標定鹽酸標準滴定溶液的不確定度分析
在理化(hua)分(fen)(fen)析(xi)過程中,一切測(ce)量結果都不(bu)可避免(mian)地具有(you)不(bu)確(que)定(ding)(ding)(ding)(ding)度。鹽(yan)酸標(biao)準溶液(ye)是常(chang)用化(hua)學定(ding)(ding)(ding)(ding)量參(can)比物質,其標(biao)定(ding)(ding)(ding)(ding)值的準確(que)性直(zhi)接(jie)影響常(chang)規(gui)分(fen)(fen)析(xi)質量。筆(bi)者(zhe)以GB/T601《滴(di)定(ding)(ding)(ding)(ding)分(fen)(fen)析(xi)(容量分(fen)(fen)析(xi))用標(biao)準液(ye)的制(zhi)備》為(wei)依據配制(zhi)并標(biao)定(ding)(ding)(ding)(ding)鹽(yan)酸根據JJF1059-1999《測(ce)定(ding)(ding)(ding)(ding)不(bu)確(que)定(ding)(ding)(ding)(ding)度評定(ding)(ding)(ding)(ding)與表(biao)示》分(fen)(fen)析(xi)其測(ce)量不(bu)確(que)定(ding)(ding)(ding)(ding)度。簡述由標(biao)定(ding)(ding)(ding)(ding)過程中得到的不(bu)確(que)定(ding)(ding)(ding)(ding)度。
1 實驗部分
1.1 測定方法[1,2] 準(zhun)確稱量270℃~300℃干燥至(zhi)恒重的(de)基準(zhun)碳(tan)酸(suan)鈉(na)(99.95%~100.05%)約0.2g左右,電子分析天平(精度為0.1mg),置于(yu)三角瓶中,加入(ru)50ml水使(shi)之溶解,加指示劑,用鹽酸(suan)標準(zhun)液(ye)滴定至(zhi)終點同(tong)時作試劑空白實驗。
1.2 主(zhu)要計量儀(yi)器與試劑 電了分析天平:AG204;酸式滴(di)定管:50ml A級。
1.3 建(jian)立(li)數(shu)學模(mo)型 C=m (V1-V2)×0.05300 式中(zhong) C:鹽(yan)(yan)酸(suan)標(biao)(biao)(biao)準滴(di)定溶液的(de)濃度(du)(mol/L);m:基準無(wu)水碳(tan)酸(suan)鈉(na)的(de)質量(liang)(liang)(g);V1:鹽(yan)(yan)酸(suan)標(biao)(biao)(biao)準滴(di)定溶液用量(liang)(liang)(ml);V2:試劑空白實驗(yan)中(zhong)鹽(yan)(yan)酸(suan)標(biao)(biao)(biao)準滴(di)定溶液用量(liang)(liang)(ml);0.05300:與1.00ml鹽(yan)(yan)酸(suan)標(biao)(biao)(biao)準溶液[C(HCl)=1.000mol/L]相當(dang)于以(yi)克表示的(de)無(wu)水碳(tan)酸(suan)鈉(na)的(de)質量(liang)(liang)。
1.4 鹽酸(suan)標(biao)準滴定(ding)溶液的(de)標(biao)定(ding)結果 為(wei)獲(huo)得標(biao)準溶液重復測量的(de)不確定(ding)度分量,對(dui)同一標(biao)準溶液進行8次獨立的(de)標(biao)定(ding)。
2 測量不確(que)定度來源
從檢測過程和數學模型分析,標(biao)定(ding)鹽酸標(biao)準溶(rong)液的不(bu)確(que)定(ding)度(du)主(zhu)要來源,由四個方面(mian)所引(yin)起。(1)測量的重(zhong)復性(A類不(bu)確(que)定(ding)度(du));(2)基準無(wu)水碳酸鈉的純(chun)度(du);(3)測量使用的電(dian)子(zi)分析天(tian)平及量具;(4)其他(ta)相關常(chang)數。
3 測量不確定度分析(xi)
3.1 A類不(bu)確定(ding)度(du)的(de)分(fen)析(xi) 利(li)用表1中的(de)測量結果,按(an)(an)照(zhao)A類評定(ding)測量重復性(xing)的(de)標準不(bu)確定(ding)度(du)。具體計算過程:重復測量的(de)平均值計算式:=1 n∑8 i=1xi=0.09951mol/L 單次(ci)測量的(de)標準差按(an)(an)貝塞爾公式計算s(x)為 s(x)=∑8 i=1(xi-)2 n-1=0.0001555mol/L 的(de)標準差s()為 s()=s(x) n=0.000155 8=0.0000548mol/L=5.48×10-5mol/L
由測(ce)量重復性(xing)引起(qi)的相對標準不(bu)確(que)定度為U(x):0.0000548/0.09951=0.055%。
3.2 B類(lei)不確定(ding)度分析(xi)
3.2.1 基準碳酸(suan)鈉的(de)純度(du) 基準碳酸(suan)鈉的(de)純度(du)為1.0000±0.0005,視為矩形(xing)分(fen)布0.00053=0.00029,則標準不確(que)定度(du)為:由基準碳酸(suan)鈉的(de)純度(du)引入的(de)相對不確(que)定度(du)u(p)為:0.029%。
3.2.2 天平稱(cheng)(cheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)所引入的標(biao)(biao)(biao)準不確定(ding)度(du) 干燥器與天平稱(cheng)(cheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)倉內均放置同(tong)質硅膠,視為(wei)(wei)相同(tong)濕度(du),稱(cheng)(cheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)時無(wu)吸(xi)潮。電子天平檢定(ding)證書標(biao)(biao)(biao)出線(xian)性為(wei)(wei)上0.2mg;可視為(wei)(wei)矩形分布,則標(biao)(biao)(biao)準不確定(ding)度(du)為(wei)(wei):因為(wei)(wei)稱(cheng)(cheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)采(cai)用(yong)的是(shi)減量(liang)(liang)(liang)(liang)法(fa),故稱(cheng)(cheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)的標(biao)(biao)(biao)準不確定(ding)度(du)為(wei)(wei)0.2mg /3=0.12mg:因為(wei)(wei)稱(cheng)(cheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)采(cai)用(yong)的是(shi)減量(liang)(liang)(liang)(liang)法(fa),故稱(cheng)(cheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)的標(biao)(biao)(biao)準不確定(ding)度(du)為(wei)(wei):2×0.122=0.17mg,則由稱(cheng)(cheng)量(liang)(liang)(liang)(liang)引入的相對標(biao)(biao)(biao)準不確定(ding)度(du)u(m)為(wei)(wei):0.17mg/0.2018g=0.084%。
3.2.3 標(biao)(biao)定(ding)(ding)體(ti)(ti)(ti)積(ji)的不(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)(du)(du) (1)滴(di)定(ding)(ding)管(guan)的校(xiao)準(zhun):滴(di)定(ding)(ding)使用50ml酸式滴(di)定(ding)(ding)管(guan)(A級),按照檢(jian)定(ding)(ding)規程(cheng),其最大允許誤(wu)(wu)差為(wei)(wei)±0.05ml,相(xiang)對允許誤(wu)(wu)差為(wei)(wei)±0.1%,按照矩形分布(bu),則滴(di)定(ding)(ding)體(ti)(ti)(ti)積(ji)的相(xiang)對標(biao)(biao)準(zhun)不(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)(du)(du)u(V)為(wei)(wei):u(V)=0.1%/3=0.0577%。(2)環境溫(wen)度(du)(du)(du):實驗環境在(zai)空調條件下,室溫(wen)近似(si)20℃。溫(wen)度(du)(du)(du)在(zai)20℃左右,標(biao)(biao)準(zhun)溶液的溫(wen)度(du)(du)(du)補正值(zhi)非常小,對實驗結果(guo)影響(xiang)可忽略(lve)不(bu)(bu)(bu)計,所以在(zai)不(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)(du)(du)分析(xi)中不(bu)(bu)(bu)把一溫(wen)度(du)(du)(du)影響(xiang)引起(qi)的不(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)(du)(du)列(lie)入(ru)考慮(lv)范(fan)圍。(3)滴(di)定(ding)(ding)終點(dian)的判(pan)斷:終點(dian)時(shi)的誤(wu)(wu)差±0.05ml(1滴(di)的體(ti)(ti)(ti)積(ji)),兩點(dian)分布(bu),現由終點(dian)分布(bu)判(pan)斷引入(ru)的標(biao)(biao)準(zhun)不(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)0.05ml:相(xiang)對標(biao)(biao)準(zhun)不(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)(du)(du)為(wei)(wei)0.05ml/38.32ml=0.13%標(biao)(biao)定(ding)(ding)體(ti)(ti)(ti)積(ji)的影響(xiang)引入(ru)相(xiang)對標(biao)(biao)準(zhun)不(bu)(bu)(bu)確(que)(que)定(ding)(ding)度(du)(du)(du)U(V)為(wei)(wei)0.0572+0.132=0.142%。
3.2.4 其(qi)他常(chang)數 基準無水碳酸鈉摩爾質(zhi)量引起(qi)的標準不(bu)確定度很小,可以忽略。
4 合(he)成標準不確定度
測量重復性、基準無水碳酸鈉的純度、天平稱量、標定體積等的不確定度相互獨立,故將上述數據合成得鹽酸的相對合成標準不確定度U(C)為
0.0552+0.0292+0.0842+0.1422=0.176%。
5 擴(kuo)展(zhan)不確(que)定度
實驗(yan)測得鹽酸標準溶液濃度(du)為0.09951mol/L,則測量結(jie)果的合(he)成標準不確定(ding)度(du)U(C)=0.09951mol/L×0.176%=0.000175mol/L。若取包含因子K=2,得測量結(jie)果的擴展不確定(ding)度(du)U=2U(C)=0.00035mol/L。
6 測量結果(guo)的(de)表示
鹽酸(suan)標準滴定溶液的濃度可表(biao)示為:(0.09951±0.00035mol/L,K=2)。
參考文獻
1 姚(yao)正堂,將已峰.奶制品中蛋白質測定的不確定度分(fen)析.中華醫學研究(jiu)雜(za)志,2005,5(6):6.
2 國(guo)家技術監督局(ju).JJF1059-1999測(ce)量(liang)不(bu)確定(ding)度(du)與(yu)表示.北京:中(zhong)國(guo)計量(liang)出版社,1997,81.
作者單位: 214171 江蘇無錫,無錫市惠山區疾病預防控制中心

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