JJF 1910-2021 电化学工作站校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范1电化学工作站校准规范ls8发布 8实施国家市场监督管理总局 发布1电化学工作站校准规范nls

1归 口 单 位:全国生物计量技术委员会主要起草单位:上海市计量测试技术研究院参加起草单位:中国计量科学研究院本规范委托全国生物计量技术委员会负责解释本规范主要起草人:刘刚上海市计量测试技术研究院)李兰英上海市计量测试技术研究院)王乐乐上海市计量测试技术研究院)参加起草人:武利庆中国计量科学研究院)杨 彬中国计量科学研究院)目 录引言………………………

Ⅱ)1范围……………………2引用文件………………3术语……………………1工作电极……………2参比电极……………3辅助电极……………4概述……………………5计量特性………………6校准条件………………1环境条件……………2校准用仪器及试剂…………………7校准项目和校准方法…………………1电位示值误差………………………2电流示值误差………………………3峰电位重复性………………………8校准结果表达…………9复校时间间隔…………

1)1)1)1)1)1)1)1)2)2)2)2)2)3)3)4)4)附录A 玻碳电极预处理方法…………

5)附录B 电化学工作站校准溶液的配制方法…………

6)附录C 校准记录参考格式……………

7)附录D 示值误差测量结果的不确定度评定示例……

9)附录E 校准证书内页推荐格式………

)Ⅰ引 言1国家计量校准规范编写规则F1通用计量术语及定义》和1测量不确定度评定与表示》共同构成支撑本规范制定工作的基础性系列规范。本规范参考2外科植入物不锈钢产品点蚀电位》编制。本规范为首次发布。Ⅱ电化学工作站校准规范范围本规范适用于分析物质电化学特性的、配置三电极系统、具有恒电位及循环伏安功能的电化学工作站的校准。引用文件本规范引用了下列文件:2测量不确定度评定与表示2外科植入物 不锈钢产品点蚀电位凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本规范。术语工作电极 e电化学体系中被研究和测量的电极。参比电极e具有稳定重复电位值的电极,用它的电位值作为参考基准电位,可测量其他电极的电位值。辅助电极e为了使工作电极通电所用的另一电极。概述电化学工作站是一种多功能电化学分析系统,能够准确控制电化学反应电位,并依据不同的方法,检测电流等信号参数的变化。其分析方法有多种常用的分析方法有:循环伏安扫描、交流伏安扫描、电流滴定和电位滴定等。仪器通常主要由快速数字信号发生器、高速数据采集系统、电位电流信号滤波器、多级信号增益R降补偿电路以及恒电位仪、恒电流仪等部分组成。计量特性电化学工作站校准项目及技术指标见表。1表1电化学工作站计量特性校准项目技术指标电位示值误差2V电流示值误差9A峰电位重复性3注:以上技术指标不用于合格性判别,仅供参考。校准条件环境条件1温度℃。2相对湿度:不大于0。3供电电源:电压),频率)。附近无影响电化学工作站正常工作的电磁场及机械振动。电化学工作站接地良好。校准用仪器及试剂数字万用表:至少4位半,测量直流电位范围),直流电位相对扩展不确定度优于1 。标准电阻,准确度优于1级。电子天平:分度值不大于1,Ⅰ级。容量瓶0B级及以上。玻碳电极、氯化银电极、铂丝电极符合实验室要求玻碳电极预处理方法见附录。 : / /电化学工作站校准溶液液,配制方法见附录。校准项目和校准方法

含1lL氯化钾和5lL铁氰化钾混合溶电位示值误差 , , 、 、按图1接好线路

选择恒电位模式

然后依次将电位设置为1

2V500,使用万用表采集数据,每个电位重复测定6次,按公式)计算各个电位的示值误差。式中:

s )电位示值误差;电化学工作站电位设定值;6次万用表测定电位的平均值。22电流示值误差

图1电位示值误差校准线路连接示意图, , 、 、按图2接好线路

选择恒电位模式

然后依次将电位设置为1

2V500,记录每个输出电位下2n内6次电流值。按公式)计算各个电流示值误差。式中:电流示值误差

φ

)电化学工作站测量的6个电流值的平均值;电位值;该电位的示值误差,按1计算得到;R标准电阻的阻值。图2电流示值误差校准线路连接示意图3峰电位重复性 、 / 、采用预处理的玻碳电极作为工作电极 g电极作为参比电极 铂丝电极作为辅助电极,在电解池中加入电化学工作站校准溶液。选择电化学工作站的循环伏安模式,设定起始电位为2,终止电位为8,扫描速率为0,记录循环伏安图,并分别读取氧化峰和还原峰的电位值,按公式)计算氧化还原反应的标准电位,重复6次。按公式)计算相对标准偏差,即为峰电位重复性。3式中:2p标准电位值2

p=)

)inn-1i-pinn-1i-p2pp

0

)式中:—峰电位的重复性, ;p6次标准电位值的平均值;ii次标准电位值。校准结果表达校准记录应尽可能详尽地记载测量数据和计算结果,推荐的校准记录格式见附录。示值误差的测量不确定度应按1的要求评定,不确定度评定实例见附录。经校准的仪器应出具校准证书,校准证书应符合F0中2的要求,校准证书内页格式见附录。复校时间间隔建议复校时间间隔不超过1年。由于复校时间间隔的长短是由仪器的使用情况、使用者、仪器本身质量等着多因素所决定的,因此,送校单位可根据实际使用情况自主确定复校时间间隔。4附录A玻碳电极预处理方法首先用湿润的镜头纸拭擦玻碳电极表面,去除污物,确保电极表面光滑。然后,准备好粘有一层抛光布的玻璃板,撒上三氧化二铝粉末,并加水湿润,将玻碳电极垂直放在抛光布上,画”或者”字进行抛光打磨,打磨时从粗到细、m的三氧化二铝粉末打磨抛光成镜面,最后经实验用水超声波清洗2n除去表面吸附的三氧化二铝粉末。将处理好的玻碳电极作为工作电极、电极作为参比电极、铂丝电极作为辅助电极,在电解池中加入电化学工作站校准溶液选择电化学工作站的循环伏安模式,设定起始电位为2,终止电位为8,扫描速率为0,记录循环伏安图,以测试玻碳电极的性能。循环伏安图中的氧化还原峰的峰电位差应小于0,玻碳电极方可使用,否则要重新处理电极,直到符合要求。5附录B电化学工作站校准溶液的配制方法配制用试剂及设备实验环境温度℃;相对湿度:不大于0。试剂铁氰化钾

分析纯氯化钾分析纯。仪器和玻璃量器电子天平:分度值不大于1,Ⅰ级,容量瓶0B级及以上。电化学工作站校准溶液的配制精确称取g铁氰化钾g氯化钾置于0L烧杯中,用水溶解,移入0L容量瓶中,用水定容,得到含1L氯化钾和5L铁氰化钾混合溶液,即为电化学工作站校准溶液,避光冷藏保存,有效期6个月。6附录C校准记录参考格式送校单位校准地址仪器型号仪器编号制造厂商检测日期环境温度℃相对湿度校准人核验人技术依据主要测量设备型号测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差检定/校准证书编号/有效期电位示值误差电位V电位测量值V平均值V示值误差V扩展不确定度)V125007电流示值误差电位V流计算值A电化学工作站电流测量值A平均值A示值误差A扩展不确定度)A设定值测量值12500峰电位重复性氧化峰还原峰标准电位计算值/V峰电位重复性/8附录D示值误差测量结果的不确定度评定示例电位示值误差测量结果的不确定度评定测量模型 ( )式中:

s

1电位示值误差;电化学工作站电位设定值;6次万用表测定电位的平均值。不确定度来源由于φ为电化学工作站电位设定值万用表引入的不确定度

,无不确定度

,因此不确定度来源包括:电位测量重复性引入的不确定度。合成标准不确定度计算公式12万用表引入的不确定度u1与电位测量重复性引入的不确定度u2之间不相关12=标准不确定度分量的计算万用表引入的标准不确定度

)万用表引入的标准不确定度1,可以根据万用表校准证书得到,例如万用表=5。以测量1V电压为例:1516V) k 2 。b电位测量重复性引入的标准不确定度∑nn)φ φi-2用万用表测量1V电位6次为例,得到一组测量值12,12∑nn)φ φi-2u2=2+2=12=扩展不确定度

5V5V取,则电化学工作站测量1V时,电位示值误差的扩展不确定度为:U51V9电位示值误差测量结果的不确定度一览表见表。表1不确定度一览表电位u1u2)U)1VVVV1V电流示值误差测量结果的不确定度评定测量模型式中:I电流示值误差

φ

)I 电化学工作站测量的6个电流值的平均值;φ 电位值;φ该电位的示值误差;R标准电阻的阻值。电化学工作站电流测量重复性引入的不确定度uI电化学工作站电流测量重复性引入的不确定度uI

、电位测量示值误差不确定度)与标准电阻引入的不确定度uR)之间不相关,所以标准不确定度可按式电位测量示值误差不确定度)得到:=

() )Ru uR输入量的标准不确定度评定 ()引入的标准不确定度uI引入的不确定度是由电化学工作站测量6次电流重复性带来的不确定度。选定一台工作站,测量7A电流6次为例,得到一组测量值7、7777×∑nin∑nin)I2(uI = 1A输入量φ引入的标准不确定度)输入量φ引入的不确定度,根据4进行计算。输入量R引入的标准不确定度R)输入量R引入的不确定度根据标准电阻的校准证书中扩展不确定度进行计算,在校准过程使用的标准电阻的相对扩展不确定度5。RR58Ωk 2合成标准不确定度0=

(0ARu扩展不确定度

uR取,则电化学工作站测量7A电流时,电流示值误差的扩展不确定度为:U0A电流示值误差测量结果的不确定度一览表见表。表2不确定度一览表电流))R))U)7A1A5V8Ω0A0A1