普通化学实验：误差分类与调控

在测量实验中，由于实验仪器、实验方法、实验员等都不可避免地存在一定的局限性，因此测量误差是普遍存在的。为了得到更加科学合理的实验结果，在要求实验者根据实验的要求和需要，选择合适的实验方法和实验仪器进行实验的同时，分析测量结果的准确性、误差的大小及其产生的原因，也是必不可少的一项工作。

1.准确度与精密度的概念

在定量的分析测定中，对于实验结果的准确度都有一定的要求。可是，绝对准确是不存在的。在实验过程中，即使是技术很熟练的实验人员，用最好的实验仪器和测定方法，对同一试样进行多次测定，也不可能得到完全一样的实验结果，在实验测定值与真实值之间总会存在一定的差值。这种差值越小，实验结果的准确度就越高；反之，实验结果的准确度就越低。所以，准确度表示测定值（实验结果）与真实值相符合的程度。

此外，在实验中，常在相同条件下对同一试样平行测定几次，如果几次实验测定值彼此比较接近，就说明测定结果的精密度高；如果实验测定值彼此相差很多，则测定结果的精密度就低。所以精密度与准确度是两个不同的概念，精密度是指一组平行测定值之间相互接近的程度，它表达了测量结果再现性的好坏，它是实验结果好坏的主要标志。

精密度高不一定准确度高。例如甲、乙、丙3人同时分析1瓶NaOH溶液的浓度（应为0.143 4 mol·L-1），测定3次，结果如下：

甲的测定结果的精密度高，但准确度低，平均值与真实值相差太大。乙的测定结果的精密度低，准确度也低。丙的测定结果精密度和准确度都比较高。可见，精密度高不一定准确度高，而准确度高一定要精密度高。精密度是保证准确度的先决条件，因为精密度低时，测得的几个数据彼此相差很大，根本不可信，也就谈不上准确度了。所以，初学者进行实验时，一定要严格控制条件，认真仔细地操作，以得出精密度高的数据。

2.误差的概念

准确度的高低常用误差来表示，误差即实验测定值与真实值之间的差值。误差越小表示测定值与真实值越接近，准确度越高。当测定值大于真实值时，误差为正值，表示测定结果偏高；若测定值小于真实值，则误差为负值，表示测定结果偏低。

误差的表示方法有两种，即绝对误差与相对误差。

绝对误差表示测定值与真实值之差；相对误差表示绝对误差与真实值之比，即误差在真实值中所占的比例。在上例中，甲、乙、丙3人测定结果的误差分别如下：

在实验过程中，由于真实值不知道，通常是进行多次平行分析，求出其算术平均值，以此近似地代替真实值。或者以公认的手册上的数据作为真实值应用。(www.xing528.com)

3.误差的分类及其产生原因

根据误差性质的不同，误差可分为系统误差（可测误差）、偶然误差（随机误差）和过失误差。

1）系统误差

系统误差是由某种固定的原因造成的，它使测定结果系统偏高或偏低。系统误差包括：方法误差（测定方法本身引起）、仪器误差（仪器不够精确）、试剂误差（试剂不够纯）、操作误差（操作者本人的原因）。

系统误差是可以估计的，可以采取适当措施来减小。一般可以采用下列方法校正：校正仪器、改进实验方法、制定标准操作规程、做空白试验、做对照试验等。

2）偶然误差

偶然误差是由一些难以控制的偶然因素造成的，比如分析过程中温度、湿度和气压的微小波动，仪器性能的微小变化，操作人员对各份试样处理时的微小差别等。由于引起的原因具有偶然性，所以造成的误差是可变的，有时大、有时小、有时正、有时负。

尽管偶然误差难以找到确切的原因，但可以通过多次测量取算术平均值来减小偶然误差对测定结果的影响。

3）过失误差

过失误差是一种与事实不符的误差，它主要是由于操作者主观上责任心不强、粗心大意或违反操作规程等原因造成的。例如读错刻度值、看错砝码、加错试剂、记录错误、计算错误等。该种误差只要细心操作，加强责任心即可避免。