凯氏定氮法测定饲料中蛋白质的不确定度分析

1、凯氏定氮法测定饲料中蛋白质的不确定度分析吴江市农产品检测中心 黄海1、测定方法：含氮的有机化合物， 与硫酸一同加热消化， 使蛋白质分解， 分解的氨与硫 酸结合生成硫酸铵， 然后碱化蒸馏使氨游离， 用硼酸吸收后再以盐酸标准溶液 滴定，根据酸的消耗量乘以换算系数即为蛋白质含量。2、数学模型： 蛋白质含量计算公式如下： N(g/100g) (V1 V0) CHCL 0.014/ m F 100 式中：V1样品消耗盐酸标准溶液的体积， ml V0试剂空白消耗盐酸标准溶液的体积， ml CHCL 盐酸标准溶液的摩尔浓度， mol/L m样品质量， g0.0141.000 mol/L 盐酸标准溶液相当的氮

2、的质量， g F换算成蛋白质的系数，本实验 F为 5.71 则蛋白质含量的相对不确定度为：u(N)u(C HCL ) 2 u(N0) 2NCHCLN 02.1 盐酸标准溶液的相对标准不确定度 u(CHCL )/CHCL 的分析 盐酸标准溶液的不确定度来自三方面： 第一，标定盐酸用基准无机碳酸钠纯度为 100 0.05，按均匀分布转换成标准差为 0.0005/ 3 0.00029， u （p）/p 2.9 10-4。第二，基准称量的变动性，在 50g 以内称量的变动性通 过 10 次重复测定统计，标准偏差为 0.05mg，天平校正产生的不确定度，按检 验证书给定的 0.1mg，在置信概率 95（

3、 K=1.96）时，换算成标准偏差为 0.1/1.96 0.051，即 u（m'）/m'=5.4 10-4。第三， 50ml 滴定管的不确定度按检 验证书给定的 0.04ml，按均匀分布换算标准偏差为 0.04/ 3 0.023ml，充满 液体至滴定管刻度的变动性通过重复 6 次测定统计，标准偏差为 0.012ml，滴 定管与溶液温度校正时温度不同引起的体积不确定度，假设差为20C，对水体度为：u(CHCL)CHCL积膨胀系数为 2.1 104/0C，则 95置信概率（ K 1.96）时体积变化的区间 为 50 2 2.1 104 0.021ml，转换成标准偏差为 0.021/

4、1.96 0.011。即 u （V50） /V50=5.6 104。根据以上三项得出的盐酸标准溶液的相对标准不确定u(p) u(m')u(V50)p m' V 502 2 2 = 2.9 10 4 5.4 10 4 5.6 10 4=0.000832.2 样品称量的标准不确定度 u（m）的分析 称量不确定度来自两方面。 第一，称量的变动性在 50g 以内，称量的变动 性通过 10 次重复测定统计，标准偏差为 0.05mg。第二，天平校正产生的不确 定度，按检验证书给定的 0.1mg，在置信概率 95（ K=1.96）时，换算成标 准偏差为： 0.1/1.960.051，此两项得

5、出称量的不确定度为：1）u（m） （0.05） 2 （0.051）2=0.071mg2.3 100ml 消化瓶体积的标准不确定度 u（V100）的分析100ml 消化瓶的不确定度来自三个方面，第一，消化瓶体积的不确定度， 按检验证书给定为0.12ml ，按照均匀分布换算成标准偏差为0.12/ 3 0.069ml。第二，充满液体至消化瓶刻度的变动性通过6 次重复测定统计，标准偏差为 0.019ml。第三，消化瓶和溶液的温度与校正温度不同而引起的体积 不确定度，假设差为 20C，对水体积膨胀系数为 2.1 104/0C，则 95置信概 率（ k=1.96）时体积变化区间为 100 2 2.1 10

6、4 0.042ml，转换成标 准偏差为 0.042/1.96 0.021ml，该三项得出的不确定度为：u（V 100）= 0.069 2 0.019 2 0.021 2=0.075ml（2）2.4 20ml 移液管的标准不确定度 u（V20）的分析20ml 移液管的标准不确定度来源为：第一，移液管体积的不确定度，按 检验证书给定为 0.03ml，按均匀分布换算标准偏差为 0.03/ 3 0.017ml，第 二，充满液体至移液管刻度的变动性，通过重复 6 次测定统计，标准偏差为 0.012ml，第三，移液管和溶液的温度与校正时的温度不同引起的体积不确定 度，假设差为 20C，对水体积膨胀系数为

7、2.1 10 4/0C，则 95置信概率 （ k=1.96）时体积变化区间为 20 2 2.1 104 0.008ml，转换成标准偏 差为 0.008/1.96 0.004ml，以上三项合成得出的不确定度为：u（V 20）= 0.017 2 0.012 2 0.004 2 0.021ml（ 3）2.5 样品扣除试剂空白（ V 1-V 0）消耗盐酸标准溶液的不确定度 u（V10）的分析用盐酸标准溶液滴定样品和试剂空白是在 10ml 滴定管中进行的。 10ml 滴 定管的标准不确定度来源为： 第一， 滴定管体积的不确定度， 按检定证书给定 为 0.02ml，按均匀分布换算成标准偏差为 0.02/

8、3 0.012ml。第二，充满液 体至滴定管刻度的变动性，通过重复 6 次测定统计，标准偏差为 0.010ml。第 三，滴定管和溶液的温度与校正温度不同引起的体积变化的不确定度， 假设差 为 20C，对水体积膨胀系数为 2.1 10 4/0C，则 95置信概率（ k=1.96）时体 积 变 化的 区间 为 10 2 2.1 10 4 0.004ml ，转 换 成标准 偏差 为 0.004/1.960.002ml，以上三项合成得出的不确定度为：u（V10） u（V1-V0）222= 0.012 0.010 0.002=0.016ml（4）表 1 计算蛋白质含量不确定度的有关量值参数描述数值标准不

9、确定度相对标准不确定度 u（ x）/xP基准无水碳酸钠1.00.00029-42.9 10-4M基准的质量0.1325g0.000071g-45.4 10-4V5050ml 滴定管50.0ml0.028ml-45.6 10-4M样品的质量0.3851g0.000071g-41.8 10-4V100100ml 消化瓶100.0ml0.075ml7.5 10-4V2020ml 移液管20.0ml0.021ml1.1 10-3V1-V010ml 滴定管10ml0.016ml1.6 10-3由（1）（2）（3）（4）式可得u(N0)u(m) 2 u(V 100) 2u(V 20) 2u(V1 V0) 2N 0 mV100V 20V1 V 0 (1.8 10 4)2 (7.5 10 4)2 (1.1 10 3)2 (1.6 10 3)20.0021蛋白质含量的相对不确定度为22u(N)u(CHCL)u(N0)NCHCLN 0 (0.00083) 2 (0.0021)20.0023样品(鱼饲料)测得蛋