无汞定铁法测量不确定度的评定.pdf

化学工程师 C h e m i ca l E n g in e e r 2 0 1 0年第 4期 分 析 化 学 文章 编号 1 0 0 2 1 1 2 4 2 0 1 0 1 0 4 0 0 3 0 0 2 无汞定铁 法测量不确定度 的评 定 吕朝霞 王庆辉 张金英 王晓燕 刘淑萍 河北理工大学 河北 唐 山 0 6 3 0 0 9 摘要 无汞定铁法是钢铁行业中的一种新方法 本文依据 G B T 2 2 3 6 0 1 9 9 9检测方法所规定的测量程 序 分析了此方法的不确定度来源 讨论了影响铁含量的各种因素 结果得出测量的重复性实验是主要影响 因素 计算出合成不确定度 扩展不确定度和测定结果报告 关键词 无汞定铁法 不确定度 评定 影响因素 中图分类号 0 6 5 5 2 文献标 识码 A E t im a t io n o f u nce r t aint y f or Fe a na l y s is b y u s ing no hy dr a r g yr um L V Z h a o x i a WA N G Q i n g h u i Z H A N G J in y i n g WA N G X i a o y a n L I U S h u p i n g H e b e i P o l y t e ch n ic U n i v e r s i t y T a n g s h a n 0 6 3 0 0 9 C h i n a Ab s t r a ct I t is a n e w me t h o d o f F e a n a l y s is b y u s in g n o h y d r a r g y r u m in s t e e 1 B a s e d o n t h e me a s u r e p r in cip l e t h a t p r e s cr ipt e d o f GB T22 3 6 0 1 99 9 t he S o ur ce s o f u nce r t a in t y we r e a na l y z e d t h e in f e ct io n f a ct o r s o f Fe co n t e n t w a s d is cu s s e d a n d t h e r e s u l t s s h o we d t h a t d e t e r min a t io n u n ce r t a in t y wa s ma in l y d u e t o me a s u r e me n t r e p e a t a b il it y T h e co mp o n e n t s o f co mb in e d s t a n d a r d u n ce r t a in t y e x p a n d e d u n c e rta in t y a n d d e t e rm in a t io n r e s u l t w e r e ca l cu l a t e d Ke y wor ds Fe a n a l ys is b y u s in g no h y dr a r g y r um un ce r t a in t y e s t ima t ion in f e ct io n f a ct o r s 测量不确定度是评定测量水平 的指标 是判定 测量结果质量的依据 它不仅包含了统计学函数分 布 还加入了置信度 的概念 本文 以无汞定铁法 为 实例 找出影 响测量结果 的各个分量 进行测量不 确定度 的评定 1 测定 方法 准确称取 0 1 7 0 0 g样 品 F e 2 0 3 置于 2 5 0 m L的 锥形瓶 中 用少量水润湿 加入浓 HC 1 然后低 温加 热至溶解完全 用 少量水 冲洗表 面皿和瓶壁 加热 至近沸趁热滴加 1 0 S n C 1 溶液 将大部分 F e 还原为 F e 2 此时溶液由黄色变为浅黄色 加入 l m L的 N a 2 WO 溶液 滴加 T iC I 溶液至出现蓝色 并过量一滴 冷却 至室温 用水稀释溶液至 1 5 0 mL 加 0 4 C u S O 溶 液 2 D 待蓝色褪尽 1 2 mi n后 加入 1 0 m L硫 一磷混 酸 加 4 D二苯胺磺酸钠为指示剂 立即用 K C r 2 0 7 准溶液滴定至溶液呈稳定的紫色即为终点 计算铁 的百分含量 2 仪器设备及试剂 5 0 m L 滴定管 0 0 0 0 1 g 天平 1 0 0 0 m L 容量瓶 收稿 日期 2 0 1 0 0 2 2 0 作者简介 刘淑萍 1 9 5 7 一 女 教授 现从事仪器分析及纳米材料制 备表征 K C r 2 0 标准溶 液 O O l O 0 0 m o l L 按计 算量 称取在 1 5 0 1 8 0 C 烘干的基准重铬酸钾固体 溶于水 然后移人 1 0 0 0 m L的容量瓶中 用水稀释至刻度 摇匀 从上 面的测定过程分析 测量不确定度主要来 源有称样 标定 标准溶液配制及测量过程的重复性 3 不确定度各分量的评定 3 1 天平称量 引入 的不确定度 E l 电子天平允许误差为 0 1 mg 自由度为 按 矩形分布计算标准不确定度 为 U I1 0 1 0 0 5 7 7 线性分量应重复计算 2次 一次是空盘 另一 次为毛重 产生的不确定度为 则相对标准不确定 度为 2 2 U1 V2 0 0 5 7 7 O 0 8 1 6 mg 3 2 重铬酸钾标准溶液配制引入不确定度 U 2 3 2 1 配制时所 用基准重铬酸钾纯度 P的不确定 度在供应商 的证书上给出基 准重铬酸钾 的纯度 为 1 0 0 0 0 0 5 因此 辟 1 0 0 0 0 0 0 0 5 按矩形分布处理 3 则标准不确定度为 O o o o 5 V 3 0 0 0 0 2 9 则相对标准不确定度为 0 0 0 0 29 2 0 1 0年第 4期 吕朝 霞等 无 汞定铁 法测量 不确定度的评定 3 2 2 质 量 m基 准的 不 确 定 度 采 用 电 子 天 平 0 0 0 0 1 g 配制 1 0 0 0 m L浓度为 0 0 1 0 0 0 to o l I J I 的标 准溶液 相应称取基准重铬酸钾的质量为 4 9 0 3 0 g 按 3 1 计算称量过程 中的标准不确定度为 u f O 0 8 1 6 mg 则相对标准不确定度为 0 0 00 01 66 3 2 3 定容体积 的不确定度 校准 根据 J J G1 2 8 0 6 9 1 规定 l O 0 0 m L A 级容 量瓶最大允差为 0 4 0 r n L 按三角形分布 则由容量瓶体积校准产生的不确定度为 0 4 0 N 6 0 1 6 mL 重复性 由于充满容量瓶 的变化引起 的不确定 度可 以通过该容量瓶的典型样 品的重 复性实验来 评估 对典型的 1 0 0 0 mL容量瓶充满 1 O次并称量的 实验 得 出标准偏差为 0 0 1 2 mL 这可直接用作不确 定 度 0 0 1 2 m L 温度 根据制造商 的规定 容量瓶 的校准温度 是 2 0 而配制温度是 2 0 3 通过温度范围和 体积膨胀系数估算可 以计算温度效应产生 的不确 定度 一般认为 液体体积膨胀 比容量瓶体积膨胀 大 因此 只考虑液体体积膨胀 水的膨胀系数是 2 1 1 0 4 而温 度效 应 导致 的体 积 变化 为 1 0 0 0 3 2 1 1 0 0 6 3 m L 按矩形分布 k 则温度引起的体积不确定度为 O 6 3 厂 O 3 6 mL 合成以上三个不确定度分量 得到体积 的 不确定度为 v 1 v f f r J2 0 3 9 mL 相对标准不确定度为 器 一 o o o 则重 铬酸钾标准溶液制备过程 的合成 相对 标 准不确定度为 j V 0 0 0 0 2 9 0 0 0 0 0 1 6 6 0 0 0 0 3 9 一 0 0 0 0 4 9 3 3 滴定样品时的标准不确定度 滴定样 品时的不确定度主要是 5 0 0 0 mL滴定 管 和滴定时的重复性测定 5 0 mL滴定管的不 确定度来源于移液管的最大允许误差和重复性影 响 用 5 0 m L滴定管滴定 消耗 3 0 1 3 m L体积最大 允许误差 0 0 5 m L 按三角形分布 支 则 由滴 定管体积校准产生的不确定度为 U I v 0 5 5 0 0 0 2 0 mL 重复性包含在测量的重复性中 不再统 计 因此 体积 V 的标准不确定度为 0 0 2 0mL 相对标准不确定度为 0 0 0 06 6 滴定 时的重复性也包含在测量 的重复性 中 在 这里也不再统计 因此 0 0 0 0 6 6 3 4 测量重复性不确定度 对待测样品在选定 的条件下平行 测定 1 0次 其 测 定 结 果 如 下 5 8 2 0 5 8 8 0 5 8 4 4 5 9 1 0 5 9 8 0 5 8 4 9 5 9 9 5 6 O 1 0 6 0 4 5 5 9 9 7 其 平均值 为 5 9 3 3 根 辑 公 式 Jq 计 算 其标准不确定度为 0 2 5 7 6 相对标准不确定度为 0 0 02 5 76 0 0 0 43 i 0 59 3 3 4 扩展不确定度 合成相对标准不确定度为 U V 0 0 0 0 4 8 0 0 0 0 4 9 O 0 0 0 6 6 O 0 0 4 3 0 0 0 4 4 合成标准不确定度为 Uc 5 9 3 3 0 0 0 44 0 2 6 O 00