一、誤差來源
1.過失誤差
過失誤差也稱粗差。這類誤差明顯的歪曲測定結(jié)果,是由測定過程中犯了不應(yīng)有的錯誤造成的。例如,標(biāo)準(zhǔn)溶液超過保存期,濃度或價態(tài)已經(jīng)發(fā)生變化而仍在使用;器皿不清潔;不嚴(yán)格按照分析步驟或不準(zhǔn)確地按分析方法進(jìn)行操作;弄錯試劑或吸管;試劑加入過量或不足;操作過程當(dāng)中試樣受到大量損失或污染;儀器出現(xiàn)異常未被發(fā)現(xiàn);讀數(shù)、記錄及計算錯誤等,都會產(chǎn)生誤差。過失誤差無一定的規(guī)律可循,這些誤差基本上是可以避免的。消除過失誤差的關(guān)鍵,在于分析人員必須養(yǎng)成專心、認(rèn)真、細(xì)致的良好工作習(xí)慣,不斷提高理論和操作技術(shù)水平。
2.系統(tǒng)誤差
系統(tǒng)誤差又稱可測誤差或恒定誤差,往往是由不可避免的因素造成的。在分析測定工作中系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因主要有:方法誤差、儀器誤差、人員誤差、環(huán)境誤差、試劑誤差等。
(1) 方法誤差
方法誤差又稱理論誤差,是由測定方法本身造成的誤差,或是由于測定所依據(jù)的原理本身不完善而導(dǎo)致的誤差。例如,在重量分析中,由于沉淀的溶解,共沉淀現(xiàn)象,灼燒時沉淀分解或揮發(fā)等;在滴定分析中,反應(yīng)進(jìn)行不完全或有副反應(yīng),干擾離子的影響,使得滴定終點與理論等當(dāng)點不能完全符合,如此等等原因都會引起測定的系統(tǒng)誤差。
(2) 儀器誤差
儀器誤差也稱工具誤差,是測定所用儀器不完善造成的。分析中所用的儀器主要指基準(zhǔn)儀器(天平、玻璃量具)和測定儀器(如分光光度計等)。由于天平是分析測定中的最基本的基準(zhǔn)儀器,應(yīng)由計量部門定期進(jìn)行檢校。
市售的玻璃量具(容量瓶、移液管、滴定管、比色管等),其真實容量并非全部都與其標(biāo)稱的容量相符,對一些要求較高的分析工作,要根據(jù)容許誤差范圍,對所用的儀器進(jìn)行容量檢定。
分析所用的測定儀器,要按說明書進(jìn)行調(diào)教。在使用過程中應(yīng)隨時進(jìn)行檢查,以免發(fā)生異常而造成測定誤差。
(3) 人員誤差
由于測定人員的分辨力,反應(yīng)速度的差異和固有習(xí)慣引起的誤差稱人員誤差。這類誤差往往因人而異,因而可以采取讓不同人員進(jìn)行分析,以平均值報告分析結(jié)果的方法予以限制。
(4) 環(huán)境誤差
這是由于測定環(huán)境所帶來的誤差。例如室溫、濕度不是所要求的標(biāo)準(zhǔn)條件,測定時儀器所振動和電磁場、電網(wǎng)電壓、電源頻率等變化的影響,室內(nèi)照明影響滴定終點的判斷等。在實驗中如發(fā)現(xiàn)環(huán)境條件對測定結(jié)果有影響時,應(yīng)重新進(jìn)行測定。
(5) 隨機(jī)誤差
隨機(jī)誤差在以往的分析測定文獻(xiàn)中稱為“偶然誤差”,但“偶然誤差”這一名詞經(jīng)常給人以誤會,以為“偶然誤差”是偶然產(chǎn)生的誤差。其實,偶然誤差并不是偶然產(chǎn)生的,而是必然產(chǎn)生的,只是各種誤差的出現(xiàn)有著確定的概率罷了,因此建議不要用偶然誤差一詞,而用隨機(jī)誤差這個名詞。
隨機(jī)誤差的定義是:在實際相同的條件下,對同一量進(jìn)行多次測定時,單次測定值與平均值之間的差異的絕對值和符號無法預(yù)計的誤差。這種誤差是由測定過程中各種隨機(jī)因素的共同影響造成的。在一次測定中,隨機(jī)誤差的大小及其正負(fù)是無法預(yù)計的,沒有任何規(guī)律性。在多次測定中,隨機(jī)誤差的出現(xiàn)具有統(tǒng)計規(guī)律性,即:隨機(jī)誤差有大有小,時正時負(fù);絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多;在一定的條件下得到的有限個測定值中,其誤差的絕對值不會超過一定的界限;在測定的次數(shù)足夠多時,絕對值相近的正誤差與負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)大致相等,此時正負(fù)誤差相互抵消,隨機(jī)誤差的絕對值趨向于零。分析工作者在用平均值報告分析結(jié)果時,正是運(yùn)用了這一概率定律,在排除了系統(tǒng)誤差的情況下,用增加測定次數(shù)的辦法,使平均值成為與真實值較吻合的估計值。
二 、提高分析結(jié)果準(zhǔn)確度的方法
要提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確度,必須考慮在分析過程中可能產(chǎn)生的各種誤差,采取有效措施,將這些誤差減少到最小。
1. 選擇合適的分析方法
各種分析方法的準(zhǔn)確度是不同的。化學(xué)分析法對高含量組分的測定能獲得準(zhǔn)確和較滿意的結(jié)果,相對誤差一般在千分之幾。而對低含量組分的測定,化學(xué)分析法就達(dá)不到這個要求。儀器分析法雖然誤差較大,但是由于靈敏度高,可以測出低含量組分。在選擇分析方法時,一定要根據(jù)組分含量及對準(zhǔn)確度的要求,在可能條件下選最佳分析方法。
2.增加平行測定的次數(shù)
如前所述增加測定次數(shù)可以減少隨機(jī)誤差。在一般分析工作中,測定次數(shù)為2—4次。如果沒有意外誤差發(fā)生,基本上可以得到比較準(zhǔn)確的分析結(jié)果。
3.消除測定中系統(tǒng)誤差
消除測定中系統(tǒng)誤差可采取以下措施:其一是做空白實驗,即在不加試樣的情況下,按試樣分析規(guī)程在同樣操作條件下進(jìn)行的分析。所得結(jié)果的數(shù)值稱為空白值。然后從試樣結(jié)果中扣除空白值就得到比較可靠的分析結(jié)果。其二是注意儀器校正,具有準(zhǔn)確體積的和質(zhì)量的儀器,如滴定管、移液管、容量瓶和分析天平砝碼,都應(yīng)進(jìn)行校正,以消除儀器不準(zhǔn)所引起的系統(tǒng)誤差。因為這些測量數(shù)據(jù)都是參加分析結(jié)果計算的。其三是作對照試驗,對照試驗就是用同樣的分析方法在同樣的條件下,用標(biāo)樣代替試樣進(jìn)行的平行測定。將對照試驗的測定結(jié)果與標(biāo)樣的已知含量相比,其比值稱為校正系數(shù)。
校正系數(shù)=標(biāo)準(zhǔn)試樣組分的標(biāo)準(zhǔn)含量/標(biāo)準(zhǔn)試樣測定的含量
被測試樣的組分含量=測得含量×校正系數(shù)
綜上所述,在分析過程中檢查有無系統(tǒng)誤差存在,作對照試驗是最有效的辦法。通過對照試驗可以校正測試結(jié)果,消除系統(tǒng)誤差。