Химические методы анализа. Танганов Б.Б. - 109 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

217
Тогда
g
ср
= g
0
+ (1/n)
Σ
(g
i
- g
0
)= 155.0 + 6.5/6 = 156.08 мм
Отсюда получаем g
ср
- g
0
= 1.08 мм.
Проверим, не является ли значение g
5
= 164.3 мг, по-
лученное при пятом измерении массы, промахом (или гру-
бой ошибкой), так как оно сильно отличается от других зна-
чений. Для этого найдем величину[(n - 1)/n]
⋅∆
S
n
2
:
[(n - 1)/n]
⋅∆
S
n
2
= (1/n)
Σ
(g
i
- g
ср
)
2
=
= (1/n)
Σ
[(g
i
- g
0
)
2
- n(g
ср
- g
0
)
2
] =
= (1/6)(89.55 - 61.08
2
) = 14.925 - 1.166 = 13.76 мг
2
Отсюда
{[(n - 1)/n]
⋅∆
S
n
2
}
1/2
= (13.76)
1/2
= 3.71 мг.
Подсчитаем величину v
(5)
:
v
(5)
=(g
(5)
- g
ср
)/{[(n - 1)/n]
⋅∆
S
n
2
}
1/2
=
= (164.3 156.08)/3.71 = 2.22
Здесь g
(5)
- наибольшее значение g
i
в серии из шести резуль-
татов количественного определения серы в образце.
Из табл. 6.3 находим при n = 6 для надежности
α
=
0.95 значение v
max
= 2.00. Видно, что v
(5)
>
v
max
, т.е. 2.22 >
2.00. Это означает, что измерение g
(5)
= 164.3 мг является
промахом и его следует исключить из серии измерений.
После исключения получаем, принимая g
0
= 154.0 мг,
следующие данные, представленные в табл. 6.5.
Из данных табл. 6.5 получаем
g
ср
= g
0
+ (1/n)
Σ
(g
i
- g
0
)= 154.0 + 2.2/5 = 154.44 мг
g
ср
- g
0
= 0.44 мг
S
g(ср)
2
= [1/n(n-1)]
⋅Σ
[(g
i
- g
0
)
2
- n(g
ср
- g
0
)
2
] =
= (1/54)(2.46 - 50.44
2
) = 0.123 - 0.048 = 0.075 мг
2
,
S
g(ср)
= (0.075)
1/2
= 0.274 мг.
Из табл. 6.1 находим коэффициент Стьюдента t
α
при
n = 5 для
α
= = 0.95. Он равен t
α
= 2.776. Следовательно,
погрешность серии из пяти величин равна
g = t
α
⋅∆
S
g(ср)
= 2.7760.274 = 0.761 мг 0.8 мг.
218
Таким образом, окончательный результат при количе-
ственном определении серы можно представить в виде
g = g
ср
±
g = (154.4 ± 0.8) мг.
Таблица 6.5
n
g
i
, мг (g
i
- g
0
), мг (g
i
- g
0
)
2
, мг
2
1 153.4 -0.6 0.36
2 154.6 +0.6 0.36
3 154.7 +0.7 0.49
4 155.0 +1.0 1.00
5 154.5 +0.5 0.25
Cумма +2.2 2.46
Сохранение промаха в предыдущей серии из шести
измерений (вместо серии из пяти измерений, полученной
выше) привело бы к значению
g = g
ср
±
g = (156.1 ± 3.4) мг.
Т.е. резко изменило бы как среднее значение изме-
ряемой величины, так и погрешность результата изме-
рения..
Существует еще несколько способов обнаружения и
исключения грубых ошибок (промахов) из серии измерен-
ных величин.
а) Правило (2)
1/2
g. Статистически обрабатываемые
данные не должны отличаться друг от друга на величину,
превышающую (2)
1/2
g, т.е. g
ср
- g
k
< (2)
1/2
g. При этом,
если g
ср
- g
k
> (2)
1/2
g, то сомнительную величину g
k
следует исключить и обработку результатов вести при чис-
ле измерений (n-1).
б) Правило 3
S
g(ср)
или 3
S/(n)
1/2
. При этом должно
соблюдаться неравенство g
ср
- g
k
< 3
S/(n)
1/2
. В противном
случае значение измеряемой величины g
k
исключают из
статистически обрабатываемого ряда.
VI.1.3.4. Погрешности косвенных измерений
                              217                                                                218


      Тогда                                                              Таким образом, окончательный результат при количе-
         gср = g0 + (1/n)Σ(gi - g0)= 155.0 + 6.5/6 = 156.08 мм      ственном определении серы можно представить в виде
      Отсюда получаем gср - g0 = 1.08 мм.                                         g = gср ± ∆g = (154.4 ± 0.8) мг.
      Проверим, не является ли значение g5 = 164.3 мг, по-
лученное при пятом измерении массы, промахом (или гру-                                                                 Таблица 6.5
бой ошибкой), так как оно сильно отличается от других зна-               n         gi, мг        (gi - g0), мг     (gi - g0)2, мг2
чений. Для этого найдем величину[(n - 1)/n]⋅∆Sn2:                        1         153.4              -0.6               0.36
               [(n - 1)/n]⋅∆Sn2 = (1/n)Σ(gi - gср)2 =                    2         154.6             +0.6                0.36
                 = (1/n)Σ[(gi - g0)2 - n(gср - g0)2] =                   3         154.7             +0.7                0.49
           = (1/6)⋅(89.55 - 6⋅1.082) = 14.925 - 1.166 = 13.76 мг2        4         155.0             +1.0                1.00
      Отсюда                                                             5         154.5             +0.5                0.25
             {[(n - 1)/n]⋅∆Sn2}1/2 = (13.76)1/2 = 3.71 мг.                        Cумма              +2.2                2.46
      Подсчитаем величину v(5):                                          Сохранение промаха в предыдущей серии из шести
                 v(5)=(g(5) - gср)/{[(n - 1)/n]⋅∆Sn2}1/2 =          измерений (вместо серии из пяти измерений, полученной
                     = (164.3 − 156.08)/3.71 = 2.22                 выше) привело бы к значению
Здесь g(5) - наибольшее значение gi в серии из шести резуль-                         g = gср ± ∆g = (156.1 ± 3.4) мг.
татов количественного определения серы в образце.                        Т.е. резко изменило бы как среднее значение изме-
      Из табл. 6.3 находим при n = 6 для надежности α =             ряемой величины, так и погрешность результата изме-
0.95 значение vmax = 2.00. Видно, что v(5)> vmax, т.е. 2.22 >       рения..
2.00. Это означает, что измерение g(5) = 164.3 мг является               Существует еще несколько способов обнаружения и
промахом и его следует исключить из серии измерений.                исключения грубых ошибок (промахов) из серии измерен-
      После исключения получаем, принимая g0 = 154.0 мг,            ных величин.
следующие данные, представленные в табл. 6.5.                            а) Правило (2)1/2⋅ ∆g. Статистически обрабатываемые
      Из данных табл. 6.5 получаем                                  данные не должны отличаться друг от друга на величину,
         gср = g0 + (1/n)Σ(gi - g0)= 154.0 + 2.2/5 = 154.44 мг      превышающую (2)1/2⋅ ∆g, т.е. gср - gk< (2)1/2⋅ ∆g. При этом,
                         gср - g0 = 0.44 мг                         если gср - gk > (2)1/2⋅ ∆g, то сомнительную величину gk
             ∆Sg(ср)2 = [1/n(n-1)]⋅Σ[(gi - g0)2 - n(gср - g0)2] =   следует исключить и обработку результатов вести при чис-
         = (1/5⋅4)⋅(2.46 - 5⋅0.442) = 0.123 - 0.048 = 0.075 мг2,    ле измерений (n-1).
                      ∆Sg(ср) = (0.075)1/2 = 0.274 мг.                     б) Правило 3⋅Sg(ср) или 3⋅S/(n)1/2. При этом должно
      Из табл. 6.1 находим коэффициент Стьюдента tα при             соблюдаться неравенство gср - gk< 3⋅S/(n)1/2. В противном
n = 5 для α = = 0.95. Он равен tα = 2.776. Следовательно,           случае значение измеряемой величины gk исключают из
погрешность серии из пяти величин равна                             статистически обрабатываемого ряда.
        ∆g = tα⋅∆Sg(ср) = 2.776⋅0.274 = 0.761 мг ≈ 0.8 мг.                   VI.1.3.4. Погрешности косвенных измерений