分析化学有效数字的问题

2.187*0.854+9.6*10^-5-0.0326*0.00814按有效数字运算规则,等于多少? 答案好像是1.868。但是0.845不是三位有效数字吗?2.187*0.854的结果应该是1.87啊。最终结果也应该是1.87才对吧。请懂得人来探讨一下!!!!!!!!

2.187*0.854+9.6*10^-5-0.0326*0.00814里有着多个不同的有效数字。按照分析化学的常规应该是把所有数字统一成标准的表达式再按最小有效数字加一位的方法计算,最终结果再按“四舍六入五成双”的方法保留到该最小有效数字位。在本题中9.6*10^-5只有两位有效数字,所以应按三位有效数字计算,并把结果表达为两位有效数字。即把上式变形为:
2.19*8.54*10^-1 + 9.6*10^-5 - 3.26*10^-2*8.14*10^-3 = 1.87 + 9.6*10^-5 - 2.65*10^-4 = 1.87
答:计算结果为1.9。

如果题意指定了要保留三位有效数字,则应按四位进行计算,上式应变形为:
2.187*8.540*10^-1 + 9.600*10^-5 - 3.260*10^-2*8.140*10^-3 = 1.868 + 9.600*10^-5 - 2.654*10^-4 = 1.868
答:计算结果为1.87。追问

兄台,我的理解是加减法的计算规则是看小数点位数最少的数,而9.6*10^-5=0.000096,它是6位小数(虽然是两位有效数字),不影响最终结果。但是2.187*0.854这一项是乘法,按规则应该看有效数字位数最少的,应保留3位有效数字才对。所以这一项结果应该为1.87(三位有效数字),从而得到最终计算结果1.87(两位小数)

追答

“有效数字”和“小数位数”是两个不同的概念,不应同时并用。“小数位数”是一个纯数学的概念,它表征一个数字用了小数点后多少位的数码来表达。“有效数字”则是一个与物理量密切相关的概念,它指用一个手段对某物理量进行测量的过程中所能够获取的数值,它反映出该测量方法的精度(“小数位数”不反映这一点!)。如直尺测量一个长度的精度就远不及激光测的,日晷测量的一个时间就不及钟表的,等等。当然测量精度不可避免地影响到最终计算结果的精度,所以分析化学必须以“有效数字”为准则,而不是“小数位数”。而且,正如你的例子里提到的“六位小数”实际上表达的有效数字只有两位,所以“小数位数”是一个很不准确的概念。在现今的教学过程中也要先把数值的表达形式标准化以后再才讨论“小数位数”,如把0.000096先变形为9.6*10^-5,最后指出它只有一位小数。

追问

有效数字运算规则中
加减法的计算为了使绝对误差最小,应以小数点后位数最少的数据为准,其他的数据均修约到这一位。根据是小数点后位数最少的数的绝对误差最大。
乘除法运算中为了使相对误差最小,应以有效数字位数最少的那个数据为准。根据是这个数的相对误差最大

追答

如上所说,“有效数字”和“小数位数”是两个不同的概念,不应把不同形式的数字不加转化直接比较。应先把比较对象标准化,以科学记数法表达出来再作比较和决定取舍。如

阿伏伽德罗常数:6.02214129±0.00000027×10^23(602214129000000000000000 ±27000000000000000)
电子的质量:9.10938215×10^-31千克(0.000000000000000000000000000000910938215千克)
这时我们可以说它们的有效数字都是9位(而不是一个为24位,另一个为40位),因此其测量精度是在同一水平上,其计算值具有可比性。同时,我们也可以说它们的小数位数都是8位(而不是一个为0位,另一个为39位)。

你摘录的有效数字运算规则也是以这一要求为前提的。否则如果保持数字的原始形态(括号里的数值),电子的质量就会被修约为零,还怎么能进行后续的计算(如求1mol电子的质量)呢?

仅供你参考。

追问

你可能没明白我的意思。
这一题有加减有乘除,先算乘除再算加减,算乘除的时候按照乘除法的规则,所以第一项的结果是不是1.87(以有效位数最少为准),再算加减,将每一项加在一起时要按照加减法规则(以小数位数最少为准),最终结果是不是1.87(保留两位小数)。

追答

请参见我最初的回答。如果题目里没有指明是几位有效数字,只能根据已有数字的形式判断,那就是两位有效数字:9.6*10^-5,计算结果应该为1.9。
如果题目里在别的地方已经指明是要求三位有效数字,那计算结果就应是1.87。(这与运算顺序无关。)

希望你能跟你们的定量分析老师进一步探讨一下这个问题。再说一遍,不要把两个不同的概念混用。(就像我如果问你1千克加0.2分钟等于多少,你一定会觉得我是个怪人一样。:) )

追问

虽然你的回答很认真,但是加减法的运算规则真的不是看有效数字,就像190.1+9.9=?如果按你说的看有效数字位数,结果是多少?
正确的结果是200.0(一位小数)

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第1个回答  2023-01-10
乘法保留有效数字最少的,即1.87,0.000265,加减以小数位数最少为准,9.6x10-5应该算小数点后一位吧,所以最终应该保留一位小数