[분석화학실험] Calibration of Volumetric Glasswares

목차

1. Title

2. Purpose

3. Theory
1) 계통 오차와 우연 오차
2) 정확도와 정밀도
3) 보정
4) 편차와 표준편차
5) G-test
6) 유효숫자
7) 불확정

4. Apparatus and Reagents

5. Procedure

6. Data & Results

7. Discussion

8. References

본문내용

Ⅰ. Title
Calibration of Volumetric Glasswares

Ⅱ. Purpose
Volumetric glassware의 calibration을 통하여 실험에서 발생하는 계통오차를 줄이고, 재현성 있는 실험결과를 얻고, 유효숫자 4자리의 정확한 측정을 할 수 있도록 한다.

Ⅲ. Theory
1. 계통 오차와 우연 오차
실험에서 오차는 발생할 수밖에 없다. 실험 오차는 크게 계통 오차(systematic error)와 우연 오차(random error)로 나눌 수 있다. 계통 오차는 실험 장비에 문제가 있거나 실험 설계를 잘못했을 때 생기는 오차이다. 계통 오차가 발생한 실험을 같은 방법으로 다시 한다면, 같은 오차가 발생한다. 이론상으로 계통 오차는 오차 원인을 찾아 보정할 수 있다. 예를 들어, 어떤 250 mL 부피 플라스크에 문제가 생겨 251 mL만큼의 부피를 옮길 수 있다. 이는 다른 기구를 사용하여 실험을 다시 해보며 문제를 인식하고, 보정할 수 있다.
우연 오차는 측정할 때 실험자가 조절할 수 없는 변수가 생겼을 때 발생하는 오차이다. 우연 오차가 발생한 실험은 보정할 수 없으며, 같은 방법으로 다시 한다고 해서 같은 오차가 발생하지 않는다. 예를 들어, 사람마다 읽는 눈금이 달라 서로 다른 값을 기록할 수 있다. 뿐만 아니라, 한 사람이 눈금을 여러번 읽을 때 무조건 같은 값으로 읽을 수 없어 오차가 발생할 수밖에 없다.

2. 정확도와 정밀도
정확도(accuracy)는 실험 결과가 이론값에 얼마나 가까운가를 나타낸다. 이론값에 가까울수록 정확도가 높다고 말할 수 있다. 정밀도(precision)는 같은 조건에서 실험을 여러 번 했을 때, 그 결과가 서로 얼마나 일치하는가를 나타낸다. 정밀도가 높을수록 같은 조건에서 재실험했을 때 같은 결과를 얻을 수 있고, 정밀도가 높은 실험을 재현성 있는 실험이라고 한다.

참고 자료

Daniel C. Harris · Charles A. Lucy 및 강용철 외 8인 옮김, 분석화학 제 10판, 자유아카데미, 2020
Theodore Brown 외 5인, Chemistry The Central Science 15th global edition, Pearson, 2022