火焰原子吸收分光光度法測定礦石中銅的含量的不確定度評定_百度

1、火焰原子吸收分光光度法測定礦石中銅的含量的不確定度評定論文摘要:通過火焰原子吸收分光光度法重復6次測定礦石中銅的含量,計算標準偏差,并用標準添加法,計算回收率,闡明了礦石中銅的含量不確定度的評定步驟和評定方法,歸納出銅的含量測定的不確定度分量及影響的分析結果的不確定度主要來源有:樣品的消解產生的不確定度、待測物測量過程中產生的不確定度、樣品重復性實驗不確定度。論文關鍵詞:原子吸收,銅的含量,不確定度,評定測量不確定度是表征合理地賦予補測量之值的分散性,與測量結果相聯系的參數。測量不確定度的評價工作是檢測工作中重要的技術組成部分,是進行實驗室國家認可的的必要條件,筆者依據JJF1059-1999

2、及JJF1135-2005相關要求,對于礦石中的銅的測定的不確定度分量進行分析評估,從而評定其不確定度。1、測定過程及建立數學模型1.1測定Cu所需的過程:稱取0.5000g樣品于聚四氟乙烯燒杯中,加15mlHCl、5mlHNO、20mlHF、34mlHClO,蒸發(fā)至白煙冒盡,冷卻后加入(1+1V/VHCl8ml 提取。定容于100ml容量瓶中,依據含量分取10ml于100ml容量瓶中,用4%HCl稀釋至刻度,選擇合適Cu標準溶液,繪制標準曲線,再測量待測物,由Cu的吸光度,計算待測物濃度,計算Cu含量。1.2測定礦石中銅含量數學模型:Cu(%=式中:C-表示待測物被稀釋后質量濃度(g/mL,

3、m-表示待測物稱樣質量(g,V2-表示待測物被稀釋后體積(mL,V總-表示待測物被稀釋前的體積(mL,V1-表示待測物被稀釋時提取母液的體積(mL,f-表示待測物消解過程中回收率2、標準不確定度的評定火焰原子吸收法測定礦石中的銅的含量不確定度主要來源有:樣品制備過程中的,包括樣品的均勻性、天平的重復性的、樣品消解過程中回收率、定容體積校準,樣品稀釋中的移液管和容量瓶校準等;樣品在測量過程中產生的不確定度,包括標準物質,包括標準儲備液的不確定度及稀釋過程中產生的不確定度,最小二乘法擬合曲線校準得出的C產生的不確定度;重復性實驗引起的不確定度,包括天平的重復性,體積重復性、回收率重復性等。2.1待

4、測物制備過程中產生的不確定度2.1.1樣品在稱量過程中產生的不確定度稱質量:按GB/T14353-2010的要求,稱質量準確至0.5000g,使用天平的最小分度為0.1mg。JJG5391997規(guī)定,該準確級的天平在200g稱量范圍的最大允許誤差為±0.5mg,樣品質量是由兩次稱量(空瓶m和樣品m所得,天平線性最大允許誤差為矩形分布,兩次稱量天平的最大允許誤差引入的不確定度。u(m=0.5/=0.289mg由于稱量過程中采用二次稱重,兩者的線性影響不相關,天平引起不確定度為:u(m=u(m=0.408mgu(m=u(m/m=0.0008162.1.2樣品在消化過程中產生的不確定度消化

5、回收率:由于樣品消化不完全或消化過程導致銅的損失或污染及消化液轉移過程的損失等,將使樣品中的銅不能100%的測定得到,本法測定銅的12次加標回收率為97% 103%,樣品回收率的不確定度按JJF10591999計算。u(Rec=(b+b/12,b=3%,b=3%,u(Rec=1.73%。相對相對標準不確定度:u=1.73%/100%=0.01732.1.3V容量瓶、V產生的不確定度容量瓶體積引入的不確定度JJG1962006常用玻璃量器規(guī)定,20時100mL容量瓶(A級的容量允差為±0.10ml,取矩形分布,則在容量瓶體積帶來的不確定度。u(V=0.0577mg/L,u(V=u(V/

6、V=0.000577。u(V=0.0577mg/L,u(V=u(V/V=0.000577。2.1.410mL移液管產生的不確定度稀釋過程用10ml單標線吸管(A級中,用4%鹽酸定容至刻度,制成使用液。單標線吸管引入的不確定度按照常用玻璃量器檢定規(guī)程(JJG1962010的要求,均有相應的最大容量允差,按均勻分布考慮,10ml單標線吸管(A級吸取10ml液體時容量允差為±0.020ml,取矩形分布,k=,則單標線吸管引入的不確定度及相對標準不確定度u(V=0.01155mg/L,u(V=u(V/V=0.001155。2.1.5待測物制備過程中產生總的不確定度U=U+U+U+UU0.01

7、732.2待測物測量過程中產生的不確定度2.2.1標準溶液不確定度2.2.1.1標準儲備液的不確定度:銅標準儲備液(GBW08615為國標中心提供,質量濃度為1000mg/L,標準證書給出的不確定度為1mg/L,按正態(tài)分布考慮,屬B類,k=3,則銅標儲備液的標準不確定度及相對標準不確定度為:u(=1/3=0.333mg/L,u(=u(/=0.000333。式中:u為不確定度;u為相對不確定度;為標準溶液質量濃度。2.2.1.2標準溶液配制過程中玻璃儀器誤差引起的標準不確定度:稀釋過程用10ml單標線吸管(A級中,用4%鹽酸定容至刻度,制成100mg/L銅標準使用液。單標線吸管引入的不確定度按照

8、常用玻璃量器檢定規(guī)程(JJG1961990的要求,均有相應的最大容量允差,按均勻分布考慮,10ml單標線吸管(A級吸取10ml液體時容量允差為±0.020ml,取矩形分布,k=,則單標線吸管引入的不確定度及相對標準不確定度u(V=0.01155mL,u(V1=u(V/V=0.0011552.2.1.3容量瓶體積引入的不確定度JJG1962006常用玻璃量器規(guī)定,20時100mL容量瓶(A級的容量允差為±0.10ml,取矩形分布,則容量瓶體積帶來的不確定度。u(V=0.0577mg/L,u(V2=u(V/V=0.000577。2.2.2最小二乘法擬合標準曲線校準得出C時所產生

9、的不確定度采用4個濃度水平的銅標準溶液,用火焰AAS法分別測定3次,得到相應的吸光值Y,用最小二乘法進行擬合,得到直線方程Y=a+bC(a為截距,b為斜率和其相關系數r。本例對樣品測定液進行了6次測量,由直線方程求得平均質量濃度C=0.642mg/L,則C的標準不確定度u(C=0.0138g/mL,式中:s(y=0.003541g/mL L為標準溶液吸光值的殘差標準差:=(/n=1.25g/mLL為標準溶液平均質量濃度:S=3.75為標準溶液質量濃度的殘差平方和;n為標準溶液的測量次數(本列為12;p為C的測量次數(本例為6。u(C=u(C/C=0.0215。質量濃度C /(g/mL吸光值yy

10、 -(0.15091C+0.0036y -(0.15091C+0.0036 C -(C -0.5 0.081 0.001945 3.78303×10 -0.75 0.5625 0.081 0.001945 3.78303×10 -0.75 0.5625 0.081 0.001945 3.78303×10 -0.75 0.56251.0 0.158 0.00349 1.21801×10 -0.25 0.0625 0.157 0.00249 6.20010×10 -0.25 0.0625 0.157 0.00249 6.20010×10

11、-0.25 0.06251.5 0.233 0.003035 9.21123×10 0.25 0.0625 0.234 0.004035 1.62812×10 0.25 0.0625 0.233 0.003035 9.21123×10 0.25 0.06252.0 0.303 -0.00242 5.85640×10 0.75 0.5625 0.300 -0.00542 2.93764×10 0.75 0.5625 0.301 -0.00442 1.95364×10 0.75 0.56252.2.3待測物測量過程中產生總的不確定度U=U

12、+U+U+UU0.02152.3重復性實驗(隨機變化在重復性條件下,對樣品進行了6次獨立測試,銅百分含量分別為0.1224%、0.1304%、0.1360%、0.1280%、0.1280%、0.1264%,則銅百分含量的算術平均值=/n=0.129%單次測量的不確定度u(=S(=0.00452,算術平均值的不確定度u(=S(/=0.00412,U(=u(/=0.0319。2.4試劑空白本試驗所用試劑為鹽酸,符合GB/T6222006的要求,因而扣除空白所致的銅的微小變化產生的影響很小,可忽略不計。2.5不確定度分量的量化總表測定礦石中銅的含量的不確定度總表不確定度的產生過程符號或描述值x 標準

13、不確定度相對標準不確定度u(x/x 度 合成相對標準不確定度 u =0.0319 合成標準不 確定度合 成: u =0.0422 3、相對合成標準不確定度與擴展不確定度 相對合成標準不確定度 u=u+u+u u=0.0422 在沒有特殊要求的情況下，按國際慣例，測量結果的擴展不確定度包含因子 k 取 2，則 相對擴展不確定度 u=ku=0.0844， U=U× =0.011 =0.129， 4、結果 按照 GB/T14506-2010 原子吸收分光光度法測定礦石中銅百分含量平均值： =（0.129+0.011）%;K=2 5、結束語 在對礦石的銅測試過程中的不確定度分量有很多， 數值

14、大小不同， 對測量結果不確定度 評定結果貢獻也不同的，其主要來源有：樣品制備過程中的產生的不確定度；最小二乘法擬 合曲線校準得出的 C 產生的不確定度;；重復性實驗測量引起的不確定度。 通過不確定度的評定， 我們發(fā)現樣品在重復性檢測過程中的檢測引起的是最主要的不確 定度，最小二乘法擬合曲線校準得出的 C 產生的不確定度次之，而樣品制備過程中的產生 的不確定度最小點，但三者都在同數量級，總的來說，差別不很明顯，而從不確定度評定過 程來看，想要獲得較小的不確定度，就要從樣品消解過程，提高消解的溫度，或者采用更先 進的消解技術，樣品的提取過程的規(guī)范化，減小不確定分量;最小二乘法擬合曲線校準得出 的 C 產生的不確定度;，可對于校準曲線溶液的制備采用規(guī)范化；重復性實驗測量引起的不 確定度減少，可通過讓檢測環(huán)境標準化，檢測人員規(guī)范化。 參考文獻 1 JJF1059-1999 測量不確定度