盐酸标准溶液标定的不确定度评定

收稿日期 : 2006 - 08 - 01 作者简介 : 曾勤 (1964 - ) , 女 (汉) , 福建漳州人 , 尤溪轴承股份有限公司检测实验中心工程师 , 主要从事仪器分析测试与管理 方面的研究。 文章编号 : 1008 —8075 (2006) 04 —0032 —04 ·科技研究· 盐酸 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 溶液标定的不确定度评定 曾　　勤 (龙溪轴承股份有限公司检测实验中心 　福建 　漳州 　363000) 摘要 : 对盐酸标准溶液标定的不确定度进行了评定。分析了盐酸标准溶液标定的不确定度的主要 来源 , 通过数学模型对各不确定度分量进行了评定 , 结果表明 , 盐酸标准溶液的浓度为 011002 ± 0100031molΠL (k = 2) 关键词 : 不确定度 ; 评定 ; 盐酸 中图分类号 : PQ41 　　　　　　　文献 标识 采样口标识规范化 下载危险废物标识 下载医疗器械外包装标识图下载科目一标识图大全免费下载产品包装标识下载 码 : A 　　测量不确定度是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 ,是对测量结 果的正确表述。国内外许多计量学者认为使用 “不确定度”代替“误差”更为科学。测量不确定度 评定成为检测和校准实验室必不可少的工作之 一〔1 - 5〕。盐酸标准溶液作为分析检验中常用的一 种标准溶液 ,其浓度标定的正确与否会使分析检 测结果带来误差 ,因此评定盐酸标准溶液标定的 不确定度是十分必要的。 1 材料与 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 盐酸标准溶液的配制和标定按照 GBΠT601 — 2002 执行〔6〕。 1. 1 盐酸标准溶液的标定 精确称取 0. 2g 于 270300 ℃高温炉中灼烧至 恒重的工作基准试剂无水碳酸钠 ,溶于 50ml 水 中 ,加 10 滴溴甲酚绿 —甲基红指示剂 ,用配制好 的盐酸溶液滴定至溶液由绿色变为暗红色 ,煮沸 2min ,冷却后继续滴定至溶液再呈暗红色。同时 做空白试验。 1. 2 建立数学模型 按照 GBΠT601 —2002 标准 ,采用基准试剂无 水碳酸钠标定盐酸标准溶液浓度 ,计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 为 : c (HCL) = m(NaCO3 ) ×1000(V1 - V2 ) ×M 式中 : C —盐酸标准溶液的浓度 ,mol·L - 1 ; V1 —标定时消耗盐酸标准溶液体积 ,ml ; V2 —空白试验时消耗盐酸标准溶液体积 , ml ; m —无水碳酸钠质量的准确数值 ,g ; M —无水碳酸钠的摩尔质量的数值 ,M (1Π 2Na2 CO3 ) = 52. 994g·mol - 1 ; 2 结果与讨论 2. 1 重复标定盐酸标准溶液浓度引入的标准不确 定度 u (€c) 第 4 期 (总第 53 期) 黎 明 职 业 大 学 学 报 No. 4 2006 年 12 月 Journal of Liming Vocational University Dec. 2006 在标定盐酸标准溶液浓度中采取两人八次测 量 ,测量结果见表 1。 表 1 　盐酸标准溶液浓度的重复标定结果 (n = 8) 序号 mΠg V1Πml cΠmol·L〔- 1〕 相对标准差 s 1 0. 2003 37. 67 0. 1004 2. 81 ×10 - 4 2 0. 1998 37. 53 0. 1005 3 0. 1991 37. 66 0. 0998 4 0. 2001 37. 55 0. 1006 5 0. 1995 37. 71 0. 0999 6 0. 1992 37. 57 0. 1001 7 0. 1996 37. 61 0. 1002 8 0. 2007 37. 83 0. 1002 平均值 0. 1998 37. 64 0. 1002 注 :V2 = 0. 02ml 标定重复性引起的不确定以重复性的标准差 表示。用贝塞尔公式计算两人八次的实验标准差 S 后 ,可求得 A 类相对不确定度分量 ,即重复标定 盐酸标准溶液浓度引入的标准不确定度 uA (€c) : uA (€c) = s n = 2. 81 ×10 - 4 8 = 9. 93 ×10 - 5 (molΠ L) 2. 2 称量无水碳酸钠引入的标准不确定度 u (m) 天平计量证书标明其线性为 0. 0001g ,按均匀 分布考虑 ,k = 3 ,进行B 类评定 ,则称量无水碳酸 钠引入的标准不确定度为 : u (m) = 0. 0001k = 0. 0001 3 = 5. 77 ×10 - 5 (g) u (m) m = 5. 77 ×10 - 5 0. 1998 = 2. 89 ×10 - 4 2. 3 无水碳酸钠的纯度引入的标准不确定度 u (P) 无水碳酸钠的纯度 P 为 (100 ±0. 01) % ,考虑 为均匀分布 ,k = 3 ,进行B 类评定 ,则无水碳酸钠 的纯度 P 引入的标准不确定度为 : u ( P) = 0. 01 ×10 - 2 k = 0. 01 ×10 - 2 3 = 5. 77 × 10 - 5 u (P) P = 5. 77 ×10 - 5 100 % = 5. 77 ×10 - 5 2. 4 标定盐酸标准溶液浓度时 ,实际消耗盐酸标 准溶液的体积 (V1 - V2 ) 引入的标准不确定度 u (V1 - V2 ) 2. 4. 1 滴定管校准引入的标准不确定度 滴定采用 50 mLA 级滴定管 ,其最大容量的允 许误差为 0. 05 mL ,考虑为三角分布 ,k = 3 ,进行 B 类评定 ,则滴定管校准引入的标准不确定度为 : u1 (V1 ) = u1 (V2 ) = 0. 05k = 0. 05 3 = 2. 89 ×10 - 2 (ml) 2. 4. 2 温度变化引入的标准不确定度 室温变化的范围为 (20 ±3) ℃。液体的体积 变化明显大于滴定管的体积变化 ,因此只需考虑 液体的体积变化。V1 = 37. 64mL ,V2 = 0. 02mL ,水 的体积膨胀系数为 2. 1 ×10 - 4Π℃,假设温度变化 按均匀分布考虑 ,k = 3 ,进行B 类评定 ,则温度变 化引入的标准不确定度为 : u2 ( V1 ) = V1 ×2. 1 ×10 - 4 ×3 k = 37. 64 ×2. 1 ×10 - 4 ×3 k = 1. 37 ×10 - 2 u2 ( V2 ) = V2 ×2. 1 ×10 - 4 ×5 k = 0. 02 ×2. 1 ×10 - 4 ×3 k = 7. 27 ×10 - 6 (ml) 将上述标准不确定度分量合成得 : u (V1 ) = u1 2 (V1 ) + u2 2 (V1 ) u(V1 ) = (2. 89 ×10 - 2 ) 2 + (1. 37 ×10 - 2 ) 2 = 3. 20 ×10 - 2 (ml) u (V2 ) = u1 2 (V2 ) + u2 2 (V2 ) u(V2 ) = (2. 89 ×10 - 2 ) 2 + (7. 27 ×10 - 6 ) 2 = 2. 89 ×10 - 2 (ml) u (V1 - V2 ) = u2 (V1 ) + u2 (V2 ) u ( V1 - V2 ) = (3. 20 ×10 - 2 ) 2 + (2. 89 ×10 - 2 ) 2 = 4. 31 ×10 - 2 (ml) u (V1 - V2 ) V1 - V2 = 4. 31 ×10 - 2 37. 64 - 0. 02 = 1. 15 ×10 - 3 2. 5 无水碳酸钠的摩尔质量引入的标准不确定度 无水碳酸钠的分子式为 Na2 CO3 ,各元素的相 对原子质量的数值的标准不确定度引入的标准不 确定度分量 u (M1 ) ,可按 IUPAC 发布的相对原子 33 　 第 4 期 曾 　勤 :盐酸标准溶液标定的不确定度评定 量以均匀分布 (k = 3)求得 ,进行B 类评定。见表 2。 表 2 　无水碳酸钠的摩尔质量及原子分量的不确定度 元素 相对原子质量 引用不确定度 单个原子不确定度 原子分量的不确定度 C 12. 011 ±0. 001 0. 00058 0. 00058 O 15. 9994 ±0. 0001 0. 000058 0. 000174 Na 22. 98977 ±0. 00001 0. 0000058 0. 0000116 M(Na2 CO3 ) = 22. 98977 ×2 + 12. 011 + 15. 9994 ×3 = 105. 989g·mol - 1 u ( M1 ) = Σ n i = 1 q1 lu2 (A1 ) = (0. 00058) 2 + 3 ×(0. 000174) 2 + 2 ×(0. 0000116) 2 = 6. 54 ×10 - 4 (gΠmol) 此外 ,由无水碳酸钠分子 (Na2 CO3 ) 摩尔质量 的数值的修约误差 ,引入的标准不确定度分量 u (M2 ) ,按均匀分布计算 ,k = 3 ,进行 B 类评定为 : u (M2 ) = ak = 0. 01Π2 3 = 2. 89 ×10 - 4 (gΠmol) u ( M ) = u2 (M1 ) + u2 (M2 ) = (6. 54 ×10 - 4 ) 2 + (2. 89 ×10 - 4 ) 2 = 7. 15 ×10 - 4 (gΠmol) u (M) M = 7. 15 ×10 - 4 gΠmol 105. 989gΠmol = 6. 75 ×10 - 6 2. 6 盐酸标准溶液浓度的数值修约引入的标准不 确定度 本实验中两人八平行测定的盐酸标准溶液浓 度的平均值为 0. 1002molΠL (见表 1) 。按均匀分布 处理 ,k = 3 ,进行B 类评定 ,因此其标准溶液浓度 的数值修约的标准不确定度 u (r)为 : u (r) = ak = 0. 0001Π2 3 = 2. 89 ×10 - 5 (molΠL) u (r)€c = 2. 89 ×10 - 50. 1002 = 2. 88 ×10 - 4 2. 7 盐酸标准溶液浓度平均值的 B 类相对合成标准不确定度[ ucBrel (€c) ) ] ucBrel (€c) = u (m) m 2 + u (w) w 2 + u (V1 - V2 ) V1 - V2 2 + u (M) M 2 + u (r) r 2 = (2. 89 ×10 - 4 ) 2 + (5. 77 ×10 - 5 ) 2 + (1. 15 ×10 - 3 ) 2 + (6. 75 ×10 - 6 ) 2 + (2. 88 ×10 - 4 ) 2 = 1. 22 ×10 - 3 2. 8 盐酸标准溶液浓度平均值的扩展不确定度[U (€c) ]的计算 取包含因子 k = 2 置信水平为 p = 95 % ,则盐 酸标准溶液浓度平均值的扩展不确定度 [U (€c) ] 为 : U(€c) = kuc (€c) = 2 × [ uA (€c) ]2 + [ ucB (€c) ]2 = 2 × [ uArel (€c) ]2 ×(€c) 2 + [ ucBrel (€c) ]2 ×(€c) 2 = 2 × 0. 0009912 ×0. 10022 + 0. 001222 ×0. 10022 = 0. 00031 (molΠL) 2. 9 标定结果盐酸标准溶液浓度的报告 按照 GBΠT601 - 2002 标准 ,盐酸标准溶液的浓 度为 :C(Na2 CO3 ) = 0. 1002 ±0. 00031molΠL ;k = 2。 2. 10 不确定度分量及其对被标定不确定度的相 对贡献 将各相对标准不确定度列于表 3 ,并用直方 图的形式表示各分量对被标定不确定度的相对贡 献。见图 1 : 表 3 　标准不确定度分量表 分 　　　　量 符号 标准不确定度 相对标准不确定度 ( %) 1. 盐酸标准溶液浓度的标定重复性 €c 9. 93 ×10 - 5molΠL 0. 0991 2. 称量无水碳酸钠的质量 m 5. 77 ×10 - 5g 0. 0289 3. 无水碳酸钠的纯度 P 5. 77 ×10 - 5 0. 00577 4. 盐酸标准溶液体积 ΔV 4. 31 ×10 - 2ml 0. 115 5. 无水碳酸钠的摩尔质量 M 7. 15 ×10 - 4gΠmol 0. 000675 6. 盐酸标准溶液浓度的数值修约 r 2. 89 ×10 - 4molΠL 0. 0288 图 1 　相对标准不确定度 43 　 黎 明 职 业 大 学 学 报 2006 年 12 月 　　从表 3 和图 1 可以看出 :盐酸标准溶液浓度 标定时 ,实际消耗盐酸标准溶液的体积 (V1 - V2 ) 引入的标准不确定度 u (V1 - V2 ) 是不确定度的最 主要来源。其次标定重复性是不确定度的重要来 源 ,此外还考虑无水碳酸钠的称量、盐酸标准溶液 浓度数值的修约等因素。 3 结　论 通过对盐酸标准溶液标定的不确定度进行评 定 ,表明盐酸标准溶液的不确定度最主要来源是 盐酸标准溶液消耗的体积产生的不确定度 ,其次 是标定重复性所产生的不确定度 ,同时也要注意 无水碳酸钠的称量、盐酸标准溶液浓度数值的修 约所产生的不确定度。本次标定的盐酸标准溶液 的浓度为 : C (Na2 CO3 ) = 0. 1002 ±0. 00031molΠL ; k = 2。 参 　考 　文 　献〔1〕中华人民共和国国家计量技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 . JJF1059 - 1999. 测量不确定度评定与表示〔S〕. 北京 :中国计量出版社 ,2000.〔2〕中国实验室国家认可委员会. 化学分析中不确定度的评估指南〔M〕. 北京 :中国计量出版社 ,2002 ,42 - 49.〔3〕ISO1993E. Guide to the Expression of Uncertainty in Measure2ment〔S〕. 1993.〔4〕奚慧平. 测量不确定度的分析及应用〔J〕. 丽水学院学报 ,2004(5) :39 - 43.〔5〕蔡秋 ,朱明. 氢氧化钾溶液标定的不确定度评定〔J〕. 现代测量与实验室管理 ,2004 (6) :39 - 40 ,52〔6〕GBΠT601 - 2002. 化学试剂标准滴定溶液的制备〔S〕.2002. 1 - 24. (责任编辑 　林松柏) 加入台湾华艺 CEPS 中文电子期刊服务声明 《黎明职业大学学报》,将于 2006 年 1 月起 ,加入台湾中文电子期刊服务 - 思博网 (CEPS) 。中文电子期刊服务 - 思博网是目前台湾地区最大的期刊全文数据库 ,其访问地 址为 :www. ceps. com. tw。自此 ,读者可以通过这一网址检索我刊全文。此外 ,由于我刊被 CEPS收录 ,故凡向本刊投稿者 ,均视为其文稿刊登后可供思博网 (CEPS)收录、转载并上网 发行 ;其作者文章著作权使用费及稿酬 ,本刊与印刷版稿酬一次性付清 ,本刊不再另付其 他报酬。 特此声明 ! 《黎明职业大学学报》编辑部 53 　 第 4 期 曾 　勤 :盐酸标准溶液标定的不确定度评定