化學(xué)分析中的誤差控制

【摘 要】化學(xué)分析測(cè)試是一個(gè)繁瑣的程序，往往存在不同程度的誤差。誤差大小直接影響測(cè)試數(shù)據(jù)的精確度以及地質(zhì)解釋問(wèn)題。本文對(duì)分析化學(xué)中的誤差來(lái)源進(jìn)行了分析，認(rèn)為取樣質(zhì)量、樣品處理、方法選擇、儀器與試劑精度、測(cè)試過(guò)程、實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析等環(huán)節(jié)都可能是出現(xiàn)誤差的來(lái)源。為了提高分析數(shù)據(jù)的精確度，提出了化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中若干控制誤差的措施和方法，明確指出了分析實(shí)驗(yàn)室必須加強(qiáng)的質(zhì)量保證和質(zhì)量評(píng)價(jià)等管理問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】誤差控制 化學(xué)分析 準(zhǔn)確度

化學(xué)分析是根據(jù)定量化學(xué)反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系，對(duì)待測(cè)組分進(jìn)行分析測(cè)試的過(guò)程?；瘜W(xué)分析過(guò)程經(jīng)常包含多個(gè)繁瑣的步驟，往往需要經(jīng)過(guò)一系列的復(fù)雜操作步驟才能得到化學(xué)分析的測(cè)試數(shù)據(jù)。這其中，分析方法、分析過(guò)程、儀器與試劑精度、實(shí)驗(yàn)條件等方面都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，并導(dǎo)致誤差產(chǎn)生。本文從誤差來(lái)源、誤差控制、分析實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證、綜合評(píng)價(jià)質(zhì)量保證等方面對(duì)化學(xué)分析中的誤差的產(chǎn)生進(jìn)行討論，并提出控制誤差的方法。

一、常見化學(xué)分析中的誤差來(lái)源

（一）分析方法選擇不當(dāng)?；瘜W(xué)分析結(jié)果的準(zhǔn)確度首先取決于分析方法的選擇和及方法對(duì)樣品的適用性[1]。通?；瘜W(xué)分析法適用于常量分析，用于微量分析時(shí)得到的數(shù)據(jù)比用儀器分析得到的結(jié)果較差。即便是我們常量成分的分析，化學(xué)分析方法也會(huì)產(chǎn)生較大的誤差，如在滴定過(guò)程中，由于反應(yīng)進(jìn)行得不完全，化學(xué)計(jì)量總和滴定終點(diǎn)不相符合，以及由于條件沒(méi)有控制好和發(fā)生副反應(yīng)等原因，都會(huì)引起系統(tǒng)的測(cè)定誤差。

（二）分析過(guò)程中實(shí)驗(yàn)人員操作不當(dāng)。由于實(shí)驗(yàn)人員操作不當(dāng)或經(jīng)驗(yàn)不足而引起的分析誤差，屬于系統(tǒng)誤差，這類誤差在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以重復(fù)出現(xiàn)。例如，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不考慮試樣的具體情況而盲目取樣，就會(huì)造成樣品的代表性不強(qiáng)。

（三）儀器或試劑不合格。儀器或試劑不合格引起的誤差也屬于系統(tǒng)誤差[2]，例如使用的天平的靈敏度達(dá)不到工作要求，祛碼質(zhì)量不準(zhǔn)確，容量瓶、滴定管的刻度未經(jīng)過(guò)核正檢定等，又如蒸餾水和試劑的純度不夠，使用了過(guò)期的標(biāo)準(zhǔn)溶液等均可產(chǎn)生儀器或試劑誤差。

二、化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差的控制

化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差的控制工作必需貫穿于分析工作的始終，包括取樣、樣品處理、方法選擇、測(cè)量過(guò)程、實(shí)驗(yàn)記錄、數(shù)據(jù)檢查、數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，直到分析結(jié)果的表達(dá)等。

（一）取樣的質(zhì)量保證。完成一項(xiàng)定量分析的任務(wù)，分析結(jié)果能否反映樣品組成的真實(shí)水平，其過(guò)程要受到很多環(huán)節(jié)的影響，不僅依賴于分析方法本身，而且與實(shí)驗(yàn)室儀器、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照物質(zhì)及操作人員的技術(shù)水平等多種因素有關(guān)[3]。要保證檢驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠、不僅需要對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的諸多因素進(jìn)行控制，而且需要有一種量化的指標(biāo)來(lái)說(shuō)明和保證分析結(jié)果可靠。

（二）定量分析的過(guò)程。取樣后，樣品的定量分析過(guò)程，一般有樣品的處理與分解、干擾組分的分離與待測(cè)組分富集、分析測(cè)定等幾個(gè)環(huán)節(jié)所組成。取樣最重要的是要使取樣具有代表性，對(duì)于各類的試樣采集的具體操作方法可參閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（三）分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理的可靠性。分析結(jié)果的計(jì)算及評(píng)價(jià)，按照化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)測(cè)定結(jié)果及其誤差分布情況應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)[4]。分析結(jié)果數(shù)據(jù)處理既包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的取舍，有包括有效數(shù)字運(yùn)算規(guī)則，分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理等。

三、分析實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證

分析結(jié)果的準(zhǔn)確性、精密性在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)分析測(cè)試。因此分析實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制和質(zhì)量保證顯得尤為重要[5-6]。質(zhì)量保證工作不僅是一項(xiàng)具體的技術(shù)工作，而且也是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室管理工作。通過(guò)質(zhì)量保證工作，應(yīng)當(dāng)使分析測(cè)試工作不斷完善。

（一）分析實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量保證。質(zhì)量保證的任務(wù)就是把所有的誤差其中包括系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差，甚至因疏忽造成的誤差減少到預(yù)期水平。質(zhì)量保證的核心內(nèi)容包括兩方面，一方面對(duì)從取樣到分析結(jié)果計(jì)算的分析全過(guò)程采取各種減少誤差措施，進(jìn)行質(zhì)量控制；另一方面采用行之有效方法對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)分析過(guò)程中問(wèn)題，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。

（二）分析實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制。一般要求測(cè)試人員技術(shù)能力要保證，儀器設(shè)備維護(hù)管理及定期檢查，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具備必要的基礎(chǔ)條件。正確地選擇分析方法，進(jìn)行質(zhì)量控制基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，建立實(shí)驗(yàn)分析質(zhì)控程序、常規(guī)質(zhì)量控制技術(shù)并完成質(zhì)控圖，最后進(jìn)行各類質(zhì)量控制技術(shù)的比較。

（三）實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量控制。實(shí)驗(yàn)室間誤差控制是指由外部有工作經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)水平的第三方或技術(shù)組織，對(duì)各實(shí)驗(yàn)室及其分析工作者進(jìn)行定期或不定期的分析質(zhì)量考查的過(guò)程。

四、綜合評(píng)價(jià)質(zhì)量保證

綜合分析評(píng)價(jià)工作在質(zhì)量保證中具有特殊地位，直接影響到分析成果及分析效益的發(fā)揮[7]。

（一）分析數(shù)據(jù)的表述。為了便于對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和解釋，通常使用表格和圖件表示分析數(shù)據(jù)。對(duì)分析數(shù)據(jù)圖表的要求是用最少的圖表數(shù)量來(lái)獲取最豐富的質(zhì)量信息；在每一種具體圖表中，盡可能反映多種信息；圖表的格式應(yīng)統(tǒng)一規(guī)定，以利于不同層次的信息交流；圖表的種類應(yīng)滿足數(shù)據(jù)分析和解釋工作的需要。

（二）分析數(shù)據(jù)的概括。分析數(shù)據(jù)概括的主要方法有頻數(shù)分布概括法、中心趨勢(shì)法、分散度法和空問(wèn)概括法等。

（三）分析數(shù)據(jù)的分析。分析數(shù)據(jù)分析主要有完整性分析、數(shù)據(jù)分布規(guī)律分析、數(shù)據(jù)的時(shí)間序列分析、對(duì)照環(huán)境條件分析和變化趨勢(shì)分析等。

（四）分析數(shù)據(jù)的解釋。分析數(shù)據(jù)的解釋就是在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)分析結(jié)果表明的意義進(jìn)行解釋和說(shuō)明。分析數(shù)據(jù)的解釋必須結(jié)合不同分析目的來(lái)進(jìn)行。

（五）分析結(jié)果綜合評(píng)價(jià)。分析結(jié)果的綜合評(píng)價(jià)是在對(duì)各種分析數(shù)據(jù)資料歸納、分析和解釋的基礎(chǔ)上。對(duì)分析成果的一個(gè)更高層次的宏觀概括，分析實(shí)驗(yàn)室的建立標(biāo)志分析系統(tǒng)的建立，但分析質(zhì)量并未確定，還要控制分析系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量、分析方法質(zhì)量、分析體系質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)室供應(yīng)、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)等參數(shù)的誤差，以將系統(tǒng)各類誤差降到最低，這種為獲取可靠分析結(jié)果的全部活動(dòng)，就是分析質(zhì)量控制與保證，要確保分析結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，不僅要選擇合適的分析方法，還要減少測(cè)量誤差，通過(guò)增加平行測(cè)定的次數(shù)來(lái)降低隨機(jī)誤差，更要消除系統(tǒng)誤差，通過(guò)分析化學(xué)中的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制可以把所有的誤差減小到預(yù)期的水平。

參考文獻(xiàn)：

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