Nâng cấp TK VIP tải tài liệu không giới hạn và tắt QC

Bài giảng Hóa phân tích II và đánh giá, xử lý số liệu thực nghiệm bằng xác suất thống kê: Phần 1 - TS. Mai Xuân Trường

(NB) Phần 1 bài giảng Hóa phân tích II và đánh giá, xử lý số liệu thực nghiệm bằng xác suất thống kê gồm nội dung chương 1, chương 2 tài liệu. Chương 1 trình bày một số khai niệm chung. Chương 2 trình bày về phương pháp trung hòa. Mời bạn đọc tham khảo nội dung phần 1 tài liệu. » Xem thêm

02-06-2014 313 87
Download
Xem online
QUẢNG CÁO

Tóm tắt nội dung tài liệu

  1. ®¹I häc th¸i nguyªn tr−êng ®¹I häc s− ph¹m Khoa Ho¸ häc TS Mai Xu©n Tr−êng Ho¸ ph©n tÝch II vμ ®¸nh gi¸, xö lý sè liÖu thùc nghiÖm b»ng x¸c xuÊt thèng kª (TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ) Th¸i nguyªn, 2011
  2. ®¹I häc th¸i nguyªn tr−êng ®¹I häc s− ph¹m Khoa Ho¸ häc TS Mai Xu©n Tr−êng 0912.739.257 CQ : 0280.3856.853 NR 0280.3759.402 Bµi gi¶ng Ho¸ ph©n tÝch II (Ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh l−îng) vμ ®¸nh gi¸, xö lý sè liÖu thùc nghiÖm b»ng x¸c xuÊt thèng kª (3 tÝn chØ = 45 tiÕt) Th¸i nguyªn, 2011
  3. Lêi nãi ®Çu Trªn c¬ së nh÷ng kiÕn thøc ®· häc cña phÇn c¬ së hãa häc ph©n tÝch (hãa ph©n tÝch I) cuèn bμi gi¶ng Hãa häc ph©n tÝch ®Þnh l−îng (Hãa ph©n tÝch II) giíi thiÖu nh÷ng ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch ®Þnh l−îng vμ c¸ch xö lý, thèng kª c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm thu ®−îc sao cho c¸c kÕt qu¶ cã ®é tin cËy cao nhÊt cã thÓ. §Ó biªn so¹n cuèn Hãa häc ph©n tÝch ®Þnh l−îng, t¸c gi¶ ®· tham kh¶o c¸c gi¸o tr×nh cña Tr−êng §¹i häc S− ph¹m Hμ Néi, Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn - §¹i häc Quèc Gia Hμ Néi vμ cña c¸c ®ång nghiÖp trong Khoa Ho¸ häc - Tr−êng §¹i Häc S− ph¹m - §¹i häc Th¸i Nguyªn. §èi t−îng phôc vô chñ yÕu cña cuèn s¸ch nμy lμ sinh viªn vμ c¸n bé gi¶ng d¹y Ho¸ häc cña Tr−êng §¹i häc S− ph¹m - §¹i häc Th¸i Nguyªn. Ngoμi ra cuèn s¸ch nμy còng cã thÓ lμ tμi liÖu cho sinh viªn c¸c tr−êng §¹i häc vμ cao ®¼ng cã häc tËp m«n ho¸ ph©n tÝch. Trong qu¸ tr×nh gi¶ng d¹y vμ biªn so¹n cuèn s¸ch nμy, mÆc dï t¸c gi¶ ®· hÕt søc cè g¾ng nh−ng kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. Mong nhËn ®−îc nhiÒu ý kiÕn ®ãng gãp, phª b×nh, x©y dùng cña c¸c thÇy c« gi¸o vμ c¸c b¹n sinh viªn. T¸c gi¶ xin ch©n thμnh c¶m ¬n. Mäi sù ®ãng gãp ý kiÕn xin göi vÒ theo ®Þa chØ: TS Mai Xu©n Tr−êng - Khoa Hãa häc - Tr−êng §¹i häc S− ph¹m - §¹i häc Th¸i Nguyªn hoÆc theo ®Þa chØ email: truongkhoahoa@gmail.com . Th¸i Nguyªn, 1- 2011 Mai Xu©n Tr−êng 1
  4. PhÇn 1: Ph©n tÝch thÓ tÝch Ch−¬ng 1 Mét sè kh¸i niÖm chung I. §èi t−îng, néi dung nghiªn cøu, ý nghÜa, tÇm quan träng cña ho¸ ph©n tÝch ®Þnh l−îng I.1 §èi t−îng Ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh tÝnh nghiªn cøu cÊu t¹o cña vËt chÊt xem chóng ®−îc cÊu t¹o tõ c¸c nguyªn tè ho¸ häc nµo, ion nµo hoÆc tõ nh÷ng hîp chÊt nµo. Ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh l−îng x¸c ®Þnh hµm l−îng cña c¸c nguyªn tè, ion cã trong hîp chÊt hay trong mÉu nghiªn cøu. I.2 Néi dung nghiªn cøu Ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh l−îng x¸c ®Þnh hµm l−îng c¸c nguyªn tè, ion cã trong c¸c hîp chÊt, c¸c chÊt. I.3. ý nghÜa, tÇm quan träng cña ho¸ häc ph©n tÝch ®Þnh l−îng Ho¸ häc ph©n tÝch nãi chung vµ ph©n tÝch ®Þnh l−îng nãi riªng cã ý nghÜa rÊt lín ®èi víi khoa häc vµ ®êi sèng. - Víi ho¸ häc nã lµ c¬ së ®Ó nghiªn cøu, ®Ó t×m ra c¸c nguyªn tè míi. - Víi c¸c ngµnh khoa häc kh¸c: Kho¸ng chÊt häc, ®Þa chÊt häc, sinh lý häc, vi sinh häc, n«ng häc vµ c¸c ngµnh kü thuËt . . . th× ho¸ häc ph©n tÝch còng ®ãng vai trß hÕt søc quan träng. - Víi s¶n xuÊt: BÊt kú mét nguyªn vËt liÖu nµo ®−îc dïng ®Ó s¶n xuÊt ra mét s¶n phÈm nµo ®ã còng cÇn ®Õn ho¸ häc ph©n tÝch ®Ó x¸c ®Þnh thµnh phÇn ®Þnh tÝnh còng nh− ®Þnh l−îng cña chóng, biÕt ®−îc d÷ kiÖn ®Æc tr−ng cho chÊt l−îng s¶n phÈm. II. Qu¸ tr×nh tiÕn hμnh. §Ó tiÕn hµnh ph©n tÝch ®Þnh l−îng mét mÉu nghiªn cøu theo ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch thÓ tÝch ng−êi ta th−êng tiÕn hµnh theo c¸c b−íc sau ®©y: 1. Chän mÉu ®¹i diÖn. Tøc lµ chän mét phÇn nhá chÊt tiªu biÓu cho toµn bé ®èi t−îng ph©n tÝch. VÝ dô: Khi tiÕn hµnh ph©n tÝch chØ lÊy ®é vµi gam mÉu 2
  5. ®¹i diÖn cho hµng tÊn vËt liÖu, ®©y lµ ®iÒu kh¸ phøc t¹p quyÕt ®Þnh kÕt qu¶ ph©n tÝch. 2. ChuyÓn chÊt ph©n tÝch vµo dung dÞch. Khi tiÕn hµnh ph©n tÝch b»ng ph−¬ng ph¸p ho¸ häc hoµ tan hoµn toµn mÉu trong dung m«i thÝch hîp vµ tiÕn hµnh ph©n tÝch trong dung dÞch. (Khi sö dông mét sè ph−¬ng ph¸p vËt lý cã thÓ kh«ng cÇn hoµ tan mÉu nh−ng ph¶i cã mét sè ®éng t¸c xö lý ho¸ häc tr−íc ®èi víi mÉu). 3. T¸ch c¸c cÊu tö c¶n trë khi tiÕn hµnh ph©n tÝch cÊu tö chÝnh. ë ®©y ph¶i dïng c¸c ph−¬ng ph¸p ho¸ häc, ho¸ lý vµ c¶ ph−¬ng ph¸p vËt lý khi cÇn. 4. TiÕn hµnh ph©n tÝch. 5. TÝnh kÕt qu¶ ph©n tÝch bao gåm ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ vµ ®é chÝnh x¸c cña kÕt qu¶ ph©n tÝch. §Ó chuÈn bÞ cho qu¸ tr×nh ph©n tÝch mÉu cÇn chuÈn bÞ mét sè néi dung sau ®©y: + ChuÈn bÞ c¸c dông cô trong ph©n tÝch thÓ tÝch víi ®é ®o l−êng chÝnh x¸c ®· ®−îc kiÓm tra: pipet, buret, b×nh ®Þnh møc, èng ®ong, b×nh eclen (b×nh chuÈn ®é). + Pha c¸c lo¹i dung dÞch. - Pha dung dÞch tõ chÊt r¾n (lµ chÊt gèc) ta chØ cÇn c©n mét l−îng chÝnh x¸c trªn c©n ph©n tÝch theo tÝnh to¸n råi pha trong b×nh ®Þnh møc cã dung tÝch nhÊt ®Þnh ta ®−îc dung dÞch cã nång ®é x¸c ®Þnh. - Pha dung dÞch tõ chÊt r¾n (kh«ng ph¶i lµ chÊt gèc) th× sau khi pha ®−îc dung dÞch theo nh− ®· tÝnh to¸n th× ph¶i dïng mét dung dÞch kh¸c cã nång ®é chuÈn (gäi lµ dung dÞch chuÈn) ®Ó x¸c ®Þnh l¹i nång ®é. - Pha dung dÞch tõ mét dung dÞch kh¸c ®· biÕt nång ®é chÝnh x¸c. - Pha dung dÞch tõ mÉu tiªu chuÈn (cã thÓ lµ chÊt r¾n hay dung dÞch). ChÊt gèc lµ nh÷ng chÊt r¾n tho¶ m∙n 4 ®iÒu kiÖn sau ®©y: - Tinh khiÕt vÒ mÆt ho¸ häc, kh«ng ®−îc lÉn t¹p chÊt. NÕu cã chØ tõ 0,05 ÷ 1%. - Ph¶i cã thµnh phÇn øng ®óng víi c«ng thøc. - BÒn ë mäi tr¹ng th¸i. - Ph¶i cã ®−¬ng l−îng gam ®ñ lín. 3
  6. NÕu mét chÊt thiÕu 1 trong 4 ®iÒu kiÖn trªn th× chÊt ®ã kh«ng ph¶i lµ chÊt gèc. + C¸c ph−¬ng ph¸p tiÕn hµnh chuÈn ®é b»ng ph−¬ng ph¸p thÓ tÝch. - Ph−¬ng ph¸p pipet: Dïng pipet ®Ó lÊy dung dÞch chuÈn hoÆc chÊt nghiªn cøu. - Ph−¬ng ph¸p chuÈn ®é l−îng c©n riªng: C©n chÝnh x¸c l−îng chÊt chuÈn trªn c©n ph©n tÝch råi pha vµo b×nh ®Þnh møc dung tÝch nhÊt ®Þnh. Sau ®ã dïng chÊt nghiªn cøu hoÆc chÊt chuÈn ®Ó chuÈn ®é nång ®é chÊt nghiªn cøu. III. Ph©n lo¹i c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch ®Þnh l−îng Dùa vµo b¶n chÊt mµ ng−êi ta chia ph©n tÝch ®Þnh l−îng ra lµm 2 lo¹i chÝnh: Ph−¬ng ph¸p ho¸ häc vµ ph−¬ng ph¸p vËt lý. III.1. Ph−¬ng ph¸p vËt lý C¸c ph−¬ng ph¸p vËt lý dùa trªn viÖc ®o mét sè tÝnh chÊt vËt lý nµo ®ã (®é hÊp thô ¸nh s¸ng, ®é dÉn ®iÖn, . . .) cña ®èi t−îng ph©n tÝch. TÝnh chÊt nµy lµ hµm cña khèi l−îng hoÆc nång ®é cÊu tö trong mÉu ph©n tÝch v× vËy tõ kÕt qu¶ ®o cã thÓ suy ra hµm l−îng cña cÊu tö cÇn x¸c ®Þnh. VÝ dô: C−êng ®é mµu cña dung dÞch KMnO4 tû lÖ thuËn víi nång ®é cña chÊt nµy. V× vËy ®o ®é hÊp thô ¸nh s¸ng cña dung dÞch ë 1 b−íc sãng x¸c ®Þnh ®Ó suy ra nång ®é ®−¬ng l−îng cña Mn cã trong dung dÞch. Tuy vËy th«ng th−êng ph¶i sö dông ph¶n øng ho¸ häc ®Ó chuyÓn cÊu tö ph©n tÝch thµnh d¹ng cã tÝnh chÊt vËt lý thÝch hîp . VÝ dô chuyÓn Mn2+ thµnh MnO4- råi ®o phæ hÊp thô sau ®ã míi suy ra nång ®é cña ion MnO4- vµ Mn2+. C¸c ph−¬ng ph¸p lo¹i nµy gäi lµ c¸c ph−¬ng ph¸p ho¸ lý. HÇu hÕt c¸c ph−¬ng ph¸p vËt lý vµ ho¸ lý ®ßi hái ph¶i dïng m¸y ®o v× vËy chóng cßn cã tªn chung lµ c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch c«ng cô. ¦u ®iÓm cña c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch c«ng cô lµ ®é nh¹y cao, tèc ®é ph©n tÝch nhanh, dïng phæ biÕn trong c¸c phÐp ph©n tÝch vÕt còng nh− trong ph©n tÝch hµng lo¹t ®Ó kiÓm tra s¶n xuÊt. III.2. Ph−¬ng ph¸p ho¸ häc Trong ph−¬ng ph¸p ho¸ häc dùa vµo d¹ng tån t¹i cña chÊt nghiªn cøu ng−êi ta l¹i chia ra 3 lo¹i: Ph©n tÝch khèi l−îng (chÊt r¾n), ph©n tÝch thÓ tÝch (chÊt láng) vµ ph©n tÝch khÝ (chÊt khÝ). 4
  7. Ph©n tÝch khèi l−îng: Ch¼ng h¹n ®Ó x¸c ®Þnh hµm l−îng cña cÊu tö M ta cho d− thuèc thö R vµo ®Ó M ph¶n øng víi R t¹o thµnh hîp chÊt MRn kÕt tña. Sau ®ã t¸ch MRn vµ dùa vµo khèi l−îng thu ®−îc cã thÓ tÝnh ®−îc hµm l−îng M trong mÉu ph©n tÝch. Ph©n tÝch thÓ tÝch: Còng cã thÓ cho mét l−îng chÝnh x¸c thuèc thö R ®ñ ®Ó t¸c dông hÕt víi M. Th«ng th−êng ng−êi ta ®o thÓ tÝch cña dung dÞch thuèc thö R cã nång ®é chÝnh x¸c ®· biÕt vµ tõ ®ã tÝnh ®−îc l−îng cÊu tö cÇn x¸c ®Þnh M. Ph©n tÝch khÝ: NÕu cho thuèc thö R vµo mµ s¶n phÈm ph¶n øng cã sinh ra chÊt khÝ th× cã thÓ t×m ®−îc l−îng cña nã b»ng c¸ch ®o thÓ tÝch khÝ ë mét nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt x¸c ®Þnh råi suy ra hµm l−îng cña cÊu tö M. Ngoµi ra trong ph©n tÝch thÓ tÝch dùa vµo b¶n chÊt cña ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra ng−êi ta l¹i chia ra thµnh c¸c ph−¬ng ph¸p trung hoµ, ph−¬ng ph¸p oxiho¸ - khö, ph−¬ng ph¸p kÕt tña vµ ph−¬ng ph¸p t¹o phøc. Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch khèi l−îng vµ ph©n tÝch thÓ tÝch ®−îc dïng ®Çu tiªn trong ph©n tÝch ®Þnh l−îng nªn ng−êi ta cßn gäi 2 ph−¬ng ph¸p nµy lµ ph−¬ng ph¸p kinh ®iÓn. Ngoµi ra cßn cã ph−¬ng ph¸p vi sinh ®Ó ®Þnh l−îng vÕt c¸c chÊt dùa trªn hiÖu øng cña chóng víi tèc ®é ph¸t triÓn cña c¸c vi sinh vËt. IV. Ph¹m vi ¸p dông Tuú theo kÝch th−íc mÉu vµ hµm l−îng cÊu tö cÇn ph©n tÝch mµ ta sö dông c¸c ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch t−¬ng øng. Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch thÓ tÝch ®ßi hái x¸c ®Þnh chÝnh x¸c ®iÓm kÕt thóc chuÈn ®é (®iÓm gÇn víi ®iÓm t−¬ng ®−¬ng) v× vËy nÕu hµm l−îng cña cÊu tö cÇn x¸c ®Þnh nhá lµm cho viÖc x¸c ®Þnh ®iÓm t−¬ng ®−¬ng khã kh¨n th× ng−êi ta còng Ýt sö dông ph−¬ng ph¸p nµy. V. C¸ch biÓu diÔn kÕt qu¶ ph©n tÝch ®Þnh l−îng vμ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ V.1. BiÓu diÔn ho¸ häc Ng−êi ta th−êng biÓu diÔn cÊu tö cÇn ph©n tÝch d−íi d¹ng tån t¹i cña nã trong chÊt ph©n tÝch. VÝ dô nit¬ ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng NO3-, NO2-, NH3, NH4+. . . C¸c muèi ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng c¸c ion. 5
  8. §èi víi c¸c cÊu tö ch−a biÕt chÝnh x¸c thµnh phÇn hoÆc kh«ng cÇn x¸c ®Þnh trùc tiÕp thµnh phÇn th× th−êng biÓu diÔn c¸c cÊu tö d−íi d¹ng c¸c nguyªn tè hoÆc d−íi d¹ng c¸c oxit. Th«ng th−êng môc ®Ých ph©n tÝch quyÕt ®Þnh c¸ch biÓu diÔn cÊu tö ph©n tÝch. VÝ dô: S¾t trong quÆng ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng Fe. Canxi trong ®¸ v«i ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng CaO nÕu dïng ®¸ v«i ®Ó s¶n xuÊt v«i. V.2. BiÓu diÔn sè häc Hµm l−îng cña cÊu tö cã trong mÉu ph©n tÝch th−êng ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng q K (1.1) Q ë ®©y q lµ l−îng cÊu tö cã trong mÉu. Q lµ l−îng mÉu cßn K lµ thõa sè tÝnh. NÕu q, Q cïng ®¬n vÞ khèi l−îng vµ K = 100 th× hµm l−îng cÊu tö ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng hµm l−îng % khèi l−îng cña cÊu tö cã trong mÉu. NÕu q, Q cïng ®¬n vÞ khèi l−îng vµ K = 1.000.000 th× hµm l−îng cÊu tö ®−îc biÓu diÔn thµnh phÇn triÖu (ppm) khèi l−îng cña cÊu tö cã trong mÉu. §èi víi c¸c chÊt r¾n th−êng biÓu diÔn % khèi l−îng hoÆc phÇn triÖu (ppm) nÕu khèi l−îng cÊu tö trong mÉu qu¸ bÐ. §èi víi c¸c chÊt láng th× cã thÓ biÓu diÔn d−íi d¹ng: + % khèi l−îng PWW biÓu diÔn phÇn khèi l−îng cÊu tö trong 100 phÇn khèi l−îng mÉu. + % thÓ tÝch PVV biÓu diÔn sè phÇn thÓ tÝch cÊu tö trong 100 phÇn thÓ tÝch mÉu (ë nhiÖt ®é x¸c ®Þnh). + % khèi l−îng - thÓ tÝch PWV biÓu diÔn phÇn khèi l−îng cÊu tö trong 100 phÇn thÓ tÝch mÉu, th−êng dïng khi cÇn biÓu diÔn nång ®é % cña chÊt r¾n hoÆc chÊt láng nguyªn chÊt trong mét chÊt láng kh¸c ë mét nhiÖt ®é x¸c ®Þnh. + % thÓ tÝch - khèi l−îng PVW biÓu diÔn phÇn thÓ tÝch cÊu tö trong 100 phÇn khèi l−îng mÉu, th−êng dïng ®Ó biÓu diÔn nång ®é % theo thÓ tÝch chÊt láng hoÆc khÝ trong mét khèi l−îng chÊt láng kh¸c. C¸c hÖ thøc liªn hÖ: 6
  9. W W PV PW = (dl lµ tû khèi mÉu láng). (1.2) dl V W PW PW = (dc lµ tû khèi cÊu tö láng). (1.3) dC V W PV .d C PW = (1.4) dl Trong tr−êng hîp khi l−îng cÊu tö trong chÊt ph©n tÝch qu¸ bÐ th× ng−êi ta th−êng biÓu diÔn theo phÇn triÖu (ppm). §èi víi c¸c dung dÞch rÊt lo·ng th× dl ≈ 1 nªn PW = PV . W W VÝ dô: Trong 1 lÝt n−íc tù nhiªn cã 0,002 gam ch× th× ta nãi cã 2 ppm Pb2+. NghÜa lµ cã 2 phÇn khèi l−îng ch× trong 1.000.000 phÇn thÓ tÝch n−íc. §èi víi c¸c chÊt khÝ th× th−êng biÓu diÔn theo sè % thÓ tÝch PVV . VÝ dô: Khi cho 1,150 lÝt kh«ng khÝ kh« (ë 00 C vµ 760 mm Hg) ®i chËm qua mét dung dÞch NaOH ®Æc th× l−îng khÝ CO2 bÞ NaOH gi÷ l¹i lµ 1,3 mg. Tinh PVV CO2 trong kh«ng khÝ. Gi¶i: 1,3 1,3 Sè mol CO2 = 3 → ThÓ tÝch CO2 cã trong kh«ng khÝ lµ .22,4 44.10 44.10 3 V 1,3.22,4.100 PV = =0,058% 44.103 .1,150 V.3. BiÓu diÔn nång ®é trong ph©n tÝch ®Þnh l−îng Trong ph©n tÝch ®Þnh l−îng ng−êi ta th−êng dïng c¸c lo¹i nång ®é sau: V.3.1. Nång ®é phÇn tr¨m (%) Nång ®é phÇn tr¨m lµ khèi l−îng chÊt tan trong 100 gam dung dÞch (PwW) hoÆc khèi l−îng chÊt tan trong 100 ml dung dÞch (PwV). m chattan C%= .100(%) (1.5) m dungdich V.3.2. Nång ®é mol/ lit (M) Nång ®é mol / lÝt (CM) lµ sè mol chÊt tan trong 1000 ml hay 1 lÝt dung dÞch (hoÆc sè milimol trong 1 ml dung dÞch). 7
  10. n CM = (1.6) V víi n lµ sè mol chÊt tan. V lµ sè lÝt dung dÞch. §Ó ký hiÖu nång ®é mol ng−êi ta dïng ch÷ M . VÝ dô dung dÞch NaOH 0,25 M cã nghÜa lµ trong 1 lÝt dung dÞch cã 0,25 mol NaOH. CÇn ph©n biÖt khèi l−îng mol còng ký hiÖu lµ M . VÝ dô MNaOH = 40 gam. Nång ®é phÇn tr¨m lµ nång ®é gÇn ®óng cßn nång ®é mol lµ nång ®é chÝnh x¸c. V.3.3. Nång ®é ®−¬ng l−îng (N) Lµ sè ®−¬ng l−îng gam chÊt tan cã trong 1 lÝt dung dÞch. ∋ CN = (1.7) V víi ∋ lµ sè ®−¬ng l−îng gam chÊt tan. V lµ sè lÝt dung dÞch. VÝ dô: dung dÞch NaOH 0,1 N nghÜa lµ 1 lÝt dung dÞch NaOH cã 0,1 ®−¬ng l−îng gam NaOH. Chó ý: §−¬ng l−îng gam cña mét chÊt kh«ng ph¶i lµ mét h»ng sè. §−¬ng l−îng gam cña mét chÊt phô thuéc vµo ph−¬ng tr×nh ph¶n øng mµ chÊt ®ã tham gia. MA §−¬ng l−îng gam cña chÊt A = (1.8) n Trong ph¶n øng trao ®æi th× n lµ tæng ®iÖn tÝch cña cation hay tæng ®iÖn tÝch cña anion trong 1 mol chÊt A. Trong ph¶n øng axit – baz¬ th× n lµ sè mol H+ mµ 1 mol chÊt A ®· trao ®æi. Trong ph¶n øng oxiho¸ - khö th× n lµ sè mol electron mµ 1 mol chÊt A ®· trao ®æi. VÝ dô 1: §Ó tr¶ lêi c©u hái ®−¬ng l−îng gam cña H2SO4 b»ng bao nhiªu? Ta sÏ xÐt xem H2SO4 tham gia ph¶n nµo. Víi ph¶n øng H2SO4 + NaOH → NaHSO4 + H2O 8
  11. M H2SO4 + §−¬ng l−îng gam cña H2SO4 = = 98(gam); §−¬ng l−îng gam 1 M NaOH cña NaOH = = 40(gam). V× 1 mol NaOH vµ 1 mol H2SO4 trao ®æi ®óng 1 1 mol ion H+. Víi ph¶n øng H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O M H2SO4 + §−¬ng l−îng gam cña H2SO4 = = 49 (gam); §−¬ng l−îng gam 2 M NaOH cña NaOH = = 40(gam). V× 1 mol NaOH trao ®æi 1 mol H+ vµ 1 mol 1 H2SO4 trao ®æi 2 mol ion H+. Víi ph¶n øng 2H2SO4 + Cu → CuSO4 + SO2 + 2 H2O M H2SO4 + §−¬ng l−îng gam cña H2SO4 = = 49 (gam); §−¬ng l−îng gam 2 M Cu cña Cu = = 32 (gam). 2 Víi ph¶n øng 4H2SO4 + 3Zn → 3ZnSO4 + S + 4H2O M H2SO4 + §−¬ng l−îng gam cña H2SO4 = = 16,33 (gam); §−¬ng l−îng 6 M Zn gam cña Zn = = 32,5 (gam). 2 Víi ph¶n øng 5H2SO4 + 4Mg → 4MgSO4 + H2S + 4H2O M H2SO4 + §−¬ng l−îng gam cña H2SO4 = = 12,25 (gam); §−¬ng l−îng 8 M Mg gam cña Mg = = 12 (gam). 2 Quy t¾c ®−¬ng l−îng. Trong mét ph¶n øng ho¸ häc sè ®−¬ng l−îng gam cña c¸c chÊt tham gia ph¶n øng b»ng nhau. Khèi l−îng ®−¬ng l−îng lµ khèi l−îng cña 1 ®−¬ng l−îng gam chÊt ®ã. V.4. §é chuÈn cña mét chÊt (TA) §é chuÈn cña mét chÊt lµ sè gam chÊt ®ã cã trong 1 ml dung dÞch. TA .103 C N(A) . ∋ A C N(A) = → TA = (1.9) ∋A 103 9
  12. VÝ dô: §é chuÈn cña HCl lµ THCl = 0,00365 cã nghÜa lµ cø 1 ml dung dÞch HCl chøa 0,00365 gam HCl. V.5. §é chuÈn cña mét chÊt theo chÊt kh¸c (TA/B) §é chuÈn cña mét chÊt A theo chÊt B lµ sè gam cña chÊt B ph¶n øng võa ®ñ víi 1 ml dung dÞch chÊt A. VÝ dô THCl/CaO = 0,0056 cã nghÜa lµ 1 ml dung dÞch HCl ph¶n øng hÕt víi 0,0056 gam CaO. TA/B .103 C N(A) = (1.10) ∋B VI. c¸c lo¹i sai sè vμ c¸ch ®¸nh gi¸, xö lý sè liÖu VI.1. Ph©n lo¹i c¸c phÐp ®o VI.1.1. PhÐp ®o trùc tiÕp PhÐp ®o trùc tiÕp lµ phÐp so s¸nh vËt ®o víi vËt chuÈn. Trong thùc hµnh khoa häc thùc nghiÖm nãi chung vµ ho¸ häc nãi riªng cÇn sö dông c¸c phÐp ®o trùc tiÕp ®Ó x¸c ®Þnh mét ®¹i l−îng nµo ®ã. VÝ dô: PhÐp c©n lµ phÐp so s¸nh khèi l−îng vËt cÇn ®o khèi l−îng víi khèi l−îng cña qu¶ c©n (khèi l−îng chuÈn). PhÐp ®o thÓ tÝch lµ phÐp so s¸nh thÓ tÝch cña dung dÞch víi thÓ tÝch cña dông cô ®o thÓ tÝch (pipet, buret, b×nh ®Þnh møc - thÓ tÝch chuÈn). §èi víi c¸c ®¹i l−îng ®o trùc tiÕp ta ph¶i lÊy sè c¸c sè cã nghÜa sao cho chØ con sè cuèi cïng lµ gÇn ®óng, cßn l¹i c¸c con sè tr−íc ®ã lµ chÝnh x¸c. VÝ dô: NÕu c©n vËt c©n 1(g) trªn c©n kü thuËt cã ®é chÝnh x¸c lµ ± 0,01(g) th× sè liÖu ®−îc biÓu diÔn lµ 1,00(g), nÕu c©n trªn c©n ph©n tÝch cã ®é chÝnh x¸c 10-3(g) th× sè liÖu ®−îc biÓu diÔn lµ 1,000(g) vµ nÕu c©n trªn c©n ph©n tÝch cã ®é chÝnh x¸c 10-4(g) th× sè liÖu ®−îc biÓu diÔn lµ 1,0000(g). VI.1.2. PhÐp ®o gi¸n tiÕp Trong thùc tÕ nãi chung vµ ho¸ häc nãi riªng, chóng ta th−êng sö dông kÕt qu¶ ®o trùc tiÕp ®Ó x¸c ®Þnh mét ®¹i l−îng nµo ®ã th«ng qua mét c«ng thøc liªn hÖ nhÊt ®Þnh. Trong tr−êng hîp nµy ®¹i l−îng cÇn x¸c ®Þnh thuéc ph¹m vi c¸c phÐp ®o gi¸n tiÕp vµ phÐp ®o ®ã ®−îc gäi lµ phÐp ®o gi¸n tiÕp. 10
  13. VÝ dô: Nh− phÇn 1.1.1 th× phÐp c©n, ®o thÓ tÝch lµ phÐp ®o trùc tiÕp. NÕu sö dông sè liÖu c©n (m), sè liÖu ®o thÓ tÝch (V) ®Ó x¸c ®Þnh nång %; nång ®é mol theo c«ng thøc (1.11) hoÆc c«ng thøc (1.12) th× phÐp ®o khèi l−îng vµ phÐp ®o thÓ tÝch l¹i lµ phÐp ®o gi¸n tiÕp ®Ó x¸c ®Þnh nång ®é %; nång ®é mol theo c¸c c«ng thøc (1.11) vµ (1.12): m C% = .100% (1.11) V.1000.d m hay CM = (1.12) M.V Trong ®ã: C% lµ nång ®é phÇn tr¨m cña dung dÞch. m lµ khèi l−îng chÊt tan. M lµ khèi l−îng mol cña chÊt tan. V lµ thÓ tÝch dung dÞch (lÝt) d lµ khèi l−îng riªng cña dung dÞch. Nh− vËy mét phÐp ®o cã thÓ lµ phÐp ®o trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp tuú thuéc vµo viÖc sö dông kÕt qu¶ ®ã mét c¸ch trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp. VI.1.3. PhÐp ®o tËp hîp §Ó x¸c ®Þnh mét ®¹i l−îng nµo ®ã ta th−êng tiÕn hµnh ®o nhiÒu lÇn, qua nhiÒu giai ®o¹n vµ thu ®−îc rÊt nhiÒu gi¸ trÞ thùc nghiÖm. TËp hîp tÊt c¶ c¸c gi¸ trÞ cña c¸c phÐp ®o míi cã thÓ x¸c ®Þnh ®−îc mét ®¹i l−îng nµo ®ã. Trong tr−êng hîp nµy, ®¹i l−îng ®ã ®−îc x¸c ®Þnh tõ mét phÐp ®o tËp hîp. VÝ dô: §Ó x¸c ®Þnh hµm l−îng s¾t trong mét mÉu quÆng ta ph¶i c©n khèi l−îng quÆng (phÐp ®o 1), hoµ tan quÆng thµnh mét thÓ tÝch dung dÞch nhÊt ®Þnh (phÐp ®o 2), chuÈn ®é x¸c ®Þnh nång ®é ion s¾t trong dung dÞch ®ã (phÐp ®o 3); hoÆc cã thÓ hoµ tan quÆng råi cho kÕt tña hydroxit, nung chuyÓn vÒ d¹ng oxit råi c©n x¸c ®Þnh khèi l−îng oxit s¾t. Khi ®ã hµm l−îng s¾t trong mÉu quÆng ®−îc x¸c ®Þnh tõ mét phÐp ®o tËp hîp. VI.2. Sai sè hÖ thèng vµ sai sè ngÉu nhiªn C¸c sè liÖu thùc nghiÖm thu ®−îc lu«n m¾c sai sè ngÉu nhiªn vµ cã m¾c sai sè hÖ thèng hay kh«ng ta ph¶i dùa vµo to¸n häc thèng kª ®Ó kiÓm tra ®¸nh gi¸. §Ó ®¸nh gi¸ ®−îc sai sè ngÉu nhiªn vµ sai sè hÖ thèng ph¶i hiÓu vµ n¾m v÷ng c¸c kh¸i niÖm sau. 11
  14. VI.2.1. §é lÆp l¹i (®é chÝnh x¸c) §é lÆp l¹i ph¶n ¸nh sù phï hîp gi÷a c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc trong c¸c lÇn thÝ nghiÖm lÆp l¹i ë trong cïng mét ®iÒu kiÖn thùc nghiÖm quy ®Þnh cña phÐp ®o. KÕt qu¶ ®o cã thÓ cã ®é lÆp l¹i cao (chÝnh x¸c) nh−ng kh«ng ®óng hoÆc ng−îc l¹i. §é lÆp l¹i ph¶n ¸nh qua ph−¬ng sai cña phÐp ®o. V× ph−¬ng sai biÓu diÔn ®é sai kh¸c gi÷a c¸c gi¸ trÞ trong tËp sè liÖu kÕt qu¶ thùc nghiÖm so víi gi¸ trÞ trung b×nh. Ph−¬ng sai cµng nhá th× ®é lÆp l¹i cµng lín vµ ng−îc l¹i. Nguyªn nh©n dÉn ®Õn ®é lÆp l¹i kÐm cã thÓ lµ: + Chän mÉu kh«ng ®Æc tr−ng vÒ sè l−îng vµ chÊt l−îng. + Tay nghÒ ng−êi lµm ph©n tÝch kÐm. Thùc ra gi¸ trÞ trung b×nh céng X còng ph¶n ¸nh phÇn nµo ®é lÆp l¹i vµ ng−îc l¹i gi¸ trÞ ph−¬ng sai S2 còng ph¶n ¸nh phÇn nµo ®é ®óng, tuy nhiªn mçi ®¹i l−îng cã mét tÝnh tréi riªng. X cã tÝnh tréi ph¶n ¸nh ®é ®óng, S2 cã tÝnh tréi ph¶n ¸nh ®é lÆp l¹i. VI.2.2. §é ®óng §é ®óng ph¶n ¸nh sù phï hîp gi÷a kÕt qu¶ thùc nghiÖm thu ®−îc víi gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng ®o. §é ®óng ®−îc ph¶n ¸nh th«ng qua gi¸ trÞ trung b×nh céng. V× trung b×nh céng biÓu diÔn ®é tËp trung cña c¸c gi¸ trÞ thùc nghiÖm nªn ®é ®óng cña tËp sè liÖu kÕt qu¶ thùc nghiÖm ®−îc ®¸nh gi¸ th«ng qua gi¸ trÞ trung b×nh céng. Gi¸ trÞ trung b×nh céng mµ sai kh¸c víi gi¸ trÞ thËt cµng nhá th× ®é ®óng cña kÕt qu¶ thùc nghiÖm cµng lín vµ ng−îc l¹i. Nguyªn nh©n dÉn ®Õn ®é ®óng kÐm cã thÓ lµ: + Chän mÉu kh«ng ®óng vÒ sè l−îng vµ chÊt l−îng. + Gi¶i ph¸p ®o sè liÖu kh«ng chÝnh x¸c. KÕt qu¶ ®o cã thÓ cã ®é ®óng cao nh−ng ®é lÆp l¹i thÊp hoÆc ng−îc l¹i. KÕt qu¶ thùc nghiÖm thu ®−îc tèt nhÊt khi võa cã ®é lÆp l¹i cao vµ võa cã ®é ®óng cao. VÝ dô: X¸c ®Þnh nång ®é dung dÞch HCl 0,1M chuÈn. 3 sinh viªn A, B, C tiÕn hµnh 5 lÇn thÝ nghiÖm thu ®−îc kÕt qu¶ nh− sau: 12
  15. Sinh viªn LÇn 1 LÇn 2 LÇn 3 LÇn 4 LÇn 5 A 0,1002 0,0998 0,1005 0,0991 0,1001 B 0,1014 0,1017 0,1016 0,1015 0,1016 C 0,1002 0,0999 0,1001 0,0998 0,1000 KÕt qu¶ cho thÊy ®é ®óng cña sinh viªn A cao h¬n cña sinh viªn B; ®é lÆp l¹i cña sinh viªn B cao h¬n sinh viªn A. Sinh viªn C võa cã ®é lÆp l¹i cao vµ võa cã ®é ®óng cao. VI.2.3. Sai sè ph©n tÝch Trong thùc nghiÖm, viÖc ®¸nh gi¸ c¸c kÕt qu¶ thu ®−îc lµ hÕt søc quan träng, nã cho biÕt kÕt qu¶ thu ®−îc cã ®é ®óng vµ chÝnh x¸c tíi møc nµo. Khi x¸c ®Þnh mét ®¹i l−îng nµo ®ã, chóng ta kh«ng bao giê nhËn ®−îc gi¸ trÞ thùc cña nã, chóng ta chØ cè g¾ng thùc hiÖn qu¸ tr×nh ®ã sao cho kÕt qu¶ thu ®−îc cã thÓ chÊp nhËn ®−îc – tøc lµ sai sè cña qu¸ tr×nh x¸c ®Þnh ®¹i l−îng ®ã nhá nhÊt mµ th«i. Theo c¸ch biÓu diÔn sai sè th× cã 4 lo¹i sai sè lµ : VI.2.3.1. Sai sè tuyÖt ®èi Sai sè tuyÖt ®èi ®−îc tÝnh theo c«ng thøc (1.13): εX = xi - X ≡ xi - μ (1.13) Trong ®ã: εX lµ sai sè tuyÖt ®èi cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. xi lµ gi¸ trÞ thø i cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X ( i = 1 ÷ n). X lµ gi¸ trÞ trung b×nh céng cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. μ lµ gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. Sai sè tuyÖt ®èi lµ sù sai kh¸c cña mét gi¸ trÞ nghiªn cøu nµo ®ã víi gi¸ trÞ trung b×nh (hoÆc gi¸ trÞ thËt). Sai sè nµy cã thÓ ©m hoÆc d−¬ng vµ cã thø nguyªn cña X hay μ. Sai sè tuyÖt ®èi kh«ng nãi lªn ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o. VÝ dô 1: X¸c ®Þnh hµm l−îng s¾t trong mÉu ph©n tÝch, lµm nhiÒu thÝ nghiÖm thu thu ®−îc X = 11% nh−ng gi¸ trÞ thùc μ. = 10%. Khi ®ã sai sè tuyÖt ®èi lµ +1%. 13
  16. VÝ dô 2: X¸c ®Þnh hµm l−îng s¾t trong mÉu ph©n tÝch, lµm nhiÒu thÝ nghiÖm thu thu ®−îc X = 2% nh−ng gi¸ trÞ thùc μ. = 1%. Khi ®ã sai sè tuyÖt ®èi lµ +1%. Trong 2 vÝ dô trªn th× cïng cã sai sè tuyÖt ®èi lµ 1% nh−ng ®é chÝnh x¸c cña 2 phÐp ®o lµ kh«ng nh− nhau. §Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o ng−êi ta sö dông sai sè t−¬ng ®èi. VI.2.3.2. Sai sè t−¬ng ®èi Sai sè t−¬ng ®èi tÝnh theo c«ng thøc (1.4): xi − X x −μ x −μ ε = .100 = i .100 = i .100 X X μ (1.4) Trong ®ã: ε lµ sai sè t−¬ng ®èi cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. xi lµ gi¸ trÞ thø i cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X ( i = 1 ÷ n). X lµ gi¸ trÞ trung b×nh céng cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. μ lµ gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. Sai sè t−¬ng ®èi lµ tû sè cña sai sè tuyÖt ®èi víi gi¸ trÞ trung b×nh hay gi¸ trÞ thùc. Sai sè nµy kh«ng cã thø nguyªn cho nªn ®−îc dïng ®Ó so s¸nh sai sè t−¬ng ®èi cña c¸c ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu cho kÕt qu¶ kh«ng cïng thø nguyªn. Sai sè nµy cã thÓ ©m hoÆc d−¬ng. Sai sè t−¬ng ®èi cho biÕt ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o. VÝ dô 1: X¸c ®Þnh hµm l−îng s¾t trong mÉu ph©n tÝch, lµm nhiÒu thÝ nghiÖm thu ®−îc X = 11% nh−ng gi¸ trÞ thùc μ. = 10%. Khi ®ã sai sè t−¬ng ®èi lµ +10%. VÝ dô 2: X¸c ®Þnh hµm l−îng s¾t trong mÉu ph©n tÝch, c¸c thÝ nghiÖm thu ®−îc X = 2% nh−ng gi¸ trÞ thùc μ. = 1%. Khi ®ã sai sè t−¬ng ®èi lµ +100%. Nh− vËy viÖc x¸c ®Þnh hµm l−îng s¾t ë vÝ dô 2 m¾c sai sè gÊp 10 lÇn so víi ë vÝ dô 1 mÆc dï chóng ®Òu cã sai sè tuyÖt ®èi lµ 1%. VI.2.3.3. Sai sè hÖ thèng Sai sè hÖ thèng tÝnh theo c«ng thøc (1.15): 14
  17. ΔX = X - μ ≠ 0 (1.15) Trong ®ã: ΔX lµ sai sè hÖ thèng cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. X lµ gi¸ trÞ trung b×nh céng cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. μ lµ gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. NÕu hiÖu sè nµy lµ ®¸ng tin cËy (tøc lµ kh¸c kh«ng lµ ®¸ng tin cËy) th× nghiªn cøu ®· m¾c sai sè hÖ thèng. Khi ®ã c¸c gi¸ trÞ xi tËp trung vÒ mét phÝa cña gi¸ trÞ thùc μ trªn trôc sè. Sai sè hÖ thèng cã thÓ t×m ®−îc nguyªn nh©n g©y ra ®Ó lo¹i bá. Sai sè hÖ thèng lµ sai sè do lùa chän ph−¬ng ph¸p kh«ng chÝnh x¸c, dông cô ®o l−êng kh«ng ®óng hoÆc kh«ng thèng nhÊt gi÷a nh÷ng ng−êi thùc hiÖn vÒ c¸ch x¸c ®Þnh mét ®¹i l−îng nµo ®ã. Do ho¸ chÊt kh«ng tinh khiÕt. Do nång ®é dung dÞch chuÈn sai. Do ng−êi ph©n tÝch thiÕu kinh nghiÖm. . . Do vËy kÕt qu¶ x¸c ®Þnh lu«n lín h¬n hoÆc nhá h¬n gi¸ trÞ thùc. Sai sè hÖ thèng lµm cho kÕt qu¶ cña phÐp ®o kh«ng ®óng. VÒ nguyªn t¾c th× nguyªn nh©n cña sai sè hÖ thèng cã thÓ x¸c ®Þnh vµ cã thÓ lo¹i bá ®−îc. Mçi lo¹i sai sè hÖ thèng lµm cho kÕt qu¶ ®o dÞch chuyÓn vÒ mét chiÒu nhÊt ®Þnh (t¨ng hoÆc gi¶m so víi gi¸ trÞ thùc). Sai sè hÖ thèng cã thÓ kh«ng ®æi, còng cã thÓ thay ®æi theo ®iÒu kiÖn. VÝ dô 1: Dïng pipet cã dung tÝch sai ®Ó ®o thÓ tÝch dung dÞch th× c¸c lÇn ®o sÏ m¾c sai sè vµ sai sè nµy kh«ng ®æi theo thêi gian. Khi dïng qu¶ c©n cã khèi l−îng sai ®Ó c©n mÉu th× kÕt qu¶ c©n còng sÏ m¾c sai sè vµ sai sè nµy còng kh«ng ®æi. Khi ®ã phÐp ®o thÓ tÝch vµ phÐp c©n ®ã ®· m¾c sai sè hÖ thèng. Trong tr−êng hîp nµy c¸c sè liÖu thu ®−îc th−êng lÖch h¼n vÒ mét phÝa so víi gi¸ trÞ thùc (c¸c gi¸ trÞ x1, x2, x3, x4 x5 hoÆc c¸c gi¸ trÞ x’1, x’2, x’3, x’4, x’5 trong h×nh vÏ). Khi ®ã sai sè hÖ thèng cã thÓ dÔ dµng x¸c ®Þnh nÕu biÕt gi¸ trÞ thùc cña phÐp ®o vµ cã thÓ lo¹i bá b»ng c¸ch t¨ng sè lÇn thùc nghiÖm hoÆc thay ®æi ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh (thay ®æi pipet hoÆc thay ®æi qu¶ c©n kh¸c). +∞ x1 x2 x3 x4 x5 μ x’1 x’2 x’3 x’4 x’5 VÝ dô 2: C©n CaCl2 trªn c©n ph©n tÝch mét c¸ch chÝnh x¸c nh−ng kh«ng ®Ëy n¾p th× kÕt qu¶ c©n liªn tôc t¨ng theo thêi gian (do CaCl2 hót Èm), khi ®ã phÐp c©n còng m¾c sai sè hÖ thèng. Trong tr−êng hîp nµy c¸c sè liÖu thu ®−îc lÖch vÒ c¶ hai phÝa so víi gi¸ trÞ thùc vµ nÕu biÕt gi¸ trÞ thùc cña phÐp ®o ta còng rÊt khã x¸c ®Þnh 15
  18. phÐp ®o cã m¾c sai sè hÖ thèng hay kh«ng. Trong nh÷ng tr−êng hîp ®ã ta ph¶i dïng to¸n häc thèng kª ®Ó kiÓm tra. +∞ x1 x2 x3 μ x4 x5 Sai sè hÖ thèng ph¶n ¸nh sù sai lÖch gi÷a gi¸ trÞ trung b×nh víi gi¸ trÞ thùc nªn sai sè hÖ thèng nãi lªn ®é ®óng cña phÐp ph©n tÝch (phÐp ®o). VI.2.3.4. Sai sè ngÉn nhiªn Sai sè ngÉu nhiªn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc (1.6): ΔX = X - μ ≈ 0 (1.16) Trong ®ã: ΔX lµ sai sè ngÉu nhiªn cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. X lµ gi¸ trÞ trung b×nh céng cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. μ lµ gi¸ trÞ thùc cña ®¹i l−îng ngÉu nhiªn X. Nghiªn cøu m¾c sai sè ngÉu nhiªn khi hiÖu sè gi÷a gi¸ trÞ trung b×nh céng X víi gi¸ trÞ thùc μ gÇn b»ng kh«ng lµ ®¸ng tin cËy. Khi ®ã c¸c gi¸ trÞ xi ph©n bè ®Òu ë hai phÝa cña gi¸ trÞ thùc μ trªn trôc sè. Sai sè ngÉu nhiªn bao giê còng m¾c ph¶i vµ chØ cã thÓ t×m c¸c gi¶i ph¸p ®Ó gi¶m sai sè ngÉu nhiªn chø kh«ng thÓ lo¹i bá. Sai sè ngÉu nhiªn ¶nh h−ëng ®Õn ®é lÆp l¹i cña c¸c kÕt qu¶ ®o vµ lµm gi¶m ®é chÝnh x¸c cña phÐp ®o. Sai sè ngÉu nhiªn lµ sai sè sinh ra do mét sè lín c¸c nguyªn nh©n mµ t¸c ®éng cña nã nhá tíi møc kh«ng thÓ t¸ch riªng vµ tÝnh riªng biÖt cho tõng nguyªn nh©n ®−îc. Sai sè ngÉu nhiªn do nh÷ng nguyªn nh©n kh«ng x¸c ®Þnh tr−íc vµ lµm cho kÕt qu¶ ®o dao ®éng theo c¸c chiÒu h−íng kh¸c nhau (lóc t¨ng, lóc gi¶m). Nguyªn nh©n g©y ra sai sè ngÉu nhiªn cã nhiÒu nh−: sù thay ®æi vÒ nhiÖt ®é, kh«ng gian bÞ nhiÔm bÈn, c©n ®o bÞ sai, kü thuËt thao t¸c thÝ nghiÖm thiÕu cÈn thËn lµm r¬i v·i, röa kÕt tña kh«ng s¹ch, . . . Sai sè ngÉu nhiªn lu«n lu«n xuÊt hiÖn cho dï phÐp ®o ®−îc thùc hiÖn hÕt søc cÈn thËn vµ ®iÒu kiÖn thùc nghiÖm ®−îc gi÷ cè ®Þnh mét c¸ch nghiªm ngÆt. Do ®Æc tÝnh cña nã nh− vËy mµ viÖc xö lý vµ ®¸nh gi¸ sai sè ngÉu nhiªn cña mäi phÐp ®o lµ rÊt quan träng. Nã cho phÐp x¸c ®Þnh gi¸ trÞ cña phÐp ®o, ®¸nh gi¸ 16
  19. chÊt l−îng lµm viÖc cña ng−êi thùc hiÖn phÐp ®o, cña m¸y ®o, ®¸nh gi¸ so s¸nh kÕt qu¶ ®o ë c¸c phßng thÝ nghiÖm kh¸c nhau. . . Do ®ã mµ sai sè ngÉu nhiªn ph¶i ®−îc xö lý b»ng to¸n häc thèng kª. Sai sè ngÉu nhiªn ph¶n ¸nh sù sai lÖch gi÷a tõng gi¸ trÞ cô thÓ víi gi¸ trÞ trung b×nh nªn sai sè nµy nãi lªn ®é lÆp l¹i cña phÐp ®o. VI.2.4. §é nh¹y, giíi h¹n ph¸t hiÖn vµ giíi h¹n ®Þnh l−îng C¸c kh¸i niÖm ®é nh¹y, giíi h¹n ph¸t hiÖn vµ giíi h¹n ®Þnh l−îng rÊt quan träng khi lùa chän mét ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch. VI.2.4.1. §é nh¹y §é nh¹y lµ ®¹i l−îng dïng ®Ó m« t¶ sù thay ®æi nhá nhÊt cña nång ®é chÊt ph©n tÝch mµ g©y ra sù thay ®æi tÝn hiÖu ph©n tÝch. VÝ dô trong ph©n tÝch khèi l−îng víi c©n ph©n tÝch cã ®é chÝnh x¸c 10-4(g) th× ®é nh¹y lµ nång ®é chÊt ph©n tÝch ®Ó g©y ra sù thay ®æi khèi l−îng lµ 10-4(g). Trong ph©n tÝch so mµu (cu vÐt dµy 1 cm), ®é nh¹y ®−îc ®Þnh nghÜa lµ nång ®é mol g©y ra sù thay ®æi ®é hÊp thô quang A lµ 0,001. Trong ph©n tÝch quang phæ hÊp thô nguyªn tö ngän löa, ®é nh¹y ®−îc ®Þnh nghÜa lµ nång ®é g©y ra sù thay ®æi ®é truyÒn qua 1% t−¬ng ®−¬ng víi ®é hÊp thô quang lµ 0,0044. VI.2.4.2. Giíi h¹n ph¸t hiÖn (Limit Of Detection - LOD) Giíi h¹n ph¸t hiÖn ®−îc xem lµ nång ®é thÊp nhÊt cña chÊt ph©n tÝch mµ hÖ thèng ph©n tÝch cßn cho tÝn hiÖu ph©n tÝch cã nghÜa víi tÝn hiÖu mÉu tr¾ng hay tÝn hiÖu nÒn.Tr−íc ®©y giíi h¹n ph¸t hiÖn liªn quan ®Õn tû sè gi÷a tÝn hiÖu vµ nhiÔu vµ ®−îc ®Þnh nghÜa nh− sau: Giíi h¹n ph¸t hiÖn b»ng 5 lÇn tû sè gi÷a tÝn hiÖu vµ nhiÔu. B©y giê ®Þnh nghÜa giíi h¹n ph¸t hiÖn liªn quan ®Õn ®é lÖch chuÈn cña mÉu tr¾ng (Sbl). Giíi h¹n ph¸t hiÖn ®−îc tÝnh theo ph−¬ng tr×nh håi quy ë c«ng thøc (1.17) hay (c«ng thøc 3σ): 3.Sy 3.σ y LOD = = (1.17) B B Trong ®ã: LOD lµ giíi h¹n ph¸t hiÖn cña ph−¬ng ph¸p. Sy hay σy lµ ®é lÖch chuÈn cña tÝn hiÖu y trªn ®−êng chuÈn. B lµ ®é dèc cña ®−êng chuÈn, còng chÝnh lµ ®é nh¹y cña ph−¬ng ph¸p. 17
  20. VI.2.4.3. Giíi h¹n ®Þnh l−îng (Limit Of Quantity - LOQ) Giíi h¹n ®Þnh l−îng ®−îc xem lµ nång ®é thÊp nhÊt cña chÊt ph©n tÝch mµ hÖ thèng ®Þnh l−îng ®−îc víi tÝn hiÖu ph©n tÝch kh¸c cã ý nghÜa ®Þnh l−îng víi tÝn hiÖu mÉu tr¾ng (hay tÝn hiÖu nÒn) vµ ®¹t ®é tin cËy ≥ 95%. Th−êng ng−êi ta chÊp nhËn tÝnh giíi h¹n ®Þnh l−îng theo c«ng thøc (1.8): 10.Sy 10.σ y LOQ = = ≈ 3 LOD (1.18) B B Trong ®ã: LOQ lµ giíi h¹n ®Þnh l−îng cña ph−¬ng ph¸p. LOD: Giíi h¹n ph¸t hiÖn. B lµ ®é dèc cña ®−êng chuÈn, còng chÝnh lµ ®é nh¹y cña ph−¬ng ph¸p. Sy hay σy lµ ®é lÖch chuÈn cña tÝn hiÖu y trªn ®−êng chuÈn Giíi h¹n ®Þnh l−îng b»ng 3 lÇn giíi h¹n ph¸t hiÖn hoÆc b»ng 9 lÇn ®é chªnh lÖch chuÈn cña mÉu tr¾ng. VI.2.4.4. §é thu håi (Rev) §é thu håi ®−îc tÝnh theo c«ng thøc (1.19): CT - C K Rev = .100% (1.19) C Trong ®ã: Rev lµ ®é thu håi (%) cña chÊt X trong mÉu. CT lµ nång ®é chÊt X x¸c ®Þnh ®−îc trong mÉu sau khi thªm chuÈn. CK lµ nång ®é chÊt X x¸c ®Þnh ®−îc trong mÉu khi ch−a thªm chuÈn. C lµ nång ®é cña chÊt chuÈn X thªm vµo mÉu (®· biÕt chÝnh x¸c). VI.2.5. Sai sè tèi ®a cho phÐp ΔP(X) Sai sè tèi ®a cho phÐp ΔP(X) cña mét tËp sè liÖu kÕt qu¶ thùc nghiÖm ®−îc quy ®Þnh cho phÐp lÊy c¸c gi¸ trÞ xi sai kh¸c víi gi¸ trÞ trung b×nh X lín nhÊt lµ ±3σ nã ph¶n ¸nh tÝnh thèng kª cña kÕt qu¶ thùc nghiÖm. Sai sè tèi ®a cho phÐp ®−îc chia lµm 2 lo¹i : VI.2.5.1. Sai sè tèi ®a cho phÐp tuyÖt ®èi Sai sè tèi ®a cho phÐp tuyÖt ®èi ®−îc tÝnh theo c«ng thøc (1.20): ΔP (X) = ± 3σ (1.20) 18

 

TOP Download

Tài liệu đề nghị cho bạn:

popupslide2=3Array ( )