甲醛釋放量測(cè)定不確定度報(bào)告

1、干燥器法測(cè)定甲醛釋放量的不確定度分析報(bào)告1. 試驗(yàn)方法1.1 本次試驗(yàn)依據(jù)GB/T17657-2013 人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法中干燥器法進(jìn)行測(cè)定。1.2測(cè)定原理按照GB/T17657-2013 人造板及飾面人造板理化性能試驗(yàn)方法，在直徑為240 mm(容積9 11L) 的干燥器底部放置直徑120mm、高度60 mm的結(jié)晶皿，在結(jié)晶皿內(nèi)加入300mL蒸餾水。截取長(zhǎng)l=150 mm、寬b =50 mm 的人造板樣品10 塊，放置在干燥器上部的金屬支架上，試件之間互不接觸。測(cè)試裝置在(20 ±2) 環(huán)境下放置24h，試件釋放出的甲醛被蒸餾水吸收，此溶液作為待測(cè)液。量取 10 m

2、L乙酰丙酮和10 mL乙酰銨溶液于50 mL具塞三角燒瓶中，再移取10 mL待測(cè)液到該燒瓶中，搖勻，放到 (40 ± 2) 的水槽中加熱15min，溶液變成黃綠色，取出，靜置暗處，自然冷卻至室溫。在分光光度計(jì)上412 nm 處測(cè)定吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)工作曲線定量。1.3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線繪制用刻度吸管分別吸取0,5,10,20,50,100mL甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液(S1) 到 100mL 容量瓶中，并用蒸餾水稀釋至刻度，得到標(biāo)準(zhǔn)工作液(S2) 系列。按上述方法在分光光度計(jì)上412nm處測(cè)定吸光度，根據(jù)甲醛質(zhì)量濃度(0 15 mg/L) 吸光情況繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。斜率由標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算確定。2. 測(cè)定結(jié)果樣

3、品測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表 1。序號(hào)AAA -A甲醛釋放量 / （ mg· L-1b）bss10.0250.1240.0981.04720.0250.1230.0971.03430.0250.1190.0930.98340.0250.1220.0961.02250.0250.1240.0981.04760.0250.1260.1001.07270.0250.1270.1011.08580.0250.1240.0981.047平均0.0250.1210.0951.042注： A b樣液的空自吸光度； As樣液的吸光度；甲醛釋放量讀自工作曲線上吸收液中的甲醛質(zhì)量濃度， mg/L。3. 建立數(shù)學(xué)模型c

4、 =f× ( As-Ab)其中： c樣液中甲醛含量，mg/L；f 標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率， mg/L；As 一樣品溶液的吸光度；Ab 一蒸餾水的吸光度。4. 標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量的評(píng)定根據(jù)測(cè)定原理和數(shù)學(xué)模型，本實(shí)驗(yàn)不確定度主要來(lái)自于重復(fù)測(cè)量、標(biāo)準(zhǔn)曲線校正以及儀器測(cè)量產(chǎn)生的不確定度。4.1 重復(fù)測(cè)量的不確定度urel重復(fù)測(cè)量的不確定度urel ，主要由重復(fù)觀測(cè)、甲醛吸收液體積以及人造板樣品尺寸等因素引起，可按公式直接計(jì)算 :nx) 28x) 2(xi( xiurepi 1i 10.011(mg / L )n(n1)8(81)相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度： urel (rep )urep0.0111.042自由度

5、：8 17vrep4.2f 值引入的不確定度u( f )4.2.1標(biāo)準(zhǔn)工作液S2 的不確定度 u(S2)標(biāo)準(zhǔn)工作液S2 不確定度主要來(lái)自甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液S1、 100 mL 容量瓶及單標(biāo)吸管的不確定度。甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液S1 的不確定度u( S1)甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液S1 的標(biāo)定過(guò)程包括：配制碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，用碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液的濃度，用硫代硫酸鈉溶液標(biāo)定甲醛溶液濃度，用移液管移取一定體積甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液到1000 mL 容量瓶中，并用蒸餾水稀釋至刻度，甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液S1 的不確定度也主要來(lái)源于此。(1) 配制碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度碘酸鉀溶液濃度按下式計(jì)算:mW1000cKIO 3 MV式中

6、： cKIO 3 碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度；m工作基準(zhǔn)試劑的質(zhì)量的準(zhǔn)確數(shù)值，g；WV工作基準(zhǔn)試劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；定容體積，mL；M相當(dāng)于1/6KIO 3 的摩爾質(zhì)量的數(shù)值，36.67g/mol 。從碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置步驟分析，其不確定度主要來(lái)源于3 個(gè)方面：碘酸鉀的純度；碘酸鉀的稱量質(zhì)量 m；定容體積V。(a) 基準(zhǔn)碘酸鉀試劑的標(biāo)簽上可以得知，其純度為(99.95 ± 0.03)% ，假設(shè)其純度為矩形分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度值為： u0.0003/30.00017W(b)分析天平的準(zhǔn)確度為0.1mg，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.1/30.058mg ，重復(fù)性引入的標(biāo) 準(zhǔn) 不 確 定

7、度 為0.1mg ， 空 氣 浮 力 影 響 忽 略 不 計(jì) 。 則 天 平 稱 量 引 入 的 標(biāo) 準(zhǔn) 不 確 定 度 為um0.05820.120.12mg。(c)1000mL的 A 級(jí)容量瓶 20時(shí)允差為0.40mL，按均勻分布， 其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.4 / 3 0.23mL ，標(biāo)準(zhǔn)容量瓶的體積是在20校準(zhǔn)的，配制時(shí)室內(nèi)溫度為(20 ±2) ，水的膨脹系數(shù)為2.1 × 10-4 ，按均勻分布，故溫度引起體積的不確定度為1000× 2× 2.1 × 10-4/ =0.24ml 。則容量瓶體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為22mL0.230.240.3

8、3uv(d) 當(dāng)?shù)馑徕浤栙|(zhì)量取214.00 時(shí)，碘酸鉀摩爾質(zhì)量M 引入的相對(duì)不確定度為0.000004 ，可忽略不計(jì)。因此，配制碘酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：u( KIO 3 )rel0.00017 2( 0.12 )2( 0.33 )20.000373566.71000(2) 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不確定度標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液產(chǎn)生的不確定度主要由KI0 3 濃度、重復(fù)測(cè)量、移液管、滴定管入。其標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的計(jì)算公式為:CNa2 S2 O3C(1/ 6KIO 3) VKIO 3V( Na2 S2O3 )式中：C KIO3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，0.1000mol/L ；1/ 6KIO 3V

9、KIO3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，25mL；KIO3V Na2S2O3 標(biāo)準(zhǔn)同業(yè)的滴定體積，mL。Na2 S2 O3(a) 重復(fù)測(cè)量在重復(fù)條件下進(jìn)行8 次測(cè)量，結(jié)果見(jiàn)表2。單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.000027 mol/L，取 2 次測(cè)量結(jié)果的平均值作為測(cè)量結(jié)果，則重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.00000191mol/L 。表 2 Na2S2O3 的標(biāo)準(zhǔn)溶液8 次測(cè)量的結(jié)果12345678均值滴定體積 /mL24.6524.6324.6024.6324.6524.6524.6324.6324.63質(zhì)量濃度 /0.1010.1010.1010.1010.1010.1010.1010.1010.1016（

10、mol ·L-1 ）55544555(b) 移液管引入的不確定度移液管引入的不確定度包括校準(zhǔn)誤差和溫度校準(zhǔn)兩部分。25mL移液管 20時(shí)的允許偏差為0.04mL，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.04 / 30.023mL 。溫度校準(zhǔn)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為25× 2× 2.1 ×10-4 / =0.0061mL。則移液管體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.02320.006120.024mL 。(C) 滴定管引入的不確定度25mL滴定管 20時(shí)的允許偏差為 0.O5mL,按均勻分布， 其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.05/=0.029mL，滴定體積平均值24.63mL，按均勻分

11、布， 溫度校準(zhǔn)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為24.63 × 2×2.1× 10-4 /=0.0060 。滴定管體積引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為。(d) 硫代硫酸鈉溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u( Na2 S2O3 ) rel21.9110 62(0.0242(0.03020.00160.00037 ()0.10152524.63(3) 甲醛溶液標(biāo)定的不確定度甲醛溶液濃度按下式計(jì)算 :c1 ( HCHO)(V0V )C215/ 20式中：c1甲醛濃度，mg/mL;V0 滴定空白液所用的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V 滴定甲醛溶液所用的硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；C 2 硫代硫酸

12、鈉標(biāo)準(zhǔn)溶掖的濃度，mol/L ；15甲醛 ( 1) 摩爾質(zhì)量， g/mol ；2 CH2O20- 甲醛溶液體積，mL。甲醛溶液標(biāo)定的不確定度主要由硫代硫酸鈉溶液濃度、重復(fù)測(cè)量、移液管、滴定管的體積引入。其中當(dāng)甲醛摩爾質(zhì)量取30.00 時(shí)，甲醛摩爾質(zhì)量M 引入的不確定度(u M0.001) 忽略不計(jì)。(a) 重復(fù)測(cè)量在重復(fù)條件下平行標(biāo)定8 次，測(cè)量結(jié)果為0.956,0.955,0.956,0.955,0.956,0.954,0.955,0.955(單位 :mg/mL) ，平均0. 955mg/L，則重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.00025 mg/mL。(b) 移液管引入的不確定度測(cè)量過(guò)程使用

13、兩次移液管，一次移取甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液20 mL，一次移取碘標(biāo)準(zhǔn)溶液25mL。20時(shí)20mL和 25mL 移液管的最大允差均為±0.03mL，按平均分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2× 0. 03=0.035 mL，溫度校準(zhǔn)引起的不確定度分別為20× 2× 2.1 × 10-4/=0.0061 ，由于各不確定分量互不相干，故合成后標(biāo)準(zhǔn)不確定為20.01220.004820.006120.019mL 。（ c）滴定管引入的不確定度20時(shí)50mL滴定管的最大允許誤差為±0.05mL，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.05/=0.029mL，兩次滴定消耗硫

14、代硫酸鈉體積平均值分別為18.63mL、 5.89mL，則溫度校準(zhǔn)引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為-4/3=0.0045mL、5.89 × 2×-43=0.0014mL，則滴定過(guò)程中體積O1引入18.63 × 2×2.1 × 102.1 ×10 /V和 V的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為uv00.02920.04520.054mL ，uv10.02920.0014 20.029mL（ d）甲醛溶液濃度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度由于各標(biāo)準(zhǔn)不確定分量互不相關(guān)，故甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：urel ( HCHO )0.001620.000252(0.019)2

15、(0.029)2(0.054)20.0054205.8918.63uc1 (HCHO )0.9550.0054 0.0052mg / mL（ 4）甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液S1 的不確定度甲醛標(biāo)準(zhǔn)液S1 的不確定主要由甲醛溶液濃度、移液管和容量瓶的體積引入。(a) 移液管引入的不確定度15 mL 移液管允差為±0.025mL，配制過(guò)程中環(huán)境溫度(20 ± 2) ，按均勻分布，不確定度為0.014mLo(b)1000mL 容量瓶引入的不確定度1000mL容量瓶允差為±0.4mL, 配制過(guò)程中環(huán)境溫度(20 ± 2 ) ，按均勻分布，不確定度為0.33mL。(c) 甲醛

16、標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 S1 的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel ( SI )0.00542(0.014)2(0.33)20.00551510004.2.1.2 100mL的容量瓶體積不確定度100 mL的容量瓶20時(shí)體積允差± 0.1mL, ，按均勻分布， 0.3/=0.058mL，容量瓶的校準(zhǔn)溫度 20，實(shí)驗(yàn)室室溫 (20 ± 2) ，溫度變化為平均分布，100× 2× 2.1 × 10-4 /=0.024mL，該容量瓶體積的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 :u100 (V2 )0.05820.02420.063mL4.2.1.3 5mL單標(biāo)吸管的不確定度按上述方法計(jì)算得:

17、u單標(biāo) (V5mL )0.0087 20.001220.0087mL由此可得0.716 g/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過(guò)程的相對(duì)不確定度：urel (c0.716 g / mL )20.06320.008720.0055(100)(5)0.0058按上述步驟計(jì)算0.00,0.716,1.433,2.865,7.163,14.325 g/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制過(guò)程的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分別為0.0054,0.0058,0.0056,0.0054,0.0054,0.0054，結(jié)果比較接近，表明標(biāo)準(zhǔn)工作液(S2) 的不確定度主要來(lái)源于甲醛標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液( S1)的不確定度。計(jì)算時(shí)取濃度為0. 716 g/mL 的標(biāo)準(zhǔn)

18、溶液的不確定度值，則標(biāo)準(zhǔn)工作液 S2 的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0. 0058。4.2.2 10mL移液管引入的不確定度urel (V 3)采用的10 mL 移液管最大允差為±0.020mL，按均勻分布其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.020/= 0.0115mL ，溫度影響引入的不確定度為-4=0.0024 mL ，則相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.0012 。10× 2× 2.1 × l0 /4.2.3 分光光度計(jì)吸光值引入的不確定度u(A)測(cè)定吸光度值所產(chǎn)生的不確定度由分光光度計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果、分光光度計(jì)讀數(shù)分辨率所產(chǎn)生的不確定度組成。(1) 儀器計(jì)量所得的不確定度 utes (

19、A)722 型分光光度計(jì)透射比擴(kuò)展不確定度0.5%， k=3，即：u(I t )0.5%0.0017I 03樣品溶液的吸光度AS=0.121 ，得：I t10 0.1210.7568I 0試驗(yàn)樣液的空白吸光度Ab=0.025 ，得：I t10 0.0250.9441I 0此處，由于輸入量的上下界限并不對(duì)稱，因此按平均分布近似評(píng)定。則樣品溶液吸光度的不確定度：lg( 0.75680.0017)lg( 0.75680.0017) 2urel ( A)120.00057試驗(yàn)樣液的空白吸光度的不確定度：lg( 0.94410.0017)lg(0.94410.0017) 2ubrel ( A)120.0

20、0045兩者合成得utes ( A)0.0005720.0004520.00073(2)722 型分光光度計(jì)為數(shù)字顯示讀數(shù)，可估讀至0.001 ，按均勻分布：0.001u分辨 ( A)0.000583吸光度值的合成不確定度為：u ( A)u2tes( A) u2（ A） 0.00093分辨標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。表 3 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的測(cè)定結(jié)果-100.7161.4332.8657.16314.325C(甲醛 )/( g·mL )吸光度 A00.0670.1330.2640.6721.334以吸光度A 為縱坐標(biāo)， c( 甲醛 )( g/mL) 為橫坐標(biāo)，用最小二乘法計(jì)算其工作曲線。(XiX )(YiY)相關(guān)系數(shù) : rX )2(Yi0.9995( XiY) 2( Xi X )(YiY)0.0932斜率 : b2( Xi X )截距 :aYbX0.00034標(biāo)準(zhǔn)工作曲線:Y0.0932