Метрологические характеристики методов анализа

Содержание

1.Основные понятия метрологии химического анализа 2

2.Классификация погрешностей 3

2.1.Систематические погрешности 4

2.2.Случайные погрешности 8

3.Правильность, воспроизводимость и точность анализа, среднее значение и стандартное отклонение 8

4.Нормальное распределение 16

5.t-Распределение 19

6.Погрешность суммы и произведения 25

7.Обнаружение промахов 26

8.Сравнение двух средних 28

9.Контрольные вопросы 33

1. Основные понятия метрологии химического анализа

Метрология (от греч. metron – мера и logos – слово, учение) ­наука об измерениях и методах достижения их единства и требуемой точности. Один из основных разделов метрологии посвящен методам определения погрешности измерений и созданию эталонов. До недавнего времени широкое распространение имел термин «ошибка измерения». По ГОСТ 16263-70 этот термин относится к категории нерекомендуемых. Теория погрешности измерений основана на использовании аппарата теории вероятности и математической статистики.

Метрологическими характеристиками методик анализа помимо погрешности являются:

1. правильность;

2. воспроизводимость;

3. интервал определяемых содержаний;

4. чувствительность;

5. предел обнаружения или предел определения (при определении микроконцентраций).

Нельзя не отметить также, что в результате исследований на стыке прикладной математики и экспериментальной химии возникла новая отрасль науки, получившая название хемометрика. Наряду с рассмотрением погрешностей и других вопросов метрологии в хемометрике изучают такие разделы, как планирование эксперимента и оптимизация, распознавание образов и т.д.

2. Классификация погрешностей

Погрешностью измерения называют отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Погрешности могут быть классифицированы по нескольким признакам. При классификации по способу выражения различают абсолютные и относительные nогрешности, по характеру проявления – систематические и случайные, по способу обработки результатов параллельных определений – средние арифметические и средние квадратические и т.д.

Абсолютную погрешность анализа Δх_i определяют из соотношения:

,

где х_i – результат анализа; μ – истинное содержание анализируемого компонента в пробе.

Отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины называют относительной погрешностью измерения.

Обычно относительную погрешность выражают в процентах, хотя могут быть использованы и доли единицы:

Истинное содержание анализируемого компонента в пробе остается неизвестным вследствие погрешности анализа. В практических расчетах вместо истинного используют так называемое действительное содержание, равное среднему арифметическому нескольких параллельных определений.

Погрешность измерения зависит от многих факторов: от класса точности применяемых приборов, методики измерения, индивидуальных особенностей наблюдателя и т.д.

Погрешность измерения, которая при повторных измерениях остается постоянной или закономерно изменяется, называют систематической погрешностью.

Знак данной систематической погрешности от опыта к опыту не меняется. Систематическая погрешность или только занижает, или только завышает результат анализа.

Погрешность, которая при повторных измерениях изменяется случайным образом, называют случайной погрешностью измерения.

Знак случайной величины в серии измерений не остается постоянным и от опыта к опыту меняется.

Грубые погрешности, существенно превышающие ожидаемые при данных условиях, называют промахами.

Они обычно бывают следствием грубых оперативных погрешностей аналитика (потеря раствора с осадком при фильтровании, потеря осадка при прокаливании или взвешивании и т.д.).