不是是真真值值，但但比比单单次次测测量结果更靠近真值，它表示一组测定数据集中趋势。量结果更靠近真值，它表示一组测定数据集中趋势。l 中中位位数数(xM):一一组组测测量量数数据据按按大大小小次次序序排排列列，中中间间一一个个数数据据即即为为中中位位数数x，当当测测量量值值个个数数位位偶偶数数时时，中中位位数数为为中中间相临两个测量值平均值。间相临两个测量值平均值。优优点点:能能简简单单直直观观说说明明一一组组测测量量数数据据结结果果，且且不不受受两两端端含含有过大误差数据影响；有过大误差数据影响；缺点缺点:不能充分利用数据，因而不如平均值准确。不能充分利用数据，因而不如平均值准确。第54页2024/6/29 周六l l 准确度准确度:指测量值与真值之间靠近程度，其好坏用误指测量值与真值之间靠近程度，其好坏用误差来衡量。差来衡量。惯用测量回收率评价分析方法准确度回收率越靠近100%方法准确度越高。第55页2024/6/29 周六l 误差误差:测量值测量值(x)与真值与真值(xT)之间差值之间差值(E)绝对误差绝对误差:测量值与真值测量值与真值(xT)之差。之差。在实际分析中，待测组分含量越高，相对误差要求在实际分析中，待测组分含量越高，相对误差要求越小；待测组分含量越低，相对误差要求较大。越小；待测组分含量越低，相对误差要求较大。相对误差相对误差:Er=100%xE=xxE第56页2024/6/29 周六例例：用用分分析析天天平平称称样样，一一份份0.2034克克，一一份份0.0020克克，称称 量绝对误差均为量绝对误差均为+0.0002克，问两次称量克，问两次称量Er%？解：解：第一份试样第一份试样:第二份试样第二份试样:第57页2024/6/29 周六v例例：分析天平绝对误差为0.0001g，要使相对误差在0.1%以内，要称固体样品多少克？要使相对误差在1%以内，又要称固体样品多少克？v解解：v（1）=0.0001/0.1%=0.9gv（2）=0.0001/1%=0.09g第58页2024/6/29 周六三三 精密度和偏差精密度和偏差l l 精密度：精密度：用用相相同同方方法法对对同同一一个个试试样样平平行行测测定定屡屡次次，得得到到结结果果相相互靠近程度。以互靠近程度。以偏差偏差来衡量其好坏。来衡量其好坏。重重复复性性：同同一一分分析析人人员员在在同同一一条条件件下下所所得得分分析析结结果精密度。果精密度。再再现现性性：不不一一样样分分析析人人员员或或不不一一样样试试验验室室之之间间各各自条件下所得分析结果得精密度。自条件下所得分析结果得精密度。第59页2024/6/29 周六l l 偏差：偏差：一组数据中个别测量值与平均值之间差值，一组数据一组数据中个别测量值与平均值之间差值，一组数据分析结果精密度能够用分析结果精密度能够用平均偏差平均偏差和和标准偏差标准偏差来表示。来表示。平均偏差平均偏差:绝对偏差：绝对偏差：第60页2024/6/29 周六 相对平均偏差相对平均偏差 标准偏差标准偏差 相对标准偏差相对标准偏差RSD(又称变异系数又称变异系数CV)第61页2024/6/29 周六l l 偏差和标准偏差关系偏差和标准偏差关系第一组第一组 10.02，10.02，9.98,9.98第二组第二组 10.01,10.01,10.02,9.96第三组第三组 10.02,10.02,9.98,9.98,10.02,10.02,9.98,9.98平均值平均值=10.00=0.02 s=0.02 RSD=0.2%RSD=0.27%RSD=0.21%平均值平均值=10.00=0.02 s=0.027平均值平均值=10.00=0.02 s=0.021比如：求以下三组数据比如：求以下三组数据 和和s第62页2024/6/29 周六四、准确度和精密度关系四、准确度和精密度关系第63页2024/6/29 周六关系：关系：l精精密密度度是是确确保保准准确确度度先先决决条条件件。精精密密度度差差，所所测测结结果不可靠，就失去了衡量准确度前提。果不可靠，就失去了衡量准确度前提。l高精密度不一定能确保高准确度。高精密度不一定能确保高准确度。第64页2024/6/29 周六1.1.1.1.选择适当分析方法选择适当分析方法(1)依据试样中待测组分含量选择分析方法。高含量 组分用滴定分析或重量分析法；低含量用仪器分析法。(2)充分考虑试样中共存组分对测定干扰，采取适当 掩蔽或分离方法。(3)对于痕量组分，分析方法灵敏度不能满足分析要 求，可先定量富集后再进行测定。五、提升分析结果准确度方法五、提升分析结果准确度方法第65页2024/6/29 周六2.2.2.2.减小测量误差减小测量误差 l称量：分析天平称量误差为0.0002g，为了使测量时相对误差在0.1%以下，试样质量必须在0.2g以上。l滴定管读数常有0.0lml误差，在一次滴定中，读数两次，可能造成0.02ml误差。为使测量时相对误差小于0.1%，消耗滴定剂体积必须在20ml以上，最好使体积在25ml左右，普通在20至30ml之间。l微量组分光度测定中，可将称量准确度提升约一个数量级。第66页2024/6/29 周六3.3.3.3.增加测定次数增加测定次数 在消除系统误差前提下，平行测定次数愈多，平均值愈靠近真实值。所以，增加测定次数，能够提升平均值精密度。在化学分析中，对于同一试样，通常要求平行测定24次。第67页2024/6/29 周六 (1)对照试验对照试验 (2)空白试验空白试验 (3)校准仪器校准仪器 (4)分析结果校正分析结果校正4.4.消除系统误差消除系统误差提升准确度主要路径提升准确度主要路径 系统误差是由某种固定原因造成，因而找出这一原因，系统误差是由某种固定原因造成，因而找出这一原因，就能够消除系统误差起源。有以下几个方法：就能够消除系统误差起源。有以下几个方法：第68页2024/6/29 周六(1)对照试验 与标准试样标准结果进行对照;标准试样、管理样、合成样、加入回收法 与其它成熟分析方法进行对照;国家标准分析方法或公认经典分析方法 由不一样分析人员，不一样试验室来进行对照试验。内检、外检。第69页2024/6/29 周六(2)空白试验空白试验：在不加待测组分情况下，按照试样分析一样操作手续和条件进行试验，所测定结果为空白值，从试样测定结果中扣除空白值，来校正分析结果。消除由试剂、蒸馏水、试验器皿和环境带入杂质引发系统误差，但空白值不可太大。第70页2024/6/29 周六(3)校准仪器仪器不准确引发系统误差，经过校准仪器来减小其影响。比如砝码、移液管和滴定管等，在准确分析中，必须进行校准，并在计算结果时采取校正值。(4)分析结果校正校正分析过程方法误差，比如用重量法测定试样中高含量SiO2，因硅酸盐沉淀不完全而使测定结果偏低，可用光度法测定滤液中少许硅，而后将分析结果相加。第71页2024/6/29 周六一、纯水一级水：用于严格要求试验二级水：无机痕量分析等试验三级水：普通化学分析试验2-3 2-3 纯水和特殊要求水纯水和特殊要求水第72页2024/6/29 周六v二、特殊要求水制备见P40第73页2024/6/29 周六2-4 2-4 分析测量质量评价方法分析测量质量评价方法标准物质平行测定法双样品法和双样品图法质量控制图第74页2024/6/29 周六质量控制图警戒线警戒线警告线警告线第75页2024/6/29 周六惯用测量回收率评价分析方法准确度回收率越靠近100%方法准确度越高。第76页2024/6/29 周六 次数次数 加标前加标前/(mg/L)加标量加标量/(mg/L)加标后加标后/(mg/L)回收率回收率/%1 0.00 0.20 0.195 2 0.10 0.20 0.305 3 0.20 0.20 0.410 4 0.20 0.40 0.595 5 0.15 0.30 0.450 6 0.30 0.15 0.440 平均加标回收率平均加标回收率/%:95.5 Fe光度法加标回收试验结果光度法加标回收试验结果97.5102.5105.098.8100.093.3第77页2024/6/29 周六 7878 一、有限次测量数据统计处理 一个分析结果一个分析结果“置信区间置信区间”表明在一定置表明在一定置信度信度(置信水平置信水平)下，以下，以x 为中心，包含真值为中心，包含真值在内可能范围。在内可能范围。t为置信系数为置信系数,随不一样置信度和测定次数随不一样置信度和测定次数不一样，通常置信度不一样，通常置信度P取取95%。2-5 2-5 数据处理数据处理第78页2024/6/29 周六 79791.1.有效数字意义及位数有效数字意义及位数二二.有效数字及其运算规则有效数字及其运算规则 实际能测到数字。在有效数字中实际能测到数字。在有效数字中,只有最终一位数是可只有最终一位数是可疑，疑，统计测量结果时，只保留一位可疑数据统计测量结果时，只保留一位可疑数据。有效数字位数。有效数字位数由仪器准确度决定，它直接影响测定相对误差。由仪器准确度决定，它直接影响测定相对误差。分析天平称量质量：分析天平称量质量：0.000 x g 滴定管体积滴定管体积:0.0 x mL 容量瓶容量瓶:100.0mL,250.0mL,50.0mL 吸量管吸量管,移液管移液管:25.00mL,10.00mL,5.00mL,1.00mL pH:0.0 x 单位单位 吸光度吸光度:0.00 x第79页2024/6/29 周六零作用：零作用：在在1.0008中，中，“0”是有效数字；是有效数字；在在0.0382中，中，“0”是定位作用，不是有效数字。是定位作用，不是有效数字。有效数字含义：表示测定结果大小；表示测量数据准确度。有效数字含义：表示测定结果大小；表示测量数据准确度。如：分析天平称得质量为如：分析天平称得质量为0.2661g，表示最终，表示最终1是可疑，是可疑，有有0.0001g误差。误差。第80页2024/6/29 周六 8181 10008 43.181 5位位 0.1000 10.98%4位位 0.0382 1.98 10-10 3位位 54 0.0060 2位位 0.05 2 105 1位位 3600 100 位数较含糊位数较含糊 在在0.0040中，前面中，前面3个个“0”不是有效数字，后面一不是有效数字，后面一个个“0”是有效数字。是有效数字。在在3600中，普通看成是中，普通看成是4位有效数字，但它可能是位有效数字，但它可能是2位或位或3位有效数字，分别写位有效数字，分别写3.6103，3.60103或或3.600103很好。很好。第81页2024/6/29 周六 8282 倍数、分数关系：无限多位有效数字。倍数、分数关系：无限多位有效数字。pH，pM，lgc，lgK等对数值，有效数字位数取决于等对数值，有效数字位数取决于小数部分（尾数）位数，因整数部分代表该数方次。如小数部分（尾数）位数，因整数部分代表该数方次。如pH=11.00，有效数字位数为两位。有效数字位数为两位。第82页2024/6/29 周六 8383“四舍六入五成双四舍六入五成双”规则：当测量值中修约那个数字等于规则：当测量值中修约那个数字等于或小于或小于4时，该数字舍去；等于或大于时，该数字舍去；等于或大于6时，进位；等于时，进位；等于5时时(5后面无数据或是后面无数据或是0时时)，如进位后末位数为偶数则进位，如进位后末位数为偶数则进位，舍去后末位数位偶数则舍去；舍去后末位数位偶数则舍去；5后面有数时，进位。后面有数时，进位。修约数字时，只允许对原测量值一次修约到所需要位修约数字时，只允许对原测量值一次修约到所需要位数，不能分次修约数，不能分次修约。2.有效数字俢约规则第83页2024/6/29 周六 8484 例题：有效数字修约：例题：有效数字修约：0.32554 0.32550.32554 0.3255(四位四位)0.36236 0.36240.36236 0.3624(四位四位)10.2150 10.22(10.2150 10.22(四位四位)10.10.225 10.22(225 10.22(四位四位)75.5 7675.5 76(二位二位)16.0851 16.0916.0851 16.09(四位四位)第84页2024/6/29 周六 85853.3.计算规则计算规则加减法：加减法：当几个数据相加减时，它们和或差有效数字位数，当几个数据相加减时，它们和或差有效数字位数，应以应以小数点后位数最少小数点后位数最少数据为依据，因小数点后位数最少数据为依据，因小数点后位数最少数据绝对误差最大。数据绝对误差最大。例：例：0.0121+25.64+1.05782=？绝对误差绝对误差 0.0001 0.0001 0.010.01 0.000010.00001 在加合结果中总绝对误差值取决于在加合结果中总绝对误差值取决于25.6425.64 0.01+25.64+1.06=26.71第85页2024/6/29 周六 8686*乘除法：乘除法：当几个数据相乘除时，它们积或商有效数字位当几个数据相乘除时，它们积或商有效数字位数，应以数，应以有效数字位数最少有效数字位数最少数据位依据，因有效数字位数数据位依据，因有效数字位数最少数据相对误差最大。最少数据相对误差最大。例：例：0.0121 25.64 1.05782=？相对误差相对误差 0.8%0.4%0.009%所以计算结果相对误差取决于所以计算结果相对误差取决于 0.0121，因它相对误差，因它相对误差最大，即最大，即 0.012125.61.06=0.328第86页2024/6/29 周六 8787*分析结果表示有效数字分析结果表示有效数字:高含量高含量(大于大于10%10%)：4 4位有效数字位有效数字 含量在含量在1%1%至至10%10%：3 3位有效数字位有效数字 含量小于含量小于1%1%：2 2位有效数字位有效数字*分析中各类误差表示分析中各类误差表示:通常取通常取1 1 至至 2 2位有效数字。位有效数字。*各类化学平衡计算各类化学平衡计算:2:2至至3 3位有效数字。位有效数字。第87页2024/6/29 周六4 显著性检验 分析化学中，经常因为系统误差和随机误差混杂在一起，造成测量值之间差异难以分辨出是何种原因引发，显著性检验是处理这类问题一个科学方法。假如分析结果间差异是由随机误差引发，就认为它们之间“无显著性差异”；若分析结果间差异由系统误差所致，就认为存在“显著性差异”。分析化学中，应用最多显著性检验方法是 t 检验法和 F 检验法。第88页2024/6/29 周六（1）t 检验法平均值与标准值比较 用于检验分析方法或操作过程是否存在系统误差。用待检验分析方法对已知准确含量标样进行测定，然后用t检验法判断测定平均值与标样标准值之间是否存在显著性差异。第89页2024/6/29 周六检验步骤：检验步骤：A.A.计算计算t t B.B.依据给定依据给定和和 f f 查查t t,f,f值；值；C.C.判断：假如判断：假如 t t计计t t,f,f，认为平均值与标准认为平均值与标准值间存在显著性差异，不然认为平均值与值间存在显著性差异，不然认为平均值与标准值间不存在显著性差异。标准值间不存在显著性差异。第90页2024/6/29 周六（2 2）F F检验法检验法 经过比较两组数据方差，确定两组数据精密度是否存在显著性差异。A:计算F值：F=s2大s 2小；B:判断：假如F计F表 ,则认为两组数据精密度存在显著性差异，相反，不存在显著性差异。查阅F值表是单边，可直接按给定置信度对单边检验作出判断；如把