砷含量测量不确定度评定报告

1、神强化营养盐中砷的测量不确定度评定报告一、目的：1、给出神强化营养盐中神含量的测量结果的不确定度。2、在测量结果处于临界状态时，用于对测量结果作出正确的判定。3、用于评价实验室测量比对结果的质量。二、适用范围：用分光光度计比色法测试神强化营养盐中神含量的不确定度。三、依据：1、JJF1059-1999测量不确定度评定与表示2、依据CNAL/AG06测量不确定度政策实施指南3、CNAL/AR11测量不确定度政策分析4、GB/T 13025.13-1994神强化营养盐四、概述：1、主要仪器与试剂电子天平：AE100型，梅特勒-托利多仪器有限公司；紫外可见分光光度计：氯化钠溶液：100g/L；乙酸：

2、1.0mol/L；神标准储备液：250旦g/mL,；试验用水为去离子水。2、原理神溶于酸性溶液中，呈黄色，其黄色深度与神含量成正比，光度法测定其含量。3、标准曲线绘制吸取神标准储备液10.00mL于100mL容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，此溶液每毫升相 当于神25网。用时新配。吸取神标准工作溶液(25旦g/mL)0.0，2.0，4.0，6.0，10.0mL于50mL比色管中，加氯化钠 溶液(100g/L) 10mL，加水稀释至刻度，摇匀。于波长440nm处，以1.Ocm比色池，试剂空白作 对照，测定其吸光度。以神含量为横坐标，对应的吸光度为纵坐标，绘制标准曲线。4、分析步骤称取均匀样品1.2

3、533g，置于400m L烧杯中，加入乙酸(1.0mol/L)5 m L，加水200m L,加 热溶解。冷却后，移入500m L容量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。吸取20.00 mL，置于50m L 比色管中，加水稀释至刻度，摇匀。于波长440nm处，以1.Ocm比色池，试剂空白作对照，测 定其吸光度。五、建立数学模型X = Cx x fmX-样品测得的吸光度从标准曲线查出相应的神量，mg/kgC从标准曲线上查得的神量样品溶液的浓度，Pgm -样品的质量，单位为克(g)f-稀释因子六、引入不确定度的因素分析1、样品质量m的测量不确定度u (m)；2、稀释因子f的测量不确定度u(f)3、砷质量的测

4、量不确定度u(Cx)七、测定结果样品质量m的测量不确定度u (m)1.1电子天平的最大误差为0.0001g,按均匀分布，考虑天平称量分两次进行，一次是空 盘，一次是毛重，因此：,0.0001,u (m) = ：2x ()2 = 8.17 x10-5 grel 丁31.2所用天平为数显式，其分辨率为0.01，按均匀分布，由分辨率产生的不确定度为:001= 0.000577 g分辨初=了1.3样品质量m的不确定度u(m)2 2、：；(m )+u 分辨(m) = 0.000583gu (m)=其相对合成标准不确定度为=2.91x 10-5 g,、u(m) 0.000583g 七(m)=m 20稀释因

5、子f的测量不确定度u(f)样品稀释过程：样品称量后，用100mL容量瓶定容稀释，然后用10mL移液管移取10mL 置于比色管中比色。.一一 V稀释因子f的计算公式为f =亡2式中：V1样品定容体积V2定容后样品移取的体积因此，整个稀释过程中稀释因子f产生的不确定度有：容量定容引入的不确定度和移液管 取液引入的不确定度，各不确定度分量计算如下。2.1容量定容引入的标准不确定度u(V1)2.1.1容量瓶校准引入的标准不确定度分量uB1(V1)100ml的容量瓶20C时体积允差土0.2ml，按均匀分布u (V) = 2 = 02 = 0.115mLB1 1匕(匕)32.1.2温度影响引起的标准不确定

6、度分量uB2(V1)该容量瓶的校准温度一般是在20C，水的膨胀系数为2.1X10-4C-1，实验室室温为(203)C，温度变化均匀分布则=0.0364mL心、100 x 3 x 2.1 x 10 -4 尢 2(V 1) =2.1.3容量瓶定容的合成标准不确定度u(V1)容量瓶体积V1定容的两个不确定度分量互不相关，其合成标准不确定度”(V1)采用方和 根的方法合成得到u (匕)=匕(匕)+ % (匕)=0.1152 + 0.03642 = 0.121mL其相对合成标准不确定度为u (V) 0.121mLu (V) = 0.00121rel 1 V 100mL12.2移液管取液引入的标准不确定度

7、u(V2)2.2.1移液管校准引入的标准不确定度分量uB1(V2)移液时所用到移液管10ml的刻度的允差为0.040ml，按照均匀分布u (V ) = M) = 0.040 = 0.0231mLB1 2匕(匕)32.2.2温度影响引起的标准不确定度分量uB2(V2)实验室温变化范围为(203)C，水的体积膨胀系数为2.1x10-4。，移液管取液过程中由 温度效应产生的体积变化值为(10 x3x2.1x10-4)= 0.0063mL。服从均匀分布，区间半宽为a(七)=0.0063mL， 包含因子为k (V) = 43。由此引入的标准不确定度uB2(V2)为u V ) = aV2) = 00063

8、 = 0.00364mLB 2 2，k2(匕)v32.2.3移液管取液的合成标准不确定度u(V2)移液管体积V2取液的两个不确定度分量互不相关，其合成标准不确定度u(V2)采用方和 根的方法合成得到u(V ) = Ju2 (V ) + u2 (V ) = (0.02312 + 0.003642 = 0.0234mL2% B1 2B 2 2其相对合成标准不确定度为u (V )=冬=0.0234mL = 0.00234rel 2 V 10mL2.2.4稀释因子f的相对合成标准不确定度urel(f)因为稀释因子的两个不确定度分量互不相关，所以稀释因子f的相对合成标准不确定度 urelf)采用方和根合

9、成得到u (f) = Ju2 (V) + u2 (V ) = 0.001212+ 0.002342 = 0.00263relrel 1 rel 2砷质量的测量不确定度u(C)3.1标准砷溶液稀释过程引入的标准不确定度u(c1)标准砷溶液稀释过程：用0.1mL移液管移取0.1mL砷标准储备溶液(1000ug/m l)置于100mL 容量瓶中，用水稀释到刻度。这个给出的不确定度来源：0.1mL移液管移液引入的不确定度; 100mL容量瓶定容引入的不确定度。3.1.1 10mL移液管移液引入的标准不确定度uB1(Vc1)移液时所用到移液管0.1ml的刻度的允差为0.003ml，按照均匀分布a (c)

10、 0.003(V,)=劣上=一=0.00173mLB1 c1匕(匕)J3实验室温变化范围为(203)C，水的体积膨胀系数为2.1x10-4。，移液管取液过程中由 温度效应产生的体积变化值为(0.1x3x2.1x10-4)= 0.000063mL。服从均匀分布，区间半宽为2c1a( Vc1)= 0.000063mL， 包含因子为k (V ) K。由此引入的标准不确定度B2(Vc1)为u (V ) = a2(匕 1)= .000063 = 3.64x 10一5mLB 2 c/ k2(V1),/3移液管取液的合成标准不确定度u引(Vc1)移液管体积Vc1取液的两个不确定度分量互不相关，其合成标准不确

11、定度u(Vc1 )采用方和 根的方法合成得到u(V ) = (u2 (V ) + u2 (V ) .0.001732 + (3.64x10-5)2 = 0.00173mL C1B1 C1B 2 C1其相对合成标准不确定度为u V )=冬=崩宜林=0.0173 rel c1 V 0.1mL c13.1.2 100mL容量瓶定容引入的标准不确定度u(Vc2)100m L容量瓶的最大允许误差为0.2mL。不确定度来源为：容量瓶容积不准引入的不确 定度和温度变化引入的不确定。这里不作详细说明，直接给出数据和计算结果。容量瓶校准引入的标准不确定度：u (V ) = c = = 0.115mLB1 c2k

12、(V2)廿 3温度影响引起的标准不确定度：实验室溶液配制时室温一般在(203)C之间变化。水的体 积膨胀系数为2.1X10-4C-1，由温度效应产生的体积变化值为(100 x3x2.1x10-4)= 0.0630mL。2c2服从均匀分布，区间半宽为( V? = 0.0630mL，包含因子为k (V ) K。由此引入的标准不确 定度B2(Vc2)为u V ) = a2(匕2)= 0.0630 = 0.0364mLB 2 c2k 2(V2)v3容量瓶定容的合成标准不确定度u(Vc2)uV ) = (u2 (V ) + u2 (V ) =(0.1152 + 0.03642 = 0.121mL c 2

13、* B1 c 2B 2 c 2其相对合成标准不确定度为u (V )=尝=0.121mL = 0.00121 rel c 2 V 100mLc23.1.3标准砷溶液稀释过程引入的相对合成标准不确定度u(cj标准砷溶液稀释过程的两个不确定度分量是独立不相关的，因此采用和方差公式合成标 准砷溶液稀释过程引入的相对标准不确定度urel &)为u (c ) = vu2 (V ) + u2 (V ) = 1：0.01732+ 0.001212 = 0.0174rel 1rel c1 rel c 23.2标准工作曲线非线性引入的标准不确定度*el(c2)使用紫外可见分光光度计测定砷标准工作曲线，共配制5个质

14、量浓度的砷溶液，对每个浓度点重复测试3次吸光度，共测得15个原始数据如表1所示表1碑标准工作曲线原始数据碑质量u g0.000.020.040.060.08吸光度A0.0000.1120.2120.3350.4570.0000.1110.2110.3340.4580.0000.1100.2130.3360.456通过最小二乘法拟合求得砷标准工作曲线为y =6 x-0.0046, R=9993,按照线性最小二乘 法拟合直线的不确定度评估公式计算标准工作曲线引起的标准不确定度u (c2)，其计算公式为2 bu(c_)=史.1 + 1 + (气心p n W (m m)2i =1其中s为残余标准差：s

15、 = ：- (A -A)2 n 2i ii=1式中：b拟合的标准直线方程斜率，根据拟合的方程可知b=6；p样品的重复测量次数，本实验?=3；n用来做标准工作曲线的所测得数据点数，本实验n=15；0 一吸光度的平均值A带入标准曲线方程求得的砷质量值;m所有测试点砷质量的平均值；m.一单个测试点砷的质量；A,一吸光度值；A；将砷质量带入方程求得的吸光度的值。其具体的计算见表2。表2碑标准工作曲线回归直线不确定度计算中间过程miAim. - m(m m)2A i(a. - A)2 X 10610.00-0.0000.000.0016-0.004621.1620.00-0.0000.000.0016-

16、0.004621.1630.00-0.0000.000.0016-0.004621.1640.020.112-0.040.00040.115411.5650.020.111-0.040.00040.115411.5660.020.110-0.040.00040.115411.5670.040.212-0.020.00000.2354547.5680.040.211-0.020.00000.2354547.5690.040.213-0.020.00000.2354547.56100.060.3350.020.00040.3554416.16110.060.3340.020.00040.35544

17、16.160.060.080.3360.020.4570.040.0004 0.35540.00160.47540.080.080.4580.040.4560.04m =0.04 a=0.2230.0016 0.47540.0016 0.4754SUM=0.012416.16338.56338.56338.56SUM=4036根据上表数据带入公式得：s = ： (A - A)2：4036x106 = 0.00667 ,I kV J/|I 1J/|I I /、A l】L I/FF-1L，Y n 2 , 115 - 2u (c ) = s2 b1 + 1 + (m - m)2 p n (m - m

18、)2i=10.00667 x660.01211L223 + 崩046) 0.0421 + +6= 0.000740r g3 15其相对标准不确定度为u (c)=/2)=。罗0：0*g=o.0185龙1 2 m 0.04 Rg3.3待测样品测量重复性引入的不确定度uA(X)我们对同一样品重复测定，通过评定其A类标准不确定度求得。本实验配制8个平行样进 行重复8次测定，用紫外可见分光光度计测得砷含量如表示3所示。表3吸光度的测量数据测量次数i12345678平均值碑X mg/kg0.01020.01050.01030.01040.01060.009980.01020.01030.0103采用贝塞尔公式计算8次砷含量的测量数据的实验标准偏差s(A)，标准不确定度等于