接测量数据的有效数字在检测实验室,分析天平属于绝对测量设备,给出直接测量数据。容量器皿主要包括滴定管、移液管、容量瓶和量筒等,其有效数字与这些器皿的测量允差和待测物的质量或体积密切有关。
(一)分析天平
分析中的称重,根据不同用途和检测要求,通常应保留2~5位有效数字。对于化学分析中不涉及准确计量的称重一般保留2~3位有效数字,而对于需要准确计量的称重则需要保留4位以上的有效数字,要求记录到0.0001g。
(二)玻璃容量器具
检测实验室常用的玻璃量器主要包括滴定管、单标线吸管、单标线容量瓶等,按其准确度不同分为A级和B级。在使用上述计量器具时,一般使用其标称值,标称值的小数位数与其允许差的第一位有效数字对齐。
(三)间接测量数据的有效数字
间接测量数据的有效数字决定于仪器读数的精度,应按照检测数据的标准偏差确定检测结果的有效数字。对于使用国家或行业标准分析方法进行的检测,可按照分析方法的规定保留测量结果的有效数字。对于标准分析方法中未对检测结果有效数字有明确规定的,可按照方法的测定下限确定检测结果的有效数字。
1.按标准方法中的规定保留测量结果的有效数字
在进行相对测量或分析时,当所依据的国家及行业标准方法对测量结果有明确规定,按照标准方法确定测量结果的有效数字。同时,表示测量结果精密度的数据,只取1位有效数字。当测定的次数很多时,最多只取2位效数字。
2.按标准方法的测定下限确定测量结果的有效数字
对于检测方法标准中未对检测结果的表示提出有效数字规定的,应按照检测方法标准的测定下限来确定测量结果的有效数字,并且测量结果的有效数字应该为2或3。对于未给出测定下限的标准方法,可以参考方法的检出限来确定测量结果的有效数字。
(四)中间计算结果的有效数字
1.方程参数的有效数字
回归方程(A=b×C+a)中,a、b的有效数字由A和浓度C决定,浓度C一般为4位有效数字。分析仪器的信号值A一般为3位或4位有效数字。因此,b同A有效位数;常数a小数点后保留位数同A。相关系数(r)一般取4位有效数字。
2.校正因子的有效数字(www.xing528.com)
根据内标和外标校正因子的计算公式,其校正因子的有效数字主要由标准溶液的浓度、内标溶液的浓度和分析仪器的信号值共同决定,它们通常具有4以上的有效数字,因此校正因子应保留4或5有效数字。
3.相对标准偏差(RSD)的有效数字
标准偏差除以平均值计算而得,平均值一般具有1位以上的有效数字,标准偏差一般取1位有效数字,最多取2位有效数字,因此RSD的有效数字位数应为1位或2位。
4.不确定度的有效数字
在分别计算A类不确定度、B类不确定度时,由于还要对各分量进行合成,因此对A、B两类不确定度取2位有效数字,其余数字只入不舍。对于合成不确定度最多保留为2位有效数字。当保留前第1位有效数字为1或2时,测量结果的不确定度应取两位有效数字;当保留前第1位有效数字为3或3以上时,可保留1位有效数字。
(五)数字修约规则
为了适应生产和科技工作的需要,我国已经正式颁布了GB8170—87《数字修约规则》,通常称为“四舍六入五成双”法则。即当位数≤4时舍去,尾数≥6时进位,尾数=5时,应视保留的末尾数是奇数还是偶数,5前为偶数时5应舍去,5前为奇数则进位。
这一法则具体应用如下:被舍弃的第一位数字大于5,则其前一位加1。若被舍弃的第一位数字等于5而其后数字全部为零,则按“四舍六入五成双”法则而定进或舍。若被舍弃的第一位数字等于5而其后数字并非全为零则进1。若被舍弃的数字包括几位数字时,不得对该数字进行连续修约,而应根据以上各条只做1次处理。
1.有效数字运算规则:加减法
在加减法运算中,保留有效数字的位数,以小数点后位数最少的为准,即以绝对误差最大的数为准。
2.有效数字运算规则:乘除法
在乘除法运算中,保留有效数字的位数,以位数最少的数为准,即以相对误差最大的数为准。
3.有效数字运算规则:自然数
在分析化学运算中,有时会遇到一些倍数或分数的关系。例如:水的相对分子质量=2×1.008+16.00=18.02。其中“2”不能看做1位有效数字。因为它们是非测量所得到的数,是自然数,其有效数字位数,可视为无限的。
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