EDTA容量法測(cè)定水泥中氧化鎂含量的測(cè)試結(jié)果不確定度評(píng)定

1、EDTA容量法測(cè)定水泥熟料中氧化鎂含量的測(cè)試結(jié)果不確定度評(píng)定1測(cè)試方法樣品的熔融稱(chēng)取約試樣，精確至，置于根堪蝸中，加入67g氫氧化鈉，在650700c的高溫下熔融 20minc取出冷卻，將川煙放入已盛有100mL近沸騰水的燒杯中，蓋上表而皿，于電熱板上適當(dāng)加 熱，待熔塊完全浸出后，取出用煙，用水沖洗坨埸和蓋，在攪拌下一次加入2530mL鹽酸，再加入 1mL硝酸。用熱鹽酸(1+5)洗凈地期和蓋，將溶液加熱至沸，冷卻，然后移入250mL容量瓶中，用水 稀釋至標(biāo)線(xiàn)，搖勻。此為溶液E»氧化鈣的測(cè)定從溶液E中吸取溶液放入400mL燒杯中，加入7mL氟化鉀，攪拌并放置2min以上，加水稀 釋至約

2、200mL,加入5mL三乙醇胺(1+2)及少許的鈣黃綠素一甲基百里香酚藍(lán)一的酷混合指示劑 (CMP),在攪拌下加入氫氧化鉀溶液至出現(xiàn)綠色熒光后再過(guò)量58mL,此時(shí)溶液在pH13以上，用 c(EDTA)= / LEDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定液滴定至綠色熒光消失并呈現(xiàn)紅色。氧化鎂的測(cè)定從溶液E中吸取 溶液放入400mL燒杯中，加水稀釋至約200mL,加1mL酒石酸鉀鈉溶液，5mL 三乙醇胺(1+2),攪拌，然后加入25mLpH10緩沖溶液及少許酸性銘藍(lán)K茶酚綠B混合指示劑，用 c(EDTA)= / LEDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定，近終點(diǎn)時(shí)應(yīng)緩慢滴定至純藍(lán)色。2數(shù)學(xué)模型水泥中氧化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)：X,w(%) =x

3、100HL X 1000式中：Xm"一一氧化鎂的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，;T 每亳升EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于氧化鎂的亳克數(shù)，mg / mL：V,滴定鈣、鎂總量時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL：匕一一測(cè)定氧化鈣時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL：匕一一所取試樣溶液的體積，mL：匕.一一試樣溶液總體積，mL：mi 試料的質(zhì)量，g。3不確定度來(lái)源分析水泥中氧化鎂含量測(cè)量不確定度的來(lái)源包括：試樣質(zhì)量mi不確定度u(mi)；樣品的濕度帶來(lái)的不確定度u(Hum)；試樣溶液總體積%的不確定度u(VJ:滴定鈣、鎂總量時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V1的不確定度u(Vj：測(cè)定氧化鈣時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體

4、枳V2的不確定度u(V2)：所移取試樣溶液體積V3的不確定度u(V3)；EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)氧化鎂滴定度T的不確定度u：肉眼判斷滴定終點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Vend)：(9)測(cè)量重復(fù)性帶來(lái)的不確定度u(Wr)04測(cè)量不確定度分量的計(jì)算試樣質(zhì)量mi不確定度u(mi)測(cè)定過(guò)程中使用電子天平稱(chēng)取試樣硅酸鹽水泥熟料樣品(唐山曙光強(qiáng)興水泥有限公司2015年 7月生產(chǎn))，操作過(guò)程是由扣除皮重的二次稱(chēng)量?？鄢ぶ胤Q(chēng)量有三個(gè)不確定度來(lái)源：重復(fù)性，天平 的可讀性以及由于天平校準(zhǔn)產(chǎn)生的不確定度。稱(chēng)量重復(fù)性帶來(lái)的不確定度合并于方法總的重復(fù)性不 確定度。天平的可讀性即稱(chēng)重過(guò)程中隨機(jī)效應(yīng)，可以忽略。天平的校準(zhǔn)包括天平的靈敏

5、度和電腦的 線(xiàn)性。由于二次稱(chēng)量是在很窄的范圍內(nèi)，在同一臺(tái)天平上進(jìn)行的，可忽略靈敏度帶來(lái)的不確定度。 天平計(jì)量證書(shū)標(biāo)明其線(xiàn)性為土，線(xiàn)性分量假設(shè)成矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為空蟲(chóng)= 0.058V3由于是二次稱(chēng)量，線(xiàn)性分量應(yīng)計(jì)算二次，因此試樣質(zhì)量m】的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為"(町)=/2x(0.058 吆)2 = 0.082/h相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為11 = 0 0820,00016m 0.5047 g樣品的濕度帶來(lái)的不確定度u(Hum)水泥樣品制備后裝在密封的塑料瓶中，并置于裝有變色硅膠的干燥器中保存，其水份含量少于 1%,所以該因素可忽略不計(jì)。試樣溶液總體積VT的不確定度u(VT )試樣溶液是制備在

6、250mL容量瓶中的。容量瓶的容積受三種主要不確定度來(lái)源影響：(1)充滿(mǎn)容量瓶至刻度的隨機(jī)變化，即重復(fù)性，合并于測(cè)量重復(fù)性中：(2)容量瓶校準(zhǔn)的不確定度，檢定證書(shū)中給出20時(shí)最大允許差為土，按三角分布，則校準(zhǔn)的 不確定度為：0.15/L=0.061(3)溶液實(shí)際溫度與容量瓶校準(zhǔn)時(shí)溫度的差異帶來(lái)的不確定度，即溫度效應(yīng):實(shí)驗(yàn)室溫度與校正 溫度一般相差±5,水的膨脹系數(shù)為X 10-C-S假設(shè)為矩形分布，則溫度效應(yīng)帶來(lái)的不確定度為:250mLX X 10。X5/y/3 =上述分量合成試樣總體積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u(VT) = J(O.O61mL)2+(O.157L)2 = 0.13mL相對(duì)標(biāo)

7、準(zhǔn)不確定度為：U(VT) _QA3mLVT - 250/»£=0.00052滴定鈣、鎂總量時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V】的不確定度u(Vx)滴定過(guò)程中使用50mL活塞滴定管。EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液從活塞滴定管滴出的體積同樣包括三個(gè)不確 定度來(lái)源：(1)滴定體積的重復(fù)性合并于測(cè)量重復(fù)性中；(2)校準(zhǔn)不確定度：50mL活塞滴定管校準(zhǔn)檢出的準(zhǔn)確性范圍為土，按三角形分布，則校準(zhǔn)不確定 度為：0.05=0.020 mL溫度效應(yīng)：滴定鈣、鎂總量時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為，則溫度效應(yīng)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定 度為：x xio-4r-1X5*C/V3 =上述分量合成滴定體積標(biāo)準(zhǔn)不確定度為u(y1)

8、= 7(O.O2O/7/L)2+(O.O217hL)2 = 0.029mL相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為竿二畿測(cè)定氧化鈣時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V2的不確定度u(V2)滴定過(guò)程中使用50mL活塞滴定管。EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液從活塞滴定管滴出的體積同樣包括三個(gè)不確 定度來(lái)源：(1)滴定體積的重復(fù)性，合并于測(cè)量重復(fù)性中；(2)校準(zhǔn)不確定度：50mL活塞滴定管校準(zhǔn)檢出的準(zhǔn)確性范圍為土，按三角形分布，則校準(zhǔn)不確定 度為：0.05 mLV6=0.02 mL(3)溫度效應(yīng)：滴定氧化鈣含量時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為，則溫度效應(yīng)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定 度為：x Xio ex 5c / V3 =上述分量合成滴定體積標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

9、u(V1) = y (O.O2OmL)2 + (O.O2O/?zL)2 = 0.028比 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為移取試樣溶液體積v3的不確定度u(V3 )用移液管準(zhǔn)確移取試樣溶液。25mL移液管容積的不確定度來(lái)源有：(1)排出體積的隨機(jī)變化即重復(fù)性，合并于測(cè)量重復(fù)性中：(2)校準(zhǔn)的不確定度，25mL移液管校準(zhǔn)給出的不確定度為土，按三角形分布，則校準(zhǔn)的不確定度 為0.05V6=0.02 mL(3)溫度效應(yīng)產(chǎn)生的不確定度為25mLXX104r-1X5 / 73 =上述分量合成試樣溶液體積的不確定度為(匕)=J(0.02比)2+(O.O15?L)2 = 0.025mL相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為皿=°必

10、優(yōu)=0.001匕25 niLEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)氧化鎂滴定度T的不確定度u(T)實(shí)驗(yàn)中EDTA的標(biāo)定是采用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定準(zhǔn)確濃度的碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液。計(jì)算公式為xVj xlOOOT =-= x M LV5xV6x;WCaCOj Mk°式中：T 每亳升EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于氧化鎂的亳克數(shù)，mg/mL：V4 一一所吸取碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，mL：V5 一一測(cè)定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL：V6 一一碳酸鈣溶液定容體積，mL；m2碳酸鈣的質(zhì)量，g：MCaCO CaCO3的摩爾質(zhì)量，g / mol：MgO的摩爾質(zhì)量，g / moL因此，T有六個(gè)不確定度來(lái)源：碳酸鈣的質(zhì)量mz不確定

11、度u(m2)；所吸取碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V4不確定度u(V4)：測(cè)定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體枳Vs不確定度u(V5)；碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液定容體積V6不確定度u(V6)：碳酸鈣摩爾質(zhì)量Mem不確定度“Mac。,)：氧化鎂摩爾質(zhì)量“附不確定度u(A/.VfJ:肉眼判斷滴定終點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度U(Vend)o其中u(m2), uM), uM), uM)的計(jì)算分別類(lèi)同于u(m!), u(V3)» u(Vj), u(VT),這里不詳細(xì)討 論，只作計(jì)算。碳酸鈣的質(zhì)量m2=, u(m2)=3= 008 叫=0.00013m2 0.6050 g移取碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的體枳為V4=,(匕)=7(O.O2/h

12、L)2 + (O.O15wL)2 = 0.025也四=0.025% ooo匕 25.00mL測(cè)定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積V5=, u(V5) = yl (0.020mL)2 + (0.024/hL)2 = 0.03 mL 些=0031= 0.00080K 38.85/nL碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液定容體枳v6=,u(Vr) = 7(0.06 1/hL)2+(O.157hL)2 = 0.13mL2 = . °13/ . = 0 00052匕 250.00mL碳酸鈣摩爾質(zhì)量Ma©不確定度表是從IUPAC最新版的原子摩爾質(zhì)量表中查得的Ca, C, O元素的相對(duì)原子質(zhì)量和不確定度，并按

13、矩形分布求得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。表1元素相對(duì)原子量和不確定度元素相對(duì)原子質(zhì)量不確定度標(biāo)準(zhǔn)不確定度CaC0”(Mq1cq)= &(Mqf+3x(Mo)F=7O.OO232 + O.OOO462 + (3 x 0.00017)2=0.0024g / mol”(Mag) 0.0024MCaC()_ _ 40.078 +12.0107 + 3 x 15.9994=0.000024氧化鎂摩爾質(zhì)量時(shí)必。不確定度u(Mm,。)，表2是從IUPAC最新版的原子摩爾質(zhì)量表中查得的 Mg, O元素的相對(duì)原子質(zhì)量和不確定度，并按矩形分布求得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。表2元素相對(duì)原子量和不確定度元素相對(duì)原子質(zhì)量不確定度標(biāo)準(zhǔn)

14、不確定度Mg0("MW)= ，(見(jiàn)“>+(%)2 = <0.000352 + 0.000172 = 0.00039吧皿=。0039 =o.ooooo96M()24.3050+15.9994由于人員肉眼判斷標(biāo)定終點(diǎn)的偏差導(dǎo)致所耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體枳V5的標(biāo)準(zhǔn)不確定度，憑經(jīng)驗(yàn), 肉眼判斷標(biāo)定終點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度大約為，相對(duì)不確定度為：= 0.00077(匕)_ 0 03 加L%3885 %(5)EDTA對(duì)氧化鎂滴定度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為= 0.0016由于人員肉眼判斷滴定終點(diǎn)的偏差導(dǎo)致滴定體積V，v2的標(biāo)準(zhǔn)不確定度肉眼判斷滴定終點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度大約為：，因此滴定鈣、鎂總量時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：“(噎)=)。"也一 =0.00087匕34.30 mL測(cè)定氧化鈣時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積VZ相對(duì)不確定度為：= 0.00091測(cè)量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(Wr)在此實(shí)驗(yàn)中重復(fù)性包含：滴定度測(cè)定的重復(fù)性、稱(chēng)量的重復(fù)性、活塞滴定管體積的重復(fù)性、容 量瓶重復(fù)性、滴定終點(diǎn)的重復(fù)性等，將各重復(fù)性分量合并為試驗(yàn)的一個(gè)分量，利用方法確認(rèn)的數(shù)據(jù) 對(duì)其進(jìn)行定量。方法確認(rèn)表明該實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性限為