化學(xué)實(shí)驗(yàn)離不開對化學(xué)量的檢測,檢測有直接的,也有間接的.因?yàn)閮x器、實(shí)驗(yàn)條件、環(huán)境等誘因的限制,檢測不可能無限精確,化學(xué)量的檢測值與客觀存在的真實(shí)值之間總會(huì)存在著一定的差別,這些差別就是檢測偏差.
設(shè)被檢測的真值（真正的大小）為a,測得值為x,偏差為ε,則
x－a=ε
偏差與錯(cuò)誤不同,錯(cuò)誤是應(yīng)當(dāng)并且可以防止的,而偏差是不可能絕對防止的.從實(shí)驗(yàn)的原理,實(shí)驗(yàn)所用的儀器及儀器的調(diào)整,到對化學(xué)量的每次檢測,都不可防止地存在偏差,并貫串于整個(gè)實(shí)驗(yàn)仍然.
一、誤差的形成
按照偏差形成的緣由及性質(zhì)可分為系統(tǒng)偏差與碰巧偏差兩類.
1．系統(tǒng)偏差
因?yàn)閮x器結(jié)構(gòu)上不夠健全或儀器未經(jīng)挺好校正等誘因會(huì)形成偏差.諸如,各類刻度尺的熱脹冷縮,濕度計(jì)、表盤的刻度不確切等就會(huì)導(dǎo)致偏差.
因?yàn)閷?shí)驗(yàn)本身所根據(jù)的理論、公式的近似性,或則對實(shí)驗(yàn)條件、測量方式的考慮不周也會(huì)導(dǎo)致偏差.諸如,力學(xué)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常沒有考慮散熱的影響,用伏安法測內(nèi)阻時(shí)沒有考慮水表電阻的影響等.
因?yàn)闄z測者的生理特征,比如反應(yīng)速率,辨別能力,甚至固有習(xí)慣等也會(huì)在檢測中導(dǎo)致偏差.
以上都是導(dǎo)致系統(tǒng)偏差的誘因.系統(tǒng)偏差的特征是檢測結(jié)果向一個(gè)方向偏離,其數(shù)值按一定規(guī)律變化.我們應(yīng)按照具體的實(shí)驗(yàn)條件,系統(tǒng)偏差的特性,找出形成系統(tǒng)偏差的主要誘因,采取適當(dāng)舉措增加它的影響.
2．碰巧偏差
在相同條件下,對同一化學(xué)量進(jìn)行多次檢測,因?yàn)楦黝惻銮烧T因,會(huì)出現(xiàn)檢測值時(shí)而偏大,時(shí)而偏小的偏差現(xiàn)象,這種類型的偏差稱作碰巧偏差.
形成碰巧偏差的誘因好多,比如讀數(shù)時(shí),視線的位置不正確,檢測點(diǎn)的位置不確切,實(shí)驗(yàn)儀器因?yàn)榄h(huán)境濕度、濕度、電源電流不穩(wěn)定、振動(dòng)等誘因的影響而形成微小變化,等等,這種誘因的影響通常是微小的,但是無法確定某個(gè)誘因形成的具體影響的大小,因而碰巧偏差無法找出緣由加以排除.
然而實(shí)驗(yàn)表明,大量次數(shù)的檢測所得到的一系列數(shù)據(jù)的碰巧偏差都服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,這種規(guī)律有：
（1）絕對值相等的正的與負(fù)的偏差出現(xiàn)機(jī)會(huì)相同；
（2）絕對值小的偏差比絕對值大的偏差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；
（2）偏差不會(huì)超出一定的范圍.
實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明,在確定的檢測條件下,對同一化學(xué)量進(jìn)行多次檢測,但是用它的算術(shù)平均值作為該化學(xué)量的檢測結(jié)果,才能比較好地降低碰巧偏差.
二、誤差的表示
1．絕對偏差
設(shè)某化學(xué)量的檢測值為x,它的真值為a,則x－a=ε；由此式所表示的偏差ε和檢測值x具有相同的單位,它反映檢測值偏離真值的大小,所以稱為絕對偏差.
有了絕對偏差之后．一般把檢測結(jié)果表示成的方式,為多次檢測的平均值.
2．相對偏差
偏差還有一種表示方式,叫相對偏差物理測量長度估讀,它是絕對偏差與檢測值或多次檢測的平均值的比值,即或,但是一般將其結(jié)果表演示成非分?jǐn)?shù)的方式,所以也叫百分偏差.
絕對偏差可以表示一個(gè)檢測結(jié)果的可靠程度,而相對偏差則可以比較不同檢測結(jié)果的可靠性.諸如,檢測兩條線段的厚度,第一條線段用最小刻度為毫米的刻度尺檢測時(shí)讀數(shù)為10．3毫米,絕對偏差為0．1毫米（值讀得比較確切時(shí)）,相對偏差為0.97%,而用確切度為0．02毫米的游標(biāo)千分尺測得的結(jié)果為10．28毫米物理測量長度估讀,絕對偏差為0．02毫米,相對偏差為0．19%；第二條線用上述檢測工具分別測出的結(jié)果為19．6毫米和19．64毫米,后者的絕對偏差仍為0．1毫米,相對偏差為0．51%,前者的絕對偏差為0．02毫米,相對偏差為0．1%.比較這兩條線的檢測結(jié)果,可以看見,用相同的檢測工具檢測時(shí),絕對偏差沒有變化,用不同的檢測工具檢測時(shí),絕對偏差顯著不同,確切度高的工具所得到的絕對偏差小.但是相對偏差則除了與所用檢測工具有關(guān),但是也與被檢測的大小有關(guān),當(dāng)用同一種工具檢測時(shí),被檢測的數(shù)值越大,檢測結(jié)果的相對偏差就越小.