北京普天同创生物科技有限公司
一、标准滴定溶液浓度的测量不确定度影响因素的确定
标准滴定溶液浓度的标定过程涉及很多环节,但在实际工作中仅考虑对标定结果产生影响的主要因素。
在标定过程中涉及的四个主要因素有:试剂和溶剂、仪器器皿、环境和人员。
分析标准滴定溶液标定过程和计算式,测量不确定度主要来源于标准物质、溶液、人员仪器器皿和环境温度等。
1.标准物质包括:工作基准试剂、二级纯度标准物质、定值标准物质。
2.溶液包括:标准滴定溶液、被标定溶液和水。
3.人员:标定误差。
4.仪器器皿。
5.环境温度。
用框图表示,见图2。
二、标准滴定溶液浓度测不确定度的评定方法
标准滴定溶液的四种标定方式的计算公式均符合:
(式中指数pi可以是正数、负数或分数)的形式。
因为当测定结果的计算式符合:
(式中指数pi可以是正数、负数或分数)时,设pi的测量不确定度u (Pi)可以忽略不计,则合成相对标准不确定度的方差为:
即合成相对标准不确定度:
由于标准滴定溶液浓度的标定方法中涉及的单位有:克(g)、毫升(mL)、质量分数(%)、克每摩尔(g/mol)、摩尔每升(mol/L)等,因此在标准滴定溶液浓度的测量不确定度评定中,为了便于计算,通常采用各分量的相对标准不确定度进行合成,求出合成相对标准不确定度。
根据前面介绍的测量不确定度的基本概念,由合成标准不确定度uc(y)最终评定出扩展不确定度,用于评定标定标准滴定溶液浓度的质量。
三、测量不确定度评定步骤
综上所述,要确定标准滴定溶液浓度的测量不确定度评定,必须经过以下步骤:
第一步 A类标准不确定度分量的评定
当被测样本可以重复观测,以样本重复观测数据的算术平均值x作为测量结果,平均值的实验标准差:s(x)为测量结果的标准不确定度,即A类标准不确定度分量。因此,两人八平行标定的标准滴定溶液浓度的标定误差引入的相对标准不确定度分量为A类相对标准不确定度分量。
在用工作基准试剂直接制备标准滴定溶液的方法中,称量工作基准试剂的质量采用两次称量的方法(即减量法),因此工作基准试剂的质量引入的相对标准不确定度分量就是其A类相对标准不确定度分量。
一般情况下,A类相对标准不确定度分量,应包括机械天平读数、天平重复性误差、终点重复性误差、滴定管读数以及电位计读数等引入的测量不确定度分量。
第二步 B类合成相对标准不确定度分量的评定
在本章第一节“对‘GB/T 601-2002标准’修改和简化后的文本”中标准滴定溶液浓度的测量不确定度分量,除了两人八平行测定标准滴定溶液浓度的标定误差引入的相对标准不确定度分量为A类相对标准不确定度分量,其他相对标准不确定度分量均属于B类合成相对标准不确定度分量中的分量。其计算是将计算出的各分量urel(M)、ucrel(W)、ucrel(V1-V2)、ucre1(M)、urel(r)代入式(2-7),得到标准滴定溶液浓度的B类合成相对标准不确定度分量。
第三步 合成标准不确定度的评定
在本章第一节“对‘GB/T 601-2002标准’修改和简化后的文本”中,将上述第一步和第二步求得的标准滴定溶液浓度的A类相对标准不确定度分量和B类合成相对标准不确定度分量,按式(2-17)计算得到“标准滴定溶液浓度的合成标准不确定度”。
第四步扩展不确定度的评定
在本章第一节“对‘GB/T 601-2002标准’的修改和简化后的文本”中是按式(2-18)计算得到“标准滴定溶液浓度的扩展不确定度”。
第五步标准滴定溶液浓度的表示
以示例的形式列出了标准滴定溶液浓度的扩展不确定度以浓度形式的两种表示方法和以浓度的相对形式的两种表示方法,这里不再重复。
本章第一节“对‘GB/T 601-2002标准’的修改和简化后的文本”的评定步骤用框图表示,见图3。
四、标准滴定溶液浓度的测量不确定度评定的有关说明
1.在GB/T 601-2002《化学试剂标准滴定溶液的制备》,对测量不确定度的评定采用了由主干到分支的叙述方式。
为了便于计算,在本章第一节“对‘GB/T 601-2002标准’的修改和简化后的文本”中采用由分支到主干的叙述方式(见图3)。
首先列出了标准滴定溶液浓度的A类相对标准不确定度分量的两种评定方法,并说明两种评定方法任选其一。
其次,以第一种标定方式(即用工作基准试剂为量值溯源,标定标准滴定溶液的浓度)为例,根据式(2-1)逐项进行分析,列出了标准滴定溶液浓度的B类合成相对标准不确定度分量中的各相对标准不确定度分量的计算式。
列出了标准滴定溶液浓度的合成标准不确定度和扩展不确定度的计算式。
2.本章第一节“二、对‘GB/T 601-2002标准’修改和简化后的文本”的“5”中是依据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》中8.7和8.9,以示例的形式列出了标准滴定溶液浓度的扩展不确定度以浓度形式的两种表示方法和以浓度的相对形式的两种表示方法。
3.本章第一节“二、对‘GB/T 601-2002标准’修改和简化后的文本”的“(三)”中说明了参考第一种标定方式的标准滴定溶液浓度的扩展不确定度评定,可进行第二种标定方式、第三种标定方式和第四种方式的标准滴定溶液浓度的扩展不确定度评定。但应注意的是这里仅仅是“参考”,具体到某一种标定方式的某一个测量不确定度分量的评定,需具体分析、列出其计算式。例如:第一种标定方式的标准滴定溶液浓度的B类合成相对标准不确定度分量的计算式(2-7),与第二种标定方式的标准滴定溶液浓度的B类合成相对标准不确定度分量的计算式(2-7*)见本章第六节中第二种标定方式的标准滴定溶液浓度的B类合成相对标准不确定度分量的计算式),比较这两个计算式,会发现同是浓度的B类合成相对标准不确定度分量的计算,由于标定方式的不同其计算式的差别很大。
4.由于重点在于介绍标准滴定溶液浓度的测量不确定度评定实例,因此这里仅提供计算式,其推导过程很少,如果读者对此感兴趣,请参阅相关参考资料。
5.由于本章只给出标准滴定溶液浓度的扩展不确定度U,在测量不确定度的各项评定中未对各分量及合成标准不确定度的自由度进行评定。
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