校准标准溶液的制备

1、刘洋 本例讨论用相应高纯度金属(Cd在稀HNO3中浓度约为1000mg/l)制备AAS校准标准溶液。本例没有给出完整的分析测量过程，但因为现代日常分析测量是一种比较测量，所以校准标准溶液的使用几乎是每次测量的组成部分，需使用参考标准来溯源至SI(国际单位制)。目标：目标：被测量明确的说明内容：内容：校准用标准溶液制备；被测量和其依赖参数间的 数学关系式 1.1.Cd标准溶液标准溶液 制备制备(SOP)混合酸处理高纯度金属表面,去除金属氧化物污染。清洁方法由金属制造商提供，并需按其操作以获得证书上所声明的纯度。分别称量100ml容量瓶的质量和容量瓶与净化的金属的总质量。所使用天平的分辨率为0.0

2、1mg。1ml 65% m/m硝酸,3ml去离子水加入容量瓶中溶解Cd (约100mg,精确称量),再用去离子水定容,倒转容量瓶至少30次以充分混合。2.2.计算计算被测量：被测量：校准用标准溶液的浓度,取决于高纯度金属 Cd的称量、纯度以及溶解液体体积其中其中 cCd ：校准标准溶液浓度mg/l 1000 ：ml至l的换算系数 m ：高纯度金属质量mg P ：质量分数表示的金属纯度 V ：校准标准溶液体积ml目标：目标：列出所有影响被测量数值的各个参数的不确定 度来源。1.1.纯度纯度 供应商证书上所给出的金属（Cd）纯度为99.990.01%。因此 P 为0.99990.0001。这些数值

3、取决于清洁高纯度金属表面的有效性。若严格按照制造商所给步骤操作，则无需将由于金属表面氧化物污染引起的额外不确定度加到证书所给的数值中。无信息表明金属100%溶解，因此必须进行重复的制备实验以检查该因素可否被忽略。 2. 2.质量质量 m 制备的第二阶段涉及高纯金属的称量 镉的相应质量由去皮称量给出，m=0.10028g。 制造商的说明书确定了去皮称量的三个不确定度来源：重复性、可读性（数字分辨率）以及由于天平校准产生的不确定度分量。该校准操作有两个潜在的不确定度来源，即天平的灵敏度及其线性。灵敏度可忽略，因减量称量是用同一架天平在很窄的范围内进行的。 注注：浮力修正不加以考虑，因为所有的称量结

4、果都是按常规在空气 中称量得到的。残余的不确定度很小而不加以考虑。3.3.体积体积 V 容量瓶中溶液体积主要有三个不确定度来源： 确定容量瓶内部体积时的不确定度 定容的变化 容量瓶和溶液温度与容量瓶体积校准时的温度不同 Cd 标准溶液制备的不确定度目标：目标：直接测量，使用先前的实验结果估计或从理论分 析导出每一个已识别的不确定度潜在来源的值1.纯度 证书上给出的Cd 纯度是0.99990.0001。由于没有不确定度数值的其它信息，故假设是矩形分布。标准不确定度u(P)值为2.质量 m 根据校准证书的数据和制造商关于不确定度评估的建议，对Cd 质量有关的不确定度进行估算，结果为0.05mg。这

5、种评估考虑了前面已识别的三种分量（重复性、可读性以及由于天平校准产生的不确定度分量）。 注：注：质量不确定度的详细计算可能会非常复杂，当质量不确定 度很显著时，参考制造商所提供的资料就很重要了。本例 中为简明起见,省略了这些计算。3.体积 V 体积涉及三个主要的影响：校准、重复性和温度1）校准：制造商提供的容量瓶在20时的体积为100ml0.1ml， 未给出不确定度数值的置信水平或分布情况信息，因此需要 一定假设。这里计算标准不确定度时假设为三角形分布。 注注：选择三角形分布是因为在一个有效的生产过程中标称值比极限 值可能性更高。最终分布用三角形分布比矩形分布表示更好。2）重复性：定容变化引起

6、的不确定度可通过该容量瓶典型样品的 重复性实验来评估。对典型的100ml容量瓶定容10次并称量实 验后得出标准偏差为0.02ml。这可直接当作标准不确定度。3）温度：根据制造商提供的信息，该容量瓶已在20校准，而 实验室的温度在4之间变动。该影响引起的不确定度可 通过估算该温度范围和体积膨胀系数来进行计算。液体的体 积膨胀明显大于容量瓶的体积膨胀，因此只需考虑前者。 水的体积膨胀系数为2.1104-1，因此产生的体积变化为 (10042.1104)=0.084 ml 计算标准不确定度时假设温度变化是矩形分布，即 三种分量合成得到体积的标准不确定度u(V)相关中间值及其标准不确定度和相对标准不确定度根据上述数值，得校准标准溶液的浓度为对于简单乘法表达式，与每一个分量有