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有效数字及其运算(

时间:2023-08-24 百科知识 版权反馈
【摘要】:测定结果中的有效数字位数必须根据具体的情况分析得出,特别是数字中含有“0”的情况,必须按不同情况处理。如果0位于有效数字后面,则应作为有效数字位数,如21.00为四位有效数字。如果整数部分为0,则小数部分数字前的0不作为有效数字。如9.0351×38.74×0.073856,应整理为9.035× 38.74 × 0.07386 = 25.85,结果也应只保留4位有效数字。在作乘、除、开方、乘方运算时,若第一位有效数字等于8或9时,则有效数字位数可多计算1位,如9.03可视为4位有效数字。

在化学测量和计算中,我们常常碰到有效数字的问题,如我们用标准物质邻苯二甲酸氢钾去标定碱的浓度,在分析天平上称得邻苯二甲酸氢钾的质量为1.0025g,在250mL锥形瓶中加入25mL水溶解,用NaOH去滴定,用量为21.37mL,可计算NaOH的浓度。在计算中就涉及到一个有效数字的问题,所谓有效数字,就是指从测量或计算中所能得到的有实际意义的数字。

有效数字的确定:

在实际测定中碰到的数字应该保留几位,这主要取决于测定方法和使用的仪器的精密度。用普通的台秤称量,只能称准至0.1克,而用分析天平测定物质的质量,能称准至0.0001克,因此称量结果1.0025g有5位有效数字,其中最后一位称为不确定数字,用容量瓶或滴定管来测定溶液的体积,能读到0.01 mL,因此体积读数21.37mL是4位有效数字,其中最后1位也属不确定数字。一般保留有效数字中最后一位属不确定数字。

测定结果中的有效数字位数必须根据具体的情况分析得出,特别是数字中含有“0”的情况,必须按不同情况处理。

0前后都有数字,如10.304克,则应把0作为有效数字位数看待,上述有效数字为5位。

如果0位于有效数字后面,则应作为有效数字位数,如21.00为四位有效数字。最后的0的位数不是随便加的,必须与测量精度相一致。如滴定管的测量精度为±0.0mL,测量结果记录为21.00mL就是合理的,其中最后1位为不确定数字,而记录为21.000mL就是不合理的。

如果整数部分为0,则小数部分数字前的0不作为有效数字。如0.000540,前面4个0都不作为有效数字,有效数字位数为3位。

有效数字的运算规则:记录测定数据时,只保留1位不确定数字,有效数字是指数据中全部可靠数字加上一位不确定数字。

在运算中当有效数字位数确定后,各运算数据都应弃去无效的尾数。舍弃的原则是四舍六入,五后有数就进一,五后无数分单双(五前单数要进一,五前双数要舍弃)。

如下列数字保留3位有效数字时,其结果为:

(1)0.3254为0.325(四舍)。

(2)0.3166为0.317(六入)。

(3)0.31152为0.312(五后有数就进一)。

(4)0.3115为0.312(五前单数要进一)。

(5)0.3125为0.312(五前双数要舍弃)。

在进行几个数据相加或相减的运算时,应以小数点后位数最少(即绝对误差最大)的数为依据,如9.0351, 38.74及0.073856三数相加,因各数的最后一位为不确定数字,则38.74中的4已是不确定数字。当三数相加时,须先对数据作一整理,去掉无效数字,才能得到有效结果。

整理后的三数相加为:9.04 +38.74 +0.07=47.85。

在中间运算中,为了不使误差积累从而影响运算结果,可以多保留一位不确定数字,如上面的计算也可写为:9.035 + 38.74 + 0.074 = 47.849 。

最后再经过整理,去掉多保留的不确定数字,得到最后运算结果47.85 。

另外要注意的是,由于电子计算器的普及,多位数字的运算已是很方便的事,不能因为这个原因,在多个数据运算过程中,不是先进行整理去掉那些不合理的数据,而是保留下来进行运算,这样最后有时会得出不合理的甚至是荒谬的结果。

几个数相乘除时,应以有效数字位数最少的(即以相对误差最大的)为标准,弃去过多的位数。如9.0351×38.74×0.073856,应整理为9.035× 38.74 × 0.07386 = 25.85,结果也应只保留4位有效数字。

在作乘、除、开方、乘方运算时,若第一位有效数字等于8或9时,则有效数字位数可多计算1位,如9.03可视为4位有效数字。

在计算过程中,常数π、e、1/2等根式、分数中的有效数字位数,可以认为无限多位,根据运算中其他数据的有效数字位数来确定。

在对数运算中,所取对数位数,应与真数的有效数字位数相等。

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