柴油酸度测定方法的不确定度评定

柴油酸度测定方法的不确定度评定【摘要】对油品质量的好坏进行判断，有一项非常重要的指标，那就是酸度。测量本身所具备的不确定性不仅仅是由重复性测定来决定的，样品量取体积、消耗滴定溶液的体积都会给测量本身带来不确定性，即便是标准溶液的浓度也会给它带来一定的影响。所以我们要科学的对该测定方法的可行性以及准确性予以判断。关键词：柴油；酸度；不确定度要想对柴油的质量进行控制，一项指标非常重要，那就是酸度。假如柴油中存在过高的酸度，这不仅会让燃料的腐蚀性得以增强，而且还能够让柴油氧化生胶的速度增快，从而使油路、喷嘴或者喷管被堵塞，促使积碳得以形成。随着社会的发展，国内逐步提升了燃油品质的要求，在柴油的酸度指标上，也采取了越来越严格的控制手段。由于有多种因素会对酸度的测定带来影响，中石化在实验室进行比对实验的时候，酸度指标出现偏离是经常性发生的时间，所以，对能够影响酸度测定的因素进行评定就非常有必要，把影响酸度测定的主要因素找出来，从而对酸度测定的准确度进行提升。表征合理地赋予被测量之值的分散性与测量结果相联系的参数就是指测量的不确定度。也正是因为测量本身所存在的这种不确定度，国家不同、实验室不同，所测量而出的数据就存在差异，这就使得这些数据之间存在可比性，而且这种不确定度的大小往往决定着测量数据的可用性。越小的不确定度就意味着测量数据越可信。所以，一个测量结果要想完整不仅要对被测量的最佳估值予以给出，还要对测量结果的不确定度予以说明。只有这样的测量结果才具备完整性，同时也具备意义。1测量方法概述1.1测量方法国家标准GB/T258-77（2004）《汽油、煤油、柴油酸度测定法》。1.2主要仪器、试剂（1）95%乙醇；（2）氢氧化钾乙醇标准溶液；（3）20、50mL单标线吸量管；（4）微量滴定管。1.3测量过程在250锥形瓶中倒入50ML95%的乙醇，并对其进行加热，使其沸腾。五分钟后，曲碱性蓝指示剂0.5ML加入其中，并对其不断摇晃，之后趁热把氢氧化钾乙醇标准溶液加入其中，使其中和，让溶液的蓝色编程浅红色为止。在热的95%乙醇被中和之后，注入试样，在进行加热，使其沸腾，五分钟过后，再取碱性蓝指示剂0.5ML加入其中，并不断的对其摇晃，并趁热把经氧化钾乙醇滴定溶液滴入其中，直到95%乙醇层的碱性蓝溶液的颜色由蓝色变成浅红色方可停止。2数学模型V：滴定时所消耗氢氧化钾乙醇溶液的体积，mL；C：氢氧化钾乙醇溶液的浓度，mgKOH/mL；V1：试样的体积，mL；56.1：氢氧化钾的克当量。3不确定度的来源分析（1）酸度重复性测量引入的标准不确定度的分量Urep；（2）由吸量管量取样品体积引入的标准不确定度u（V1）（3）消耗滴定溶液体积引入的标准不确定度分量u（V）；（4）标准滴定溶液浓度引入的标准不确定度分量u（C）4测量不确定度分量的评定4.1酸度测量重复性实验引入的标准不确定度分量的评估在这片文中，笔者选择把船用柴油作为案例，在同样的条件之下，对样品酸度进行重复测量，测量次数为六次，表一为重复性测定表。并把测量结果带入贝塞尔公式进行测量结果重复性所产生的不确定度的计算。这一分量的评估隶属于不确定度的A类评估。氢氧化钾乙醇标准滴定溶液浓度：0.05035mol/L。重复性测量平均值=4.215（mgKOH/100mL）=0.718（mL）标准偏差=0.0561（mgKOH/100mL），重复性测量的引入不确定度0.0229（mgKOH/100mL）相对标准不确定度为0.55%表1样品酸度重复性测定表次数项目123456V（mL）0.7100.7050.7150.7300.7250.720x（mgKOH/100mL）4.174.144.204.294.264.234.2由吸量管量取样品体积引入的标准不确定度u（V1）在实际的试验中，笔者采用的单标线吸量管的规格为20ML，下面，笔者将对它在实际使用中所带来的误差进行分析。以国家所制定的JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》这一标准作为依据，±0.03mL是该容量管所能允许的最大误差，服从均匀分布，包含因子，所以：4.3消耗滴定溶液体积变化引入的标准不确定度分量u（V）计算滴定终点滴定溶液体积的不确定度我们可以采用对u（V）进行评定的方法，以JJG196-2006作为依据，对进行实验时所使用的2ML微量滴定管进行分析，0.02ML为该滴定管的分度值，0.010mL则为该滴定管容量被允许的最大误差，服从均匀分布，，所以：4.4标准滴定溶液浓度引入的标准不确定度分量u（c）标定过程：在100ML的水中把3g的氢氧化钾溶入其中，之后对其进行稀释，稀释所选择使用的试剂为精制乙醇，容量为900ML，把他们摇晃均匀，并在棕色的具塞玻璃瓶中对其进行保存之后静置24小时，之后再对上层的清液标定进行提取称取经105~110℃烘至恒重的基准苯二甲酸氢钾，精确至0.0002克，溶于80mL的无二氧化碳的水中，加入2~3滴酚酞-乙醇指示液（10g/L），用配制好的氢氧化钾溶液滴定至溶液呈粉红色，同时做空白试验。数学模型：式中m：苯二甲酸氢钾的质量，g；V：氢氧化钾-乙醇溶液的用量，mL；V0：空白试验消耗氢氧化钾-乙醇溶液的用量，mL；204.22：与1000mL氢氧化钾-乙醇标准滴定溶液相当的以克表示的苯二酸氢钾的质量。4.4.1重复标定引入的不确定度u（C4）为获得标准溶液重复性测量的不确定度分量，对同一标准溶液进行8次独立的标定，标准溶液重复性测定见表2，测量结果如下（mol/L）：重复性测量平均值：标准偏差重复性测量的引入不确定度相对标准不确定度为表2标准溶液重复性测定表次数项目12345678m（g）0.132850.143690.138630.140010.142110.139840.145000.14453c（mol/L）0.0503510.0503470.0503450.0503590.0503600.0503400.0503450.0503574.4.2称取邻苯二甲酸氢钾纯度标准物质引入的不确定度u（M4）±0.0001g为天平在实际使用中所被允许的最大误差，按均匀分布，取因子，所以：4.4.3标定过程使用滴定管引入的不确定度u（V4）以JJG196-2006作为依据，5OML酸式滴定管为标定所使用的滴定管，分度值为0.1mL是该滴定管所被允许的分度值，±0.05mL则为该滴定管所能被允许的最大误差，按矩形分布，取因子k=，所以：标定氢氧化钾乙醇标准溶液引入的相对标准不确定度为：5测量结果不确定度5.1合成标准不确定度5.2相对扩展不确定度取包含因子k=2扩展不确定度6结语方法，对于测定结果的可信度，我们可以采取定量的方法对其进行标准，并对标准的不确定度进行评估与扩展。在对每一种不确定度的分量进行对比之后我们可以发现，对酸度测定带来主要影响的因素主要是重复性测定所产生的标准不确定度以及消耗标准溶液体积的变化产生的标准不确定度。相对来数，由吸量管量取样品体积产生的标准不确定度和标准滴定溶液浓度产生的标准不确定度给酸度测定所带来的影响比较小，基本上可以不予计算。这表明，给测量结果的准确度能够产生最大影响的是检测人员的操作水准。所以，在具体的分析中，我们要对容易给测量带来误差的诸多因素予以关注，并对操作人员的操作水准进行提升，从而对石油产品酸度分析的准确性进行提升。参考文献：[1]国家质量技术监督局，JJF1059-1999.测量不确定度评定和表示[s].北京：中国计量出版社，1999[2]国家标准计量局，G