4.2标准溶液浓度的表示方法(讲义)-《分析化学》同步教学(高教版)

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4.2标准溶液浓度的表示方法(讲义)-《分析化学》同步教学(高教版)

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标准溶液浓度的表示方法
学习目标:
1.掌握物质的量溶液表示方法。
2.熟悉滴定度的两种表示方法。
1.物质的量浓度 是指单位体积溶液中所含溶质B的物质的量,用符号CB表示,即
式中: B代表溶质的化学式;CB为物质的量浓度(mol/L或mmol/L): nB为溶液中溶质B的物质的量(mol或mmol);V为溶液的体积(L或ml)。
计算物质的量浓度,还需要知道物质的量,物质的量是质量(mB)除以摩尔质量(MB),即
例1 500.0mlNa2CO3溶液中含溶质Na2CO3 53.00g,计算该Na2CO3溶液的浓度。(M(Na2CO3)=106.0g/ml)
2.滴定度
(1)用TB表示是指每毫升滴定液中所含表示1ml盐酸溶液当中含有0.003600g盐酸。
(2)用TT/A表示 在实际应用中,常采用一种以被测物质为标准的滴定度。即一毫升滴定液相当于被测物质的克数, T为滴定液的溶质,A为被测物质。如THCl/NaOH=0.004000g/ml,表示每消耗1mlHCl滴定液相当于试样中含有0.004000g NaOH,即1mlHCl恰好与0.004000g NaOH完全反应。若已知滴定度,再乘以滴定中所消耗的滴定液体积,即可算出待测物质的质量。公式表示为:
mA=TT/AVT
例2:如用TNaOH/HCl=0.003600g/mlNaOH滴定液滴定盐酸溶液,终点时消耗NaOH滴定液10.00ml,计算试液中盐酸的质量。
解:m HCl=TNaOH/HClVNaOH
=0.00360010.00=0.03600(g)
分析结果的表示方法
学习目标:
1.熟悉分析结果的一般表示方法。
3.熟悉精密度和置信区间的计算方法。
一、一般分析结果的表示方法
在系统误差可忽略的情况下,进行定量分析实验,一般是对每个试样平行测定3~5次,所得一组测定值。首先观察是否有可疑值,判断可疑值是否应舍弃,然后计算测定结果的平均值,再计算出结果的相对平均偏差。如果≦0.2%,可认为符合要求,取其平均值报告分析结果。否则,此次实验不符合要求,需重做。
例如,测定某一溶液的浓度,测定结果分别为:0.2041 mol/L、0.2039mol/L、0.2043 mol/L。经计算为0.2041 mol/L,为0.0001,为0.05%,显然小于0.2%,符合要求。可用0.2041 mol/L报告分析结果。
但对于准确度要求较高的分析,如制定分析标准、涉及重大问题的试样分析、科研成果等所需要的数据,就不能这样简单的处理。需要多次对试样进行平行测定,将取得的多个数据用数理统计的方法进行处理。
二、平均值的精密度
平均值的精密度可用平均值的标准偏差()表示,而平均值的标准偏差与测量次数n的平方根成反比:
该式说明,n次测量平均值的标准偏差是1次测量标准偏差的倍,即n次测量的可靠性是1次测量的倍。由此推算,4次测量的可靠性是1次测量的2倍,25次测量的可靠性是1次测量的5倍,可见测量次数的增加与可靠性的增加不成正比。增加测量次数可以减小偶然误差的影响,提高测量的精密度,但过多增加测量次数并不能使精密度显著提高,反而费时费力。
三、测定平均值的置信区间
在要求准确度较高的分析工作中,提出分析报告时,需对测定平均值进行估计,即真实值μ所在的范围称为置信区间。在对μ的取值区间进行估计时,还应指明这种估计的可靠性或概率,将μ落在此范围内的概率称为置信概率或置信度用P表示,借以说明测定平均值的可靠程度。
估计真实值μ的置信区间,实际上是对偶然误差进行统计处理。但这种统计处理必须要在消除或校正系统误差的前提下进行。
在实际分析工作中,通常对试样进行的是有限次数测定。为了对有限次测量数据进行处理,在统计学中引入统计量t代替μ。t值不仅与置信度P有关,还与自由度f(n-1)有关,故常写成。当f →∞时,t →μ。所以,对于有限次数的测量,其平均值的置信区间为:
μ =
不同置信度P及自由度f所对应的t值已计算出来,见表1所示,可供查用。
表1 t分布表
P 90% 95% 99%
3 4 5 f(n-1) 6 7 8 9 10 20 ∞ 2.35 2.13 2.01 1.94 1.90 1.86 1.83 1.81 1.72 1.64 3.18 2.78 2.57 2.45 2.36 2.31 2.26 2.23 2.09 1.96 5.84 4.60 4.03 3.71 3.50 3.36 3.25 3.17 2.84 2.58
例如:用邻二氮菲测定某样品中铁的含量,10次测定的S=0.04%,=10.80%,估计在95%和99%的置信度时平均值的置信区间。
解 查表1:
P=95%,时,t=2.26
P=99%,时,t=3.25
(1) 95%置信度时置信区间为:
(2) 99%置信度时置信区间为:
通过计算表明,上例总体平均值(真实值)在10.77%~10.83%间的概率为95%;在10.76%~10.84%间的概率为99%。即真实值在上述两个区间分别有95%及99%的可能。由此可见,增加置信度需扩大置信区间。另一方面,在相同的置信度下,增n,可缩小置信区间。

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