Значения коэффициента Стьюдента



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Значения коэффициента Стьюдента



Число измерений, n Надежность, Р
0,6 0,8 0,95 0,99
1,376 3,078 12,706 63,657
1,061 1,886 4,303 9,925
0,978 1,638 3,182 5,841
0,941 1,533 2,776 4,604

Обычно величина надежности задается равной 95% или 0,95.

Величина среднеквадратичной ошибки позволяет вычислить вероятность попадания истинного значения измеряемой величины в любой интервал вблизи среднего арифметического. Точность полученного результата выражают формулой:

или:

Ошибка определения рассчитывается по формуле:

Ошибка определения не должна превышать 1%, иначе данные анализа будут недостоверными.

 

6.2. Пример решения индивидуального задания

Пример.

Условия заданий:

1.Определить содержание взвешенных веществ в 1 дм3 воды, если известно, что объем отфильтрованной пробы воды - 100 см3. Вес бюкса с высушенным фильтром равен: 30,145; 30,140; 30,156; 30,147 г. Вес бюкса с высушенным фильтром со взвешенными веществами равен: 30,291; 30,286;30,300; 30,295 г.

2. Выполнить статистическую обработку результатов исследования.

 

Решение

 

1). Среднее арифметическое веса бюкса с высушенным фильтром и фильтром с взвешенными веществами:

 

2). Масса взвешенного вещества:

Содержание взвешенных веществ в 1 дм3 раствора:

0,146 г содержится в 100 см3

х г −−−−−−−−− в 1000 см3

 

3). Средняя квадратичная ошибка отдельного определения:

 

1. 30,145 0,002 4·10-6 30,291 0,002 4·10-6
2. 30,140 0,007 49·10-6 30,286 0,007 49·10-6
3. 30,156 - 0,009 81·10-6 30,300 - 0,007 49·10-6
4. 30,147 30,295 - 0,002 4·10-6
Σ   134·10-6   106·10-6

 

4). Средняя квадратичная ошибка среднего арифметического:

 

5). Определить Δm и соответственно Δm':

Коэффициент Стьюдента t=3,182 при n=4 (табл.6,8):

 

 

Точность анализа:

г/дм3

 

, г/дм3

6). Ошибка определения:

 

Вывод: Ошибка определения в обоих случаях менее 1%, поэтому анализ проведен с высокой достоверностью.

6.3. Индивидуальные задания

Условия заданий(табл.6.9):

1.Определить содержание взвешенных веществ в 1 дм3 воды;

2. Выполнить статистическую обработку результатов исследования.


Таблица 6.9

Содержание взвешенных веществ в исследуемой воде

№ зада- ния   Объем отфильтро- ванной пробы воды, см3 Вес бюкса с высушенным фильтром, г: Вес бюкса с высушенным фильтром со взвешенными веществами, г:
Число параллельных опытов Число параллельных опытов
17,363 17,369 17,380 17,381 17,398 17,380 17,367 17,395
13,762 13,770 13,778 13,758 13,962 13,962 13,978 13,971
20,153 20,150 20,148 20,157 20,357 20,370 20,378 20,389
15,638 15,646 15,629 15,639 15,758 15,768 15,752 15,764
18,091 18,070 18,105 18,080 18,361 18,380 18,368 18,375
16,636 16,641 16,629 16,654 16,758 16,764 16,750 16,740
27,675 27,684 27,690 27,680 27,835 27,842 27,850 27,820
10,321 10,286 10,295 10,316 10,475 10,499 10,480 10,468
23,562 23,570 23,552 23,580 23,600 23,595 23,605 23,590
14,432 14,441 14,458 14,447 14,651 14,668 14,680 14,657
12,156 12,163 12,168 12,155 12,180 12,193 12,178 12,183
24,960 24,980 24,970 24,968 25,021 25,021 25,016 25,038
11,865 11,873 11,875 11,890 11,915 11,920 11,908 11,933
33,275 33,289 33,296 33,270 33,300 33,310 33,325 33,308
25,811 25,818 25,808 25,821 25,936 25,950 25,948 25,959
10,096 10,105 10,123 10,108 10,357 10,363 10,370 10,370
15,096 15,104 15,110 15,120 15,412 15,421 15,435 15,426
27,831 27,848 27,840 27,856 28,232 28,220 28,229 28,245
28,567 28,558 28,582 28,590 28,820 28,841 28,835 28,844
22,511 22,489 22,480 22,505 22,861 22,848 22,857 22,855

Продолжение табл. 6.9

№ зада- ния   Объем отфильтро- ванной пробы воды, см3 Вес бюкса с высушенным фильтром, г Вес бюкса с высушенным фильтром со взвешенными веществами, г
Число параллельных опытов Число параллельных опытов
8,218 8,229 8,235 8,225 8,357 8,390 8,378 8,365
4,365 4,383 4,390 4,387 4,426 4,448 4,461 4,450
7,117 7,146 7,131 7,133 7,403 7,374 7,389 7,395
5,431 5,425 5,440 5,456 5,743 5,770 5,765 5,758
6,498 6,530 6,518 6,520 6,890 6,924 6,908 6,895
10,241 10,218 10,240 10,209 10,567 10,551 10,575 10,583
9,671 9,650 9,648 9,675 9,965 9,942 9,970 9,954
13,164 13,135 13,147 13,170 13,613 13,600 13,581 13,622
8,536 8,564 8,543 8,556 8,841 8,818 8,832 8,826
15,334 15,301 15,357 15,345 15,841 15,818 15,823 15,830
17,353 17,359 17,37 17,371 17,398 17,38 17,367 17,395
13,752 13,76 13,768 13,758 13,952 13,952 13,968 13,961
20,154 20,151 20,149 20,158 20,358 20,371 20,379 20,39
14,638 14,646 14,629 14,639 14,758 14,768 14,752 14,764
18,191 18,17 18,205 18,18 18,461 18,48 18,468 18,475
16,736 16,741 16,729 16,754 16,858 16,864 16,85 16,84
25,675 25,684 25,690 25,680 25,835 25,842 25,85 25,82
10,322 10,287 10,296 10,317 10,476 10,499 10,481 10,469
21,562 21,57 21,552 21,58 21,600 21,595 21,605 21,590

 

Продолжение табл. 6.9

 

№ зада- ния   Объем отфильтро- ванной пробы воды, см3 Вес бюкса с высушенным фильтром, г Вес бюкса с высушенным фильтром со взвешенными веществами, г
Число параллельных опытов Число параллельных опытов
14,442 14,451 14,468 14,457 14,661 14,678 14,69 14,667
12,155 12,162 12,167 12,154 12,181 12,194 12,179 12,184
24,962 24,982 24,972 24,97 25,023 25,023 25,018 25,04
11,865 11,863 11,865 11,88 11,905 11,91 11,908 11,923
32,275 32,289 32,296 32,27 32,3 32,31 32,325 32,308
20,811 20,818 20,808 20,821 20,936 20,95 20,948 20,959
10,097 10,106 10,124 10,109 10,358 10,364 10,371 10,371
15,095 15,103 15,11 15,12 15,411 15,42 15,434 15,42
27,821 27,838 27,83 27,846 28,221 28,22 28,219 28,235
28,566 28,557 28,581 28,59 28,82 28,842 28,836 28,845
21,512 21,489 21,480 21,506 21,862 21,849 21,858 21,856

7. Расчетное задание по оценке качества питьевой воды

Теоретическая часть

Питьевая вода, непосредственно используемая населением, должна быть доброкачественной, то есть иметь благоприятные органолептические свойства, безвредной по химическому составу и содержанию радионуклидов, безопасной в эпидемическом отношении и физиологически полноценной. В Украине качество воды централизованного питьевого водоснабжения регламентируют Государственные санитарные нормы и правила (ГСанПиН 2.2.4-171-10). Согласно нормативным требованиям, все показатели качества питьевой воды можно разделить на следующие основные группы:

1) органолептические показатели;

2) токсикологические показатели безвредности химического состава воды;

3) показатели эпидемической безопасности воды.

Органолептические показатели (свойства) воды — это признаки, которые воспринимаются органами чувств и оцениваются по интенсивности их проявления. Эти показатели называются физико - органолептическими.

Запах, вкус и привкус являются важными гигиеническими показателями качества питьевой воды. Неприятные запах, вкус и привкус воды резко ограничивают ее использование. Специфическиезапах, вкус и привкус свидетельствуют о загрязнении воды. Природныйзапах, вкус и привкус указывают на наличие в воде органических и неорганических веществ, которые образовались в результате жизнедеятельности водных организмов и биохимических процессов переработки органических соединений (гуминовых веществ), попавших в воду из почвы. Запах воды характеризуется видами запаха и интенсивностью запаха. По характеру запахи бывают природные (болотный, затхлый, травяной и т.д.); специфические, вызванные техногенными причинами (аптечный, хлорфенольный и т.д.); неопределенные. Различают 4 вида вкуса воды: соленый, горький, кислый, сладкий. Остальные виды вкусовых ощущений называются привкусами: щелочной, железистый, хлорный, металлическийи т.д. Качественной считается вода, не имеющая запаха, вкуса и привкуса. Интенсивность этих показателей в воде оценивают в баллах.

Цветность— природное качество воды, которое зависит от количества находящихся в ней гуминовых органических веществ и их солей (гуматов), поступающих в воду из почвы; соединений трехвалентного железа;наличия взвешенных веществ;массовым развитием водорослей. Цветность воды измеряют в градусах путем сравнения ее интенсивности с окраской стандартных растворов по специальной шкале.

Мутностьводы обусловлена взвешенными веществами органического и неорганического происхождения (глины, ила, органических коллоидов, планктона). Для определения уровня мутности воды в мг/дм3 используют стандартную каолиновую шкалу - набор суспензий белой глины в дистиллированной воде.

30.

Химические вещества, влияющие на органолептические свойства воды, -это вещества, встречающиеся в природных водах или добавляемые к воде в процессе обработки. Их называют еще химико-органолептическими показателями. К этим показателям относят:

Водородный показатель(рН) — это природное качество воды, обусловленное наличием свободных ионов водорода. Вода большинства поверхностных водных источников имеет рН 6,5 - 8,5, а подземных вод — 6,0 - 9,0. Изменение водородного показателя воды свидетельствует о загрязнении источника водоснабжения кислыми или щелочными сточными водами.

Жесткость общая— это природное свойство воды, обусловленное содержанием растворенных в ней сульфатов, хлоридов, карбонатов, гидрокарбонатов ионов кальция и магния. Значительное содержание в воде солей жесткости придает воде горький вкус, который ощущается, если общая жесткость больше

7 ммоль/дм3.

Сульфаты и хлоридыраспространены в природной воде в виде солей натрия, калия, кальция, магния и других металлов. Присутствие хлоридов и сульфатов в воде водных объектов может быть обусловлено причинами природными(проникновение из почвы) и антропогенными (загрязнение водоемов сточными водами). Сульфаты и хлориды влияют на органолептические свойства питьевой воды, первые придают ей горький, а вторые — соленый вкус.

Сухой остатокхарактеризует содержание в воде нелетучих растворенных минеральных веществ и, частично, органических веществ, в том числе коллоидных. Горький или соленый вкус питьевой воды не ощущается в том случае, если общая минерализация не превышает 1000 мг/дм3 (вода пресная).

Токсикологические показатели безвредности химического состава — это показатели, обеспечивающие отсутствие в воде вредных химических веществ в концентрациях, которые могут отрицательно влиять на здоровье человека и вызывать различные заболевания. К ним относят: металлы (барий и никель); органические компоненты - тригалометаны (хлороформ, дибромхлорметан, тетрахлороуглерод) и пестициды; интегральные показатели (перманганатная окисляемость и общий органический углерод). Перманганатная окисляемость (КМnO4) — это количество кислорода (мг), необходимого для химического окисления органических и неорганических веществ (солей двухвалентного железа, сероводорода, аммонийных солей, нитритов и т.д.), содержащихся в 1 дм3 воды. Вода не должна содержать токсические компоненты (ртуть, таллий, кадмий, нитриты, цианиды, хром (+6), 1,1-дихлорэтилен, 1,2-дихлорэтан, бензапирен) выше допустимой нормы.

Показатели эпидемической безопасности. Безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяют общим числом микроорганизмов (ОМЧ), числом бактерий группы кишечных палочек (индекс БГКП), а также показателями, которые характеризуют наличие бактерий, вирусов и других биологических примесей. Паразитологические показатели безопасности питьевой воды— число патогенных кишечных простейших и число кишечных гельминтов в 25 дм3 исследуемой воды.

7.2. Пример решения индивидуального задания

 

Условие задания: Оценить качество исследуемой воды заданного состава поГСанПиН 2.2.4-171-10:

Таблица 7.10

Состав исследуемой воды

Показатели Исследуемая вода: ГСанПиН 2.2.4-171-10
мг/дм3 мг-экв/дм3
Температура, оС -  
рН 7,1 - 6,5 – 8,5
Цветность, град. - ≤ 20 (35)
Запах при 20оС (60о), баллы - ≤ 2
Мутность 0,5 - ≤ 0,58 (1,74)
Кальций 80 : 20,04= 4,0  
Магний 55 : 12,16= 4,5  
Натрий (расчетный) - - ≤ 200
Гидрокарбонаты 415 : 61= 6,8  
Сульфаты 168 : 48 = 3,5 ≤ 250 (500)
Хлориды 149 : 35,5 = 4,2 ≤ 250 (350)
Углекислый газ    
Общая щелочность - 6,8  
Перманганатная окисляемость, мгО/дм3 2,5 - ≤ 5
ОМЧ, КОЕ/см3 - ≤ 100

Решение

1). Для решения данного задания необходимо рассчитать концентрацию ионов в мг - экв/дм3.

Для этого концентрацию иона в мг/дм3 следует разделить на эквивалентную массу иона (см. табл. 7.10). Например:

где: [Ca2+] - концентрация иона в мг/дм3; Э - эквивалентная масса иона кальция.

 

2). На основании экспериментальных данных состава воды, приведенных в табл. 7.10, рассчитываем концентрацию неизвестного ионанатрия.

Поскольку вода электронейтральна:

å анионов = å катионов,мг - экв/дм3.

[SO4 2-] + [Cl-] + [HCO3-] = [Ca2+] + [Mg2+] + [Na+]

где: [SO42-], [Cl-], [HCO3-], [Ca2+], [Mg2+], [Na+] – концентрация ионов в

мг -экв/дм3.

Концентрацию неизвестного иона (натрия) рассчитываем следующим образом:

[Na+] (расчетный) = ( [SO4 2- ]+ [Cl-] + [HCO3-] ) – ( [Ca2+] + [Mg2+] ) =

= (3,5 + 4,2 + 6,8) – (4,0 + 4,5) = 6,0 мг-экв/дм3

[Na+] = 6,0 мг-экв/дм3 • 23=138 мг/дм3

Содержание в исследуемой воде иона[Na+] = 138 мг/дм3 ПДК = 200 мг/дм3

соответствует ГСанПиН

3). Расчет величины сухого остатка (солесодержание). Рассчитываем сухой остаток как сумму анионов и катионов в мг/дм3 (концентрацию гидрокарбонатных ионов делят на 2):

сухой остаток (расчетный)= [SO4 2- ]+ [Cl-]+ + [Ca2+] + [Mg2+]+ [Na+] = =168 + 149 + 415/2 + 80 + 55 + 138 = 798 мг/дм 3 < 1000 мг/дм3 -

Соответствует ГСанПиН

4). Результаты расчетов содержания главных ионов в исследуемой воде

вносим в табл.7.11.

Таблица 7.11

Содержание главных ионов в воде

Концентрация:
катионы мг/ дм3 мг - экв/дм3 анионы мг/ дм3 мг - экв/дм3
Ca2+ 4,0 HCO3- 6,8
Mg2+ 4,5 SO42- 3,5
Na+ 6,0 Cl- 4,2

 

5). Содержание взвешенных веществ (мутность) в исследуемой воде не превышает допустимую норму:

0,5 мг/дм3 ≤ 0,58мг/дм3 - соответствует ГСанПиН

6). Содержание хлоридов и сульфатов в пределах ПДК:

[Cl-] = 149 мг/дм3 < 250 мг/дм3

[ SO4 2-] = 168 мг/дм3 < 250 мг/дм3

Сумма отношений концентраций хлоридов и сульфатов к ПДК не должна превышать 1:

Соответственно:

- не соответствует ГСанПиН

7). Величина показателя жесткость общая равна:

Жо = > 7 мг – экв/дм3

- не соответствует ГСанПиН

 

8). рН = 7,1 находится в пределах 6,5 – 8,5 – соответствуетГСанПиН.

9). Вычислить концентрацию водородных и гидроксильных ионов в воде при

рН = 7,1.

Концентрация водородных ионов рассчитывается по формуле:

+] = 10-рН = 10 -7,1 = 7,94 •10-8 моль/дм3

Концентрация гидроксильных ионов рассчитывается по формуле:

[OН-] = 10-рOН

рОН = 14 – рН = 14 – 7,1 = 6,9

[OН-] = 10 -6,9 = 1,26 • 10 -7 моль/дм3

 

10). Показатель перманганатная окисляемость 2,5 мгО/дм3 < 5,0 мгО/дм3

соответствуетГСанПиН.

11). Оценка качества воды по микробиологическим показателям:

ОМЧ = 150 КОЕ/см3 > 100 КОЕ/см3не соответствует ГСанПиН.

12). Показатели цветность, запах и мутность- соответствуют ГСанПиН.

Заключение:Качество исследуемой воды по приведенным показателям не соответствует требованиям ГСанПиН 2.2.4-171-10 для воды централизованного питьевого водоснабжения.

7.3. Индивидуальные задания

Условие задания(табл. 7.12): Оценить качество исследуемой воды заданного состава поГСанПиН 2.2.4 – 171 - 10.

 



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 35.172.136.29 (0.028 с.)