2018-03-09
85
Математическая обработка результатов анализа.
Оценка воспроизводимости результатов определения.
Каждая лабораторная работа заканчивается математической обработкой результатов. Это обработка является учебно-исследовательской частью каждой лабораторной работы, т.к. позволяет оценить полученные результаты по воспроизводимости и правильности и сделать необходимые выводы.
Среднеарифметическое значение вычисляется по формуле: С= С1+С2+С3+….+Сn/ n
Стандартное отклонение выборки рассчитывается по формуле: S=√∑(C-C)2/ f
C – единичное измерение
С – среднее значение измерений
f – число степеней свободы, которое вычисляется по формуле: f=n-1
Среднее стандартное отклонение представляется как относительное и часто выражается в %.
Sr=S/ C
Оценка правильности результатов определений.
Результаты определений характеризуются доверительным интервалом.Математической обработкой можно установить пределы области среднего С, внутри которой можно ожидать нахождения при отсутствии систематических ошибок истинного значения со степенью вероятности.
|
|
|
δ=t*S/ √n
t – критерий Стьюдента
Результаты и их обсуждения.
2.1 Исследование условий определения Li+ методом пламенной фотометрии.
Для исследования условий определения Li+ методом пламенной фотометрии необходимо приготовить серию стандартных растворов, по которым строится градуировочный график. Готовятся серии стандартных растворов согласно таблице 1.
Таблица 1.
| Наименование показателя | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Конц. станд. р-ра, мкг/мл | 3,390 | 6,781 | 10,171 | 13,562 | 16,952 |
| Показания амперметра, мА | 32 | 48 | 66 | 90 | 99 |
| 34 | 50 | 66 | 90 | 96 |
С (Li+)=169,532 мл/л
Рисунок 7.
Проверка стабильности градуировочного графика.
Готовится новая серия стандартных растворов и фотометрируется.
Таблица 2.
| Наименование показателя | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Конц. станд. р-ра, мкг/мл | 3,390 | 6,781 | 10,171 | 13,562 | 16,952 |
| Показания амперметра, мА | 22 | 40 | 62 | 82 | 96 |
| 14 | 44 | 60 | 84 | 96 |
Вывод: график не стабилен. Он изменил свое положение на осях координат.
Определение концентрации LiCl в осадительной ванне.
Концентрацию LiCl в осадительной ванне составляет приблизительно 21 г/л. ПересчитываетсяLiCl на концентрацию Li+.
М(LiCl)=42,44 г/моль
42,44 г/моль LiCl – 6,99 г/моль Li+.
21 г/л LiCl – х г/л Li+.
х= 21*6,99/42,44=3,46 г/л=3460 мг/л
Рассчитываем степень разбавления ванны: n=3460/10=346 раз.
Необходимо разбавлять ванну в 500 раз.
Для определения LiCl переносится 1,00 мл раствора ванны в колбу на 500,00 мл, доводится до метки и фотометрируется.
Таблица 3.
| № пробы | I1 | I2 | I3 | Cn,мг/мл | Cx, мг/л |
| 1 | 24 | 28 | 32 | 6,780 | 3390 |
| 2 | 26 | 28 | 34 | 6,085 | 3542,5 |
| 3 | 22 | 28 | 36 | 6,290 | 3145 |
| 4 | 28 | 32 | 34 | 6,910 | 3955 |
Пересчитывается концентрация ионов Li+ на концентрацию LiCl.
|
|
|
42,44 г/моль LiCl – 6,99 г/моль Li+.
х мг/л LiCl –СхLi+
С1(LiCl) = 20582 мл/г = 20, 582 г/л
С2(LiCl) = 20436 мл/г = 20, 436 г/л
С3(LiCl) = 20194 мл/г = 20, 194 г/л
С4(LiCl) = 20013 мл/г = 20, 013 г/л
Математическая обработка:
С=20306,25 мг/л = 20, 306 г/л
n=4; f= n-1 =4-1=3
S = 0.25 г/л
2 S=0,5
Sr = S/c= 0,012=1,2%
δ= S*t/ √n = 0,25*3,18/ √4 = 0,4 г/л
19,9< μ<20,7
Таблица 4.
| n | C, г/л | S, г/л | Sr, % | C± δ (Р=0,95) мг/мл |
| 4 | 20,3 | 0,25 | 0,012 | 20,3±0,4 |
а=20,80 г/л
2.2 Исследование условий определения Fe3+ методом прямой фотометрии
| Λ, нм | 400 | 420 | 440 | 460 | 480 | 500 | 520 | 540 | 560 | 580 | 600 |
| А | 0,082 | 0,119 | 0,173 | 0,232 | 0,272 | 0,287 | 0,278 | 0,248 | 0,209 | 0,162 | 0,124 |
Для исследования условий определения Fe3+ методом прямой фотометрии необходимо приготовить серию стандартных растворов, по которым строится градуировочный график. Измерения проводится в кюветах l=3. Предварительно снимается спектр поглощения моносульфосалицилата железа для нахождения λmax. Определяется длина волны светового потока, соответствующая максимуму поглощения анализируемого раствора. Таблица 4.
Рабочая длина волны=500 нм. Все последующие измерения проводятся при этой длине волны.
Рисунок 8
Далее фотометрируются стандартные растворы. Для этого готовятся серии стандартных растворов согласно таблице 5.
Таблица 5.
| № колбы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Объем станд. Раствора | 2,00 | 4,00 | 6,00 | 8,00 | 10,00 |
| Сi, мг/мл | 0,0053 | 0,0107 | 0,0160 | 0,0214 | 0,0267 |
| Аi1 | 0,045 | 0,104 | 0,157 | 0,211 | 0,282 |
| 2 | 0,050 | 0,113 | 0,167 | 0,225 | 0,312 |
| 3 | 0,048 | 0,108 | 0,160 | 0,218 | 0,294 |
| среднее | 0,047 | 0,108 | 0,161 | 0,218 | 0,296 |
По результатам фотометрирования стандартных растворов рассчитываем коэффициенты уравнения прямой.
S = 0,00065
r=0,999
а = -0,011
b = 9, 0637
Коэффициент корреляции r=0,999 свидетельствует о том, что точки хорошо ложатся на прямую.
Затем проверяется стабильность градуировочного графика. Затем снова фотометрируются стандартные растворы. Для этого готовятся серии стандартных растворов согласно таблице 6.
Таблица 6.
| № колбы | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Объем станд. Раствора | 2,00 | 4,00 | 6,00 | 8,00 | 10,00 |
| Сi, мг/мл | 0,0053 | 0,0107 | 0,0160 | 0,0214 | 0,0267 |
| Аi1 | 0,043 | 0,072 | 0,120 | 0,168 | 0,242 |
| 2 | 0,041 | 0,086 | 0,123 | 0,175 | 0,242 |
| 3 | 0,050 | 0,098 | 0,129 | 0,178 | 0,244 |
| среднее | 0,045 | 0,085 | 0,124 | 0,174 | 0,223 |
r=0,9918
Вывод: градуировочный график изменил свое положение на осях координат.
Определение концентрации Fe3+ в осадительной ванне.
Для определения концентрации Fe3+ в осадительной ванне необходимо взять 40,00 мл осадительной ванны в колбу на 50,00 мл, нужно добавить 1 мл 2М серной кислоты и 10,00 мл сульфосалициловой кислоты, необходимо довести до метки и фотометрировать её.
А=0,137 нм.
Таблица 7.
| № колбы | Ах | Сi | Ax | Ci |
| 1 | 0,137 | 0,0184 | 0,108 | 0,0133 |
| 2 | 0,137 | 0,0184 | 0,110 | 0,0138 |
| 3 | 0,137 | 0,0184 | 0,115 | 0,0145 |
| Среднее значение | 0,137 | 0,0184 | ||
| 4 | 0,112 | 0,014 | ||
| 5 | 0,116 | 0,0147 | ||
| 6 | 0,116 | 0,0147 |
Математическая обработка:
С=0,0177 мг/мл
f=n-1=6-1=5
S= √(C-C)2/f = √225*10-8/5=0,00071 мг/мл
2 S=0,0014
Таблица 8.
| Сiфотомет. раствора | Сi анализ. раствора | (Сi-C)*104 | (Сi-C)2*108 |
| 0.0133 | 0.0166 | -11 | 121 |
| 0.0138 | 0.0173 | -4 | 16 |
| 0.0145 | 0.0181 | 4 | 16 |
| 0.0140 | 0.0175 | -2 | 4 |
| 0.0147 | 0.0184 | 7 | 49 |
| 0.0147 | 0.0184 | 7 | 49 |
Ни одно из значений не превышает 2S.
Sr=S/C=0.00071/0.0177=0.040*100%=4.0%
δ= S*t/ √n =0.00071*2.57/ √6=0.007 мг/мл
Таблица 9.
| n | C, мг/мл | S, мг/мл | Sr, % | C± δ (Р=0,95) мг/мл |
| 6 | 0,0177 | 0,0007 | 4,0 | 0,0177±0,0007 |
А=0,0200мг/мл
