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提高分析结果准确度的方法

发布时间:2018-10-30 00:00 作者:中国标准物质网 阅读量:3453

想要得到准确的分析结果,必须设法减免在分析过程中带来的各种误差。在实际工作中,可以采取有效措施,尽可能减小这些误差。下面介绍减免分析误差的几种主要方法。

2.4.1选择恰当的分析方法

定量分析方法多种多样,不同分析方法的灵敏度和准确度不同。根据实际情况选择合适的方法。虽然化学分析法的灵敏度不高,但是对于常量组分的测定可以得到较准确的结果,一般相对误差不超过千分之几。滴定法或重量法等化学分析法准确度较高,灵敏度较低,绝对误差较大,适用于含量组分的测定。仪器分析法灵敏度高、绝对误差小,虽然其相对误差较大,不适合常量组分的测定,但能满足微量或者痕量组分测定准确度的要求。例如,用光谱法测定纯硅中的硼,其结果为2×10-6%。如果此方法的相对误差为±0.5,则试样中硼的含量应在1×10-6%和3×10-6%之间。可以看出其相对误差较大,但是由于待测组分含量很低,从而引人的绝对误差则很小,满足测定准确度的要求。

分析方法的选择还与试样的组成有关。例如,测定铁矿石中铁的含量,采用重量法会受到其他组分共沉淀的干扰,若采用重铬酸钾滴定法则可以避免上述的影响。

另外,选择分析法时还要考虑共存物质的千扰。

2.4.2减小测量的相对误差

为了保证分析结果的准确度,应当控制分析过程中各测量值的误差。例如,使用万分之一的分析天平,一般情况下称样的绝对误差为±0.0002 g,若称量的相对误差不大于±0.001,则称量的最小质量可按如下公式计算:

在滴定分析中,常规滴定管单次读数估计误差为±0.01 mL。在一次滴定中,需要读数两 次,从而可能造成±0.02 mL的误差。因此,为了使测量的相对误差小于±0.1%,从而消耗的标准溶液的体积必须为20 mL以上。一般分析天平的称量误差为±0.0001 g,差减法称量时需要称两次,其误差为±0.0002g。如果要求相对误差小于±0.1%。称量试样则必须大于0.2 g。

不同的分析工作要求不同的准确度,因此应根据具体要求,控制各测量步骤的误差。例如,仪器分析法测微量组分,要求相对误差为±0.2%,如果取试样0.2g,则试样的称量误差不大于0.2g×(±2%)=±0.004 g就可以,所以没有必要用分析天平称准至±0.0001 g。

2.4.3减小随机误差的影响

根据随机误差的分布规律,在消除系统误差的前提下,平行测定次数越多,其平均值越接近真值。因此增加测定次数,可以减少随机误差。在实际工作中,一般情况下对同一试样平行测定3~4次,其精密度符合要求即可,过多的测定次数会多耗费时间和试剂。

2.4.4消除测量中的系统误差

系统误差是定量分析中误差的主要来源,由于系统误差有固定原因,所以查明和消除这些原因,从而可以消除系统误差。通常消除系统误差的方法有以下几种。

2.4.4.1对照试验

对照试验用于检验和消除方法误差。对照试验有多种方式,可以与标准物质对照,也可以与成熟的方法对照,还可以与不同的实验室、分析员进行对照。分析的结果可以使用统计学方法检查,从而判断是否存在系统误差。

用已知含量(标准值)的标准试样,按所选的测定方法,在相同的实验条件进行分析,从而求得测定方式的校正值(标准试样的标准值与标注试样分析结果的比值),用来评价所选方法的准确性(有无系统误差),或者直接对实验中引入的系统误差进行校正:

用已知含量的标准物质与被测试样在相同条件下分析,标准物质的组成应与被测试样相接近。在没有标准物质时,可用其他已知含量质量控制试样代替进行对照试验。

使用其他分析方法进行对照试验,分析方法必须可靠,一般选用国家颁布的标准分析方法或者公认的经典分析方法。

此外,为了检查分析人员之间的操作是否存在系统误差或者其他方面的问题,往往将一部分试样重复安排给不同分析人员进行测定,称为“内检”。有时候会将部分试样送给其他单位进行对照试验,称为“外检”。

对于组成不是十分清楚的试样,经常采用加入回收法。此方法是向试样中加入已知量的被测组分与另一份试样平行进行分析,观察加入的被测组分能否定量回收,由回收率检查是否存在系统误差。

2.4.4.2空白试验

做空白试验,消除由于试剂、蒸馏水及器皿引入的杂质所造成的系统误差。在微量分析时空白试验是必不可少的。空白试验是在不加入试样的情况下,按照与试样测定完全相同的条件和操作方法进行试验,所得的结果称为空白值。从试样的分析结果中扣除次空白值,从而可消除由试剂、蒸馏水及实验器皿等引入的杂质所造成的误差。空白值不宜偏大。如果空白值较大,则必须查明原因,例如,通过提纯试剂、改用纯度较高的溶剂和采用其他更合适的分析器皿等来解决问题,从达到提高测定准确度的目的。

2.4.4.3仪器校准和量器

由于仪器不准确造成的误差,均可通过仪器校准消除。校准仪器以消除仪器不准所引起的系统误差。如对砝码、移液管、容量瓶与滴定管等,在要求精确的分析中,必须对这些计量仪器进行校准,并在计算结果时采用校正值。

当允许测定结果的相对误差大于±0.001时,一般不必校准仪器。在对准确度要求较高的测定中,对干使用的仪器或者量器,例如,天平砝码的重量,滴定管、移液管和容量瓶的体积等必须进行校准,可减免仪器误差。其中,因为计量及测量仪器的状态会随时间、环境条件等发生变化,所以需要定期进行校准。

2.4.4.4回收试验

当采用所建方法测出试样中某组分含量后,可以在几份相同试样(n≥5)中加入适量待测组分的纯品,在相同的条件下进行测定,按如下计算回收率:

2.4.4.5改进分析方法或采用辅助方法校正测定结果

分析方法不够完善是引起系统误差的主要因素,因此需要尽可能找出原因并且加以减免。例如,在滴定分析中选择更加合适的指示剂用来减小终点误差;采用有效的掩蔽方法消除干扰组分的影响等。在重量分析方法中,设法减小沉淀的溶解度,从而使得待测组分沉淀更加完全;减少沉淀对杂质的吸附等。若方法误差无法消除,则可采用辅助其他的测定方法来校正测定结果。例如,采用重量法测定硅的含量时,分离硅沉淀后的滤液中含有少量的硅,可以采用光度法测出其含量,并将其加入到结果中去,这样就校正了因沉淀不完全而带来的负误差。

2.4.5正确表示分析结果

定量分析的目的是得到待测组分的真正含量。所以,在报告分析结果时,则该对测定值和真值相接近的程度做出估计,从而反映分析结果的可靠性。

为了正确表示分析结果,我们不仅仅要表明其数值的大小,还要反映出测定的准确度、精密度以及测定次数。所以,想要通过一组测定数据(随机样本)来反映该样本所代表的总体时,样本平均值、样本标准偏差s和测定次数n三项数据是必不可少的。应用置信空间也是表示分析结果的方法之一。

最后要正确表示分析结果的有效数字,它的位数要与测定方法和仪器的准确相一致。

相关链接:分析化学分析结果的处理——可疑值的取舍

文章来源:《分析化学分析方法的原理及应用研究》

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