QUANTITATIVES
ANALYTISCHES PRAKTIKUM

LVA 164.249

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Fehlerbetrachtung – Signifikanz der Stellen

Bei jeder Messung treten grundsätzlich Fehler auf. Diese sind auf die Messgenauigkeit der verwendeten Geräte, der Messmethode und der individuellen Sorgfalt des Analytikers zurückzuführen. Fehler sind stets absolute Zahlen, da man ihr Vorzeichen nicht kennt. Ihre Angabe besagt nicht, dass ein Ergebniss falsch sein muss, sondern nur um diesen Beitrag falsch sein kann.

Grobe Fehler wie zum Beispiel durch falsches ablesen oder verrechnen bei der Auswertung verursacht, lassen sich mit entsprechender Sorgfalt bei der Durchführung vermeiden. Durch Wiederholung der Messung lassen sie sich solche Fehler oft erkennen. Systematischen Fehlern kann man dagegen nur schwer ausweichen, da man ihre Ursachen nicht kennt, und auch aus der Messung nicht unbedingt auf sie schließen kann. Wenn zum Beispiel eine Waage auf Grund einer schlechten Kalibrierung einen Unterbefund für die Auswaage liefert, so wird das Ergebnis auch bei noch so guter manueller Durchführung der Analyse nie richtig sein. Zufällige Fehler streuen unregelmäßig um einen Mittelwert und sind das eigentliche Gebiet der Fehlerrechnung. Diese können nur durch mehrfach ausgeführte Analyse und/oder der Erfahrung des Analytikers erkannt und behoben werden - deshalb ist bei jedem Übungsbeispiel zumindest eine Dreifachbestimmung durchzuführen.

Um die bei der Analyse der Probe aufgetretenen Fehler im Ergebnis zu berücksichtigen, wird üblicherweise nicht nur der erzielte Mittelwert sondern auch die erzielte Standardabweichung als Maß für die Streuung der Werte angegeben. Häufig wird auch der Vertrauensbereich (Konfidenzintervall) verwendet, das ist der Bereich der den wahren Parameter der Grundgesamtheit mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit einschließt.

Neben der Fehlerbetrachtung ist bei der Abgabe des Ergebnisses auch die Anzahl der signifikanten Stellen zu berücksichtigen. Unter „signifikanten Stellen“ versteht man jene Stellen im erzielten Ergebnis, welche Aufgrund der Anzeige des Messgeräts mit Sicherheit bekannt sind. Als Grundregel gilt: Kein Ergebnis kann genauer sein als das zur Verfügung stehende Messgerät. Wird zum Beispiel eine Analyse auf einer Wage erstellt, die auf 0,1 mg genau wiegt, so ist das erzielte Auswaage „nur“ auf +/- 0,1 mg exakt (Rundung bei schwankender Anzeige). Die Abgabe eines übergenauen Ergebnisses - zum Beispiel ein durch Mittelung der Einzelergebnisse bestimmter Gehalt von 36,478642 % des zu bestimmenden Analyten in der Probe - ist somit unsinnig, denn die mit der benutzen Analysen-Waage erzielte Anzahl an signifikanten Stellen ist wesentlich geringer. Bei einer fiktiven Auswaage von z.B. 87,6 mg sollte das End-Ergebnis daher nur auf die bekannte Anzahl an Stellen angegeben werden – im zuvor angeführten Beispiel ist der Gehalt also mit drei Stellen anzugeben – z.B. 36,5 %. Im Rahmen der Auswertung – also bei allen Zwischenrechnungen - sollte dagegen mit möglichst vielen Stellen weiter gerechnet werden, da durch vorzeitiges Runden sogenannte Rundungsfehler weitergetragen werden.