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Q30.

配製一個標準溶液時,秤重38.21±0.01g 之標準品溶在250.0±0.2mL 之體積中其真實濃度應在(g/mL)?

化學─有機物檢驗 · 甲級 · 有機化性測定 · Q30

難易度分析

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需先算濃度,接著利用誤差傳播法求取相對不確定度,將兩測量的不確定度平方後相加再開根號,再乘以濃度得到絕對不確定度。這一連串步驟需要對不確定度計算有實務掌握,且要辨識常見陷阱,因此評定為中等難度。

正確答案:①0.1528±0.0001

① 0.1528±0.0001:標準溶液濃度計算為 38.21÷250.0=0.1528 g/mL。依據誤差傳播公式,相對不確定度為 √[(0.01/38.21)²+(0.2/250.0)²]≈0.00084,乘以濃度值得絕對不確定度約為 ±0.0001 g/mL,故此選項正確。

錯誤選項解析

  • ② 0.1528±0.0002:此選項的不確定度 ±0.0002 高估了實際誤差。誤差傳播應採平方和開根號而非直接相加,若將兩相對誤差簡單相加會得到偏大的結果,不符合統計學上的獨立隨機誤差處理原則。
  • ③ 0.1528±0.0003:此選項的不確定度 ±0.0003 明顯偏大,可能是將質量與體積的絕對誤差直接相加(0.01+0.2)後再進行運算,此為錯誤的誤差計算方式,违背誤差傳播的數學基礎。
  • ④ 0.1528±0.0004:此選項的不確定度 ±0.0004 為最大偏差值,完全偏離正確的誤差傳播計算結果。在分析化學中,標準溶液配製的精密度評估必須嚴格遵循不確定度傳播定律,不可任意放大或縮小。
Learning Tip

"本題核心考點為誤差傳播定律在標準溶液配製中的應用。常見陷阱是將各測量的絕對誤差直接相加,正確做法應先轉換為相對不確定度後,以平方和開根號計算。實務上,體積量測誤差(±0.2 mL)通常遠大於稱量誤差(±0.01 g),為主要誤差來源,操作時應優先選用高精度容量瓶以控制總體不確定度。"

學員答題分佈

①0.1528±0.00010%
②0.1528±0.00020%
③0.1528±0.00030%
④0.1528±0.00040%

此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析!

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