分析化学专业英语-04

1、Follow your nose. 一直走。一直走。 Charpter 8 Significant Figures in Measurements and Calculations 量测和计算中的有效数字量测和计算中的有效数字There are two kinds of numbers in the world: 数字分两种：数字分两种：exact numbers: 准确数字准确数字oexample: There are exactly 12 eggs in a dozen. o例：一打中有例：一打中有12颗鸡蛋颗鸡蛋Follow your nose. 一直走。一直走。 exact numbe

2、rs: 准确数字准确数字oexample: There are exactly 12 eggs in a dozen. o例：一打中有例：一打中有12颗鸡蛋颗鸡蛋Follow your nose. 一直走。一直走。 oexample: Most people have exactly 10 fingers and 10 toes.o例：绝大多数人有例：绝大多数人有10根手指和根手指和10根脚趾根脚趾Follow your nose. 一直走。一直走。 inexact numbers: 不准确数字不准确数字oexample: any measurement.o例：任何量测例：任何量测Follow

3、 your nose. 一直走。一直走。 If I quickly measure the width of a piece of notebook paper, I might get 22 mm (2 significant figures). o假如我快速量测一张笔记本纸的宽度，我可能得到假如我快速量测一张笔记本纸的宽度，我可能得到22 mm（2位有效数字）。位有效数字）。Follow your nose. 一直走。一直走。 oIf I am more precise, I might get 21.6 mm (3 significant figures). o假如我更精确一点，我可能得

4、到假如我更精确一点，我可能得到21.6 mm（3位有效数字）位有效数字）Follow your nose. 一直走。一直走。 oAn even more precise measurement would be 21.56 mm (4 significant figures). o更精确的量测则可能得到更精确的量测则可能得到21.56 mm（4位有效数字）位有效数字） Follow your nose. 一直走。一直走。 Accuracy and Precision 准确度和精确度准确度和精确度 Accuracy refers to how closely a measured value a

5、grees with the correct value.准确度是指一个量测值与正确值之间的吻合程度。准确度是指一个量测值与正确值之间的吻合程度。Follow your nose. 一直走。一直走。 Precision refers to how closely individual measurements agree with each other.精确度是指单个量测值之间的吻合程度精确度是指单个量测值之间的吻合程度Follow your nose. 一直走。一直走。 accurate(the average is accurate)not precisePrecise, not accu

6、rateAccurate and precise准确（平均值是准确的），准确（平均值是准确的）， 精确，精确， 准确且精确准确且精确但不精确但不精确 但不准确但不准确 Follow your nose. 一直走。一直走。 In any measurement, the number of significant figures is critical. 在任何量测中，有效数字的位数都有待商榷。在任何量测中，有效数字的位数都有待商榷。Follow your nose. 一直走。一直走。 The number of significant figures is the number of digi

7、ts believed to be correct by the person doing the measuring. 有效数字的位数是量测人员认为正确的数字的个数。有效数字的位数是量测人员认为正确的数字的个数。Follow your nose. 一直走。一直走。 It includes one estimated digit. So, does the concept of significant figures deal with precision or accuracy? 它包括了一位估计的数字。因此，有效数字的内容是讨论精确它包括了一位估计的数字。因此，有效数字的内容是讨论精确度和

8、准确度？度和准确度？Follow your nose. 一直走。一直走。 Ill answer this question after you peruse the next example. 你了解下一个例子后，我将回答这个问题。你了解下一个例子后，我将回答这个问题。Follow your nose. 一直走。一直走。 Lets look at an example where significant figures is important: measuring volume in the laboratory. 让我们来看一个有效数字很重要的例子：实验室里测量让我们来看一个有效数字很重要

9、的例子：实验室里测量体积体积Follow your nose. 一直走。一直走。 This can be done in many ways: using a beaker with volumes marked on the side, a graduated cylinder, or a buret. 有很多方法来量测体积：使用有很多方法来量测体积：使用 一个侧面标有体积的烧杯一个侧面标有体积的烧杯 一个量筒，或者一个量筒，或者 一个移液管一个移液管Follow your nose. 一直走。一直走。 Beaker 烧杯烧杯The smallest division is 10 mL, s

10、o we can read the volume to 1/10 of 10 mL or 1 mL. 最小刻度是最小刻度是10 mL，因此我们读取体积时加减，因此我们读取体积时加减10 mL的十分的十分之一，或加减之一，或加减1 mLFollow your nose. 一直走。一直走。 The volume we read from the beaker has a reading error of 1 mL. 我们从烧杯读取的体积有我们从烧杯读取的体积有1 mL的读取误差的读取误差Follow your nose. 一直走。一直走。 The volume in this beaker is

11、47 1 mL. You might have read 46 mL; your friend might read the volume as 48 mL. 这个烧杯中的体积是这个烧杯中的体积是47 1 mL 你可能读取为你可能读取为46 mL，你朋友，你朋友可能读取为可能读取为48 mLFollow your nose. 一直走。一直走。 All the answers are correct within the reading error of 1 mL. 读取误差在读取误差在1 mL内的答案都是正确的内的答案都是正确的Follow your nose. 一直走。一直走。 So, ho

12、w many significant figures does our volume of 47 1 mL have? 因此，因此，47 1 mL体积有几位有效数字？体积有几位有效数字？Follow your nose. 一直走。一直走。 Answer - 2! The 4 we know for sure plus the 7 we had to estimate.答案是答案是2！我们确切知道的！我们确切知道的“4”，加上我们必须估读的，加上我们必须估读的“7”.Follow your nose. 一直走。一直走。 Graduated Cylinder 量筒量筒First, note tha

13、t the surface of the liquid is curved. This is called the meniscus. 首先，注意到液面是弯曲的。这被称为半月形。首先，注意到液面是弯曲的。这被称为半月形。Follow your nose. 一直走。一直走。 This phenomenon is caused by the fact that water molecules are more attracted to glass than to each other (adhesive forces are stronger than cohesive forces). 该现象基

14、于这样一个事实，与相互吸附相比，水分子更倾向于该现象基于这样一个事实，与相互吸附相比，水分子更倾向于吸附到玻璃上（粘附力大于凝聚力）吸附到玻璃上（粘附力大于凝聚力）Follow your nose. 一直走。一直走。 When we read the volume, we read it at the BOTTOM of the meniscus. 当我们读取体积时，我们要在半月形底部读取。当我们读取体积时，我们要在半月形底部读取。Follow your nose. 一直走。一直走。 The smallest division of this graduated cylinder is 1 m

15、L. 这个量筒的最小刻度是这个量筒的最小刻度是1 mLFollow your nose. 一直走。一直走。 Therefore, our reading error will be 0.1 mL or 1/10 of the smallest division. 因此，我们的读取误差是因此，我们的读取误差是0.1 mL或最小刻度的十分之一。或最小刻度的十分之一。Follow your nose. 一直走。一直走。 An appropriate reading of the volume is 36.5 0.1 mL. 该体积的合适值是该体积的合适值是36.5 0.1 mLFollow your

16、 nose. 一直走。一直走。 An equally precise value would be 36.6 mL or 36.4 mL. 同样精确的值将是同样精确的值将是36.6 mL 或或36.4 mLFollow your nose. 一直走。一直走。 How many significant figures does our answer have? 3!我们的答案有几个有效数字？我们的答案有几个有效数字？3个！个！ Follow your nose. 一直走。一直走。 The 3 and the 6 we know for sure and the 5 we had to estim

17、ate a little.我们确切知道的是我们确切知道的是“3”和和“6”，“5”是我们估读的是我们估读的Follow your nose. 一直走。一直走。 Buret 移液管移液管The smallest division in this buret is 0.1 mL. 这个移液管的最小刻度是这个移液管的最小刻度是0.1 mLFollow your nose. 一直走。一直走。 Therefore, our reading error is 0.01 mL. 因此，我们的读取误差是因此，我们的读取误差是0.01 mLFollow your nose. 一直走。一直走。 A good vo

18、lume reading is 20.38 0.01 mL. 一个好的体积读取值是一个好的体积读取值是20.38 0.01 mLFollow your nose. 一直走。一直走。 An equally precise answer would be 20.39 mL or 20.37 mL. 同样精确的答案将是同样精确的答案将是20.39 mL或或20.37 mL.Follow your nose. 一直走。一直走。 How many significant figures does our answer have? 4! 我们的答案有几个有效数字？我们的答案有几个有效数字？4个！个！Fol

19、low your nose. 一直走。一直走。 The 2, 0, and 3 we definitely know and the 8 we had to estimate.我们明确知道的是我们明确知道的是“2”、“0”和和“3”，“8”是我们必须是我们必须估读的估读的Follow your nose. 一直走。一直走。 Conclusion: The number of significant figures is directly linked to a measurement. 结论：有效数字的位数与一次量测直接相关。结论：有效数字的位数与一次量测直接相关。Follow your no

20、se. 一直走。一直走。 If a person needed only a rough estimate of volume, the beaker volume is satisfactory (2 significant figures), otherwise one should use the graduated cylinder (3 significant figures) or better yet, the buret (4 significant figures). 如果一个人仅需要一个初略估计的体积，烧杯体积值即可满如果一个人仅需要一个初略估计的体积，烧杯体积值即可满足要

21、求（足要求（2位有效数字），否则就应该使用量筒（位有效数字），否则就应该使用量筒（3位有效数位有效数字），或者要求更高，就使用移液管字），或者要求更高，就使用移液管Follow your nose. 一直走。一直走。 Rules for Working with Significant Figures: 有效数字使用规则有效数字使用规则Leading zeros are never significant. 前面的零都没有意义前面的零都没有意义Follow your nose. 一直走。一直走。 Imbedded zeros are always significant. 中间的零都有意义中间

22、的零都有意义Follow your nose. 一直走。一直走。 Trailing zeros are significant only if the decimal point is specified. 只有当小数点指定时，末尾的零才有意义只有当小数点指定时，末尾的零才有意义TrailFollow your nose. 一直走。一直走。 Hint: Change the number to scientific notation. It is easier to see. 提示：将该数字转化成科学计数法形式，则更易理解提示：将该数字转化成科学计数法形式，则更易理解Follow your n

23、ose. 一直走。一直走。 Addition or Subtraction:The last digit retained is set by the first doubtful digit. 加法或减法：加法或减法：最后一位保留值由第一个可疑值决定最后一位保留值由第一个可疑值决定Follow your nose. 一直走。一直走。 Multiplication or Division:乘法或除法乘法或除法The answer contains no more significant figures than the least accurately known number. 答案中的有效

24、数字位数不多于最少的准确值的位数。答案中的有效数字位数不多于最少的准确值的位数。Follow your nose. 一直走。一直走。 EXAMPLES: ExampleNumber ofSignificant FiguresScientific Notation0.0068236.82 x 10-3Leading zeros are not significant.1.07241.072 (x 100)Imbedded zeros are always significant.30013 x 102Trailing zeros are significant only if the decim

25、al point is specified.300.33.00 x 102300.043.000 x 102It does not work. 不管用。不管用。 Addition 加法加法Even though your calculator gives you the answer 8.0372, you must round off to 8.04. 尽管你的计算器给你的答案是尽管你的计算器给你的答案是8.0372，你必须，你必须“四舍五入四舍五入”到到8.04。It does not work. 不管用。不管用。 Your answer must only contain 1 doubt

26、ful number. Note that the doubtful digits are underlined. 你的答案必须仅包含你的答案必须仅包含1位可疑数字。注意，可疑数字加了下位可疑数字。注意，可疑数字加了下划线。划线。It does not work. 不管用。不管用。 Subtraction 减法减法Subtraction is interesting when concerned with significant figures.当涉及到有效数字时，减法是有意思的。当涉及到有效数字时，减法是有意思的。It does not work. 不管用。不管用。 Even though

27、both numbers involved in the subtraction have 5 significant figures, the answer only has 3 significant figures when rounded correctly. 尽管该减法中的两个数字都有尽管该减法中的两个数字都有5位有效数字，答案仅有位有效数字，答案仅有3位位有效数字。有效数字。It does not work. 不管用。不管用。 Remember, the answer must only have 1 doubtful digit.记住，答案必须只能有记住，答案必须只能有1位可疑数

28、字。位可疑数字。It does not work. 不管用。不管用。 Multiplication 乘法乘法The answer must be rounded off to 2 significant figures, since 1.6 only has 2 significant figures.因为因为1.6只有只有2位有效数字，答案必须被位有效数字，答案必须被“四舍五入四舍五入”到到2位位有效数字。有效数字。It does not work. 不管用。不管用。 Division 除法除法The answer must be rounded off to 3 significant f

29、igures, since 45.2 has only 3 significant figures.因为因为45.2仅有仅有3位有效数字，答案必须被位有效数字，答案必须被“四舍五入四舍五入”到到3位有效数字。位有效数字。It does not work. 不管用。不管用。 Notes on Rounding “四舍五入四舍五入”注意事项注意事项When rounding off numbers to a certain number of significant figures, do so to the nearest value. 当将数字当将数字“四舍五入四舍五入”到某一位数有效数字时，

30、只对最近的数到某一位数有效数字时，只对最近的数值作如此处理。值作如此处理。It does not work. 不管用。不管用。 example: Round to 3 significant figures: 2.3467 x 104 (Answer: 2.35 x 104)例：例： “四舍五入四舍五入”到到3位有效数字：位有效数字：2.3467 x 104 (答案答案: 2.35 x 104)It does not work. 不管用。不管用。 example: Round to 2 significant figures: 1.612 x 103 (Answer: 1.6 x 103) 例

31、：例：“四舍五入四舍五入”到到2位有效数字：位有效数字：1.612 x 103 (答案答案: 1.6 x 103)It does not work. 不管用。不管用。 What happens if there is a 5? There is an arbitrary rule: 对对5怎么处理？有这样一个规则：怎么处理？有这样一个规则：It does not work. 不管用。不管用。 If the number before the 5 is odd, round up. 如果如果5前面的数字是奇数，则进一位前面的数字是奇数，则进一位It does not work. 不管用。不管用。

32、 If the number before the 5 is even, let it be.如果如果5前面的数字是偶数，则保持不变。前面的数字是偶数，则保持不变。 It does not work. 不管用。不管用。 The justification for this is that in the course of a series of many calculations, any rounding errors will be averaged out. 这样做的原因是在一系列计算过程中，任何进位误差将被这样做的原因是在一系列计算过程中，任何进位误差将被平均化。平均化。It does

33、 not work. 不管用。不管用。 example: Round to 2 significant figures: 2.35 x 102 (Answer: 2.4 x 102) 例：进位到例：进位到2位有效数字：位有效数字：2.35 x 102 (答案答案: 2.4 x 102)It does not work. 不管用。不管用。 example: Round to 2 significant figures: 2.45 x 102 (Answer: 2.4 x 102) 例：进位到例：进位到2位有效数字：位有效数字：2.45 x 102 (答案答案: 2.4 x 102)。It doe

34、s not work. 不管用。不管用。 Of course, if we round to 2 significant figures: 2.451 x 102, the answer is definitely 2.5 x 102 since 2.451 x 102 is closer to 2.5 x 102 than 2.4 x 102. 当然了，如果我们要将当然了，如果我们要将2.451 x 102进位到进位到2位有效数字，位有效数字，答案一定是答案一定是2.5 x 102。这是因为。这是因为2.451 x 102与与2.5 x 102较较2.4 x 102更接近。更接近。It do

35、es not work. 不管用。不管用。 Chapter 9 Analytical ChemistryAnalytical chemistry is the analysis of material samples to gain an understanding of their chemical composition and structure.分析化学是通过分析样品来理解其化学组成和结构。分析化学是通过分析样品来理解其化学组成和结构。 It does not work. 不管用。不管用。 Types 类型类型Analytical chemistry can be split into

36、 two main types, qualitative and quantitative:分析化学可以分为两大类，定性和定量。分析化学可以分为两大类，定性和定量。It does not work. 不管用。不管用。 Qualitative inorganic analysis seeks to establish the presence of a given element or inorganic compound in a sample. 定性无机分析旨在确定一个样品中是否存在一个已知的元定性无机分析旨在确定一个样品中是否存在一个已知的元素或无机化合物。素或无机化合物。It does

37、not work. 不管用。不管用。 Qualitative organic analysis seeks to establish the presence of a given functional group or organic compound in a sample. 定性有机分析旨在确定一个样品中是否存在一个已知的功定性有机分析旨在确定一个样品中是否存在一个已知的功能团或有机化合物。能团或有机化合物。It does not work. 不管用。不管用。 Quantitative analysis seeks to establish the amount of a given e

38、lement or compound in a sample. 定量无机分析旨在确定一个样品中存在的一个已知元素或定量无机分析旨在确定一个样品中存在的一个已知元素或无机化合物的含量。无机化合物的含量。It does not work. 不管用。不管用。 Qualitative organic analysis seeks to establish the presence of a given functional group or organic compound in a sample. 定性有机分析旨在确定一个样品中是否存在一个已知的功定性有机分析旨在确定一个样品中是否存在一个已知的功能

39、团或有机化合物。能团或有机化合物。It does not work. 不管用。不管用。 Quantitative analysis seeks to establish the amount of a given element or compound in a sample. 定量分析旨在确定一个样品中存在的一个已知元素或无机定量分析旨在确定一个样品中存在的一个已知元素或无机化合物的含量。化合物的含量。It does not work. 不管用。不管用。 Most modern analytical chemistry is quantitative. Quantitative analys

40、is can be further split into different areas of study. 绝大多数的现代分析化学是定量的。定量分析可以进一步绝大多数的现代分析化学是定量的。定量分析可以进一步分为不同的研究领域。分为不同的研究领域。It does not work. 不管用。不管用。 The material can be analyzed for the amount of an element or for the amount of an element in a specific chemical species. 分析样品可以获得一种元素的含量，或某一化合物中一种分

41、析样品可以获得一种元素的含量，或某一化合物中一种元素的含量。元素的含量。It does not work. 不管用。不管用。 The latter is of particular interest in biological systems; the molecules of life contain carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, and others, in many complex structures.后者在生物化学体系中意义重大；生命分子的很多复杂结后者在生物化学体系中意义重大；生命分子的很多复杂结构中含有碳、氢、氧、氮以及其他元素。构中含有

42、碳、氢、氧、氮以及其他元素。It does not work. 不管用。不管用。 Techniques 技术技术There is a bewildering array of techniques available to separate, detect and measure chemical compounds.有种类繁杂（格式各样）的技术可以用于分离、检验与量有种类繁杂（格式各样）的技术可以用于分离、检验与量测化合物。测化合物。It does not work. 不管用。不管用。 Separation of chemicals in order to measure the weigh

43、t or volume of a final product. 化学物质分离以量测最终产物的重量和体积。化学物质分离以量测最终产物的重量和体积。It does not work. 不管用。不管用。 This is an older process and can be quite painstaking, but is an essential first step when dealing with certain mixtures of substances, like extracts from organisms.这是一个早期的工序，非常繁琐费时，然而是处理某些物这是一个早期的工序，非

44、常繁琐费时，然而是处理某些物质的混合物（例如生物组织提取物）的首要步骤。质的混合物（例如生物组织提取物）的首要步骤。 It does not work. 不管用。不管用。 Modern separation techniques such as HPLC often seek to separate and determine amount or identity in a single automated analysis by integrating a detector. 现代分离技术（例如现代分离技术（例如HPLC）通过集成一个检测器，往往）通过集成一个检测器，往往在一次全自动化分析中

45、即可实现分离与检测含量或识别。在一次全自动化分析中即可实现分离与检测含量或识别。It does not work. 不管用。不管用。 Titration is a technique used to determine amounts present in solution or a physical characteristic of a molecule such as an equilibrium constant. 滴定法是一种用于测定溶液中含量或分子物理参数（例如滴定法是一种用于测定溶液中含量或分子物理参数（例如平衡常数）的技术。平衡常数）的技术。It does not work.

46、不管用。不管用。 Analysis of substances with devices using spectroscopy. 使用光谱装置的物质分析使用光谱装置的物质分析It does not work. 不管用。不管用。 By measuring the absorption or emission of light by a substance we can calculate the amounts of species or characterize the chemical species, often without separation. 通过量测某一物质的光吸收或光发射，我

47、们通常不经过分通过量测某一物质的光吸收或光发射，我们通常不经过分离即可计算出物质的含量或表征化学物质。离即可计算出物质的含量或表征化学物质。It does not work. 不管用。不管用。 Newer methods include atomic absorption spectroscopy (AAS), nuclear magnetic resonance (NMR) and neutron activation analysis (NAA). 较新的方法包括原子吸收光谱（较新的方法包括原子吸收光谱（AAS）、核磁共振（）、核磁共振（NMR）和中子活化分析（和中子活化分析（NAA）。）

48、。nuclear magnetic resonance It does not work. 不管用。不管用。 Mass spectrometry is used to determine the molecular mass, the elemental composition, structure and sometimes amount of chemical species in a sample by ionizing the analyte molecules and observing their behavior in electric and magnetic fields.

49、质谱通过将分析物分子离子化并观察它们在电场和磁场中的质谱通过将分析物分子离子化并观察它们在电场和磁场中的行为，以测定分子质量，元素组成与结构，有时是某一样品中行为，以测定分子质量，元素组成与结构，有时是某一样品中化学物质含量。化学物质含量。It does not work. 不管用。不管用。 Many techniques combine two or more analytical methods (sometimes called hyphenated or hybrid methods). 很多技术结合了两种或更多的分析方法（有时称为很多技术结合了两种或更多的分析方法（有时称为“联合联合

50、”或或“复合复合”方法）。方法）。It does not work. 不管用。不管用。 Examples of this include ICP-MS (Inductively-Coupled Plasma - Mass Spectrometry), where volatilization of a sample occurs in the first step, and measuring of the concentration occurs in the second. 这种例子包括这种例子包括ICP-MS（电感耦合等离子（电感耦合等离子-质谱），第一步进质谱），第一步进行样品挥发，第

51、二步进行含量量测。行样品挥发，第二步进行含量量测。It does not work. 不管用。不管用。 The first step may also involve a separation technique, such as chromatography, and the second a detection / measuring device. 第一步中可能包含了一种分离技术，例如色谱；第二步中则第一步中可能包含了一种分离技术，例如色谱；第二步中则包括一种检测包括一种检测/量测装置。量测装置。It does not work. 不管用。不管用。 Techniques that inv

52、olve volatilization aim to produce free atoms of the elements making up the sample, which can then be measured in concentration by the degree to which they absorb or emit at a characteristic spectral frequency. 包含挥发的技术旨在产生组成样品的元素的自由原子，然后包含挥发的技术旨在产生组成样品的元素的自由原子，然后通过量测它们在一个特征光谱频率下的吸收或发射程度以确定通过量测它们在一个特征光谱频率下的吸收或发射程度以确定其浓度。其浓度。It does not work. 不管用。不管用。 These meth