◎ 杜小利,高學智
(陜西省榆林市榆陽區(qū)食品檢驗檢測中心,陜西 榆林 719000)
883型離子色譜儀,瑞士萬通,MagIC Net 3.1色譜工作站;Metrosep A Supp 5-250/4.0色譜柱;定量環(huán)體積100 μL。
氯化物(以Cl-計)標準溶液:100 μg/mL,GBW(E)080269,中國計量科學研究院制。
碳酸鹽淋洗液體系;等度洗脫;流速0.7 mL/min。
從標準儲備液中移取0、0.1、0.2、0.4、0.6 mL和0.8 mL于10 mL A級容量瓶中,加水稀釋至刻度,搖勻,配制濃度為0、1、2、4、6 μg/mL和8 μg/mL的標準液。
水樣經(jīng)過0.22 μm濾膜過濾,不稀釋,直接上樣,通過校準曲線擬合,得到結果。
測量不確定度是根據(jù)所獲信息,表征賦予被測量值分散性的非負參數(shù)。測量所得的值只是被測量的估計值,測量過程的隨機影響及系統(tǒng)影響均會導致測量不確定度[1]。參考《測量不確定度評定與標示》JJF 1059·1-2012、化學分析中不確定度的評估指南等其他文獻資料[2-4]分析離子色譜法測定水中氯離子過程中不確定因素。樣品中氯離子含量是通過標準曲線擬合得到的,所以不確定度來源為配制校準曲線過程和樣品重復測量過程,配制標準系列濃度時,所用的移液槍不同,量取體積不同,因此需要分別對每個濃度點的不確定度進行量化。進樣體積主要由定量環(huán)控制,不確定度較其他因素影響很小,故本模型中忽略進樣體積不確定度,主要量化圖1的不確定度來源。
圖1 不確定度主要分量來源及之間因果關聯(lián)圖
2.1.1 標準溶液本身不確定度ur.1(bq)
標準溶液從中國計量科學研究院購置,100 μg/mL,相對擴展不確定度是1%,K=2,相對標準溶液的不確定度ur.1(bq)為 1%÷2=0.5%。
2.1.2 標準溶液稀釋過程引入的不確定度ur.2(bq)
2.1.2.1 移液過程的不確定度ur.2.1(bq)
用移液槍從標準溶液中直接移取,配制標曲系列濃度,移液過程有3個不確定度來源。①移液槍體積校準引入的不確定度ur.2.1.1(bq),移液槍的校準滿足容量允差的要求,故應按B類標準不確定度評定,按矩形分布假設,K為。②重復性引入的標準不確定度ur.2.1.2(bq),根據(jù)配制標液時用的容量點,分別在各點的容量水平下移取娃哈哈水,用天平稱量移取水的質量,每個點重復次,用A類不確定度進行評定。③配制溶液時,環(huán)境溫度為22.6 ℃,而移液槍校準溫度為20 ℃,溫度引起的不確定度有兩種:溫度對移液槍體積的影響;溫度對移液槍內水的體積影響。采用B類不確定度評定,假設矩形分布,K為。公式如下:
Δt室溫=測量溫度-校準時溫度=(22.6-20)℃;
移液槍體積膨脹系數(shù)為:1.2×10-4;
水體膨脹系數(shù):2.1×10-4;
(具體值見表1)
表1 移液過程產(chǎn)生的標準不確定度表
2.1.2.2 定容過程不確定度ur.2.2(bq)
實驗過程選用10 mL,A級容量瓶,10 mL容量瓶容量允差為0.02 mL,按矩形分布評定其不確定度ur.2.2.1(bq),K為,容量瓶體積刻度帶來的相對標準不確定度為:
表2 容量瓶定容過程中估讀所產(chǎn)生的不確定度表
表2 容量瓶定容過程中估讀所產(chǎn)生的不確定度表
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如表2所示,10 mL容量瓶在定容和估讀的過程中所產(chǎn)生的不確定度ur.2.2.2(bq),用娃哈哈水定容容量瓶,稱量水的質量,重復以上過程10次,稱量室溫度是22.6 ℃。
配制溶液時溫度為22.6 ℃,容量瓶校正時溫度是20 ℃,水體膨脹系數(shù)為2.1×10-4,玻璃膨脹系數(shù)比水體膨脹系數(shù)小兩個數(shù)量級,忽略不計,按95%置信概率,取K=1.96,因此,溫差產(chǎn)生的相對標準不確定度公式如下:
溫差產(chǎn)生的相對標準不確定度ur.2.2.3(bq)為:
2.1 ×10-4×(22.6-20)÷1.96×100%=0.028%
則容量瓶定容過程不確定度ur.2.2(bq)為:
2.1.3 校準曲線擬合的不確定度ur.3(bq)
根據(jù)樣品中氯離子的含量,配制標準曲線系列濃度 為 0.0、1.0、2.0、4.0、6.0 μg/mL 和 8.0 μg/mL。每個濃度點重復配制5次,結果如表3。
表3 標準曲線測試結果表
標準曲線殘差標準偏差:
Yi是標準溶液面積的測定值;a是曲線斜率,其值為1.134 1;b是曲線截距,其值為-0.140 9;Xi是標準溶液中氯化物的質量濃度;n是回歸直線濃度點數(shù),n=6。
標準曲線引入不確定度是:
p為樣品的測定次數(shù),p=11;為不同濃度的校準溶液所取得的平均值。
相對標準不確定度:
標準曲線配置過程中,各不確定度分量獨立,不相關,所產(chǎn)生的不確定度是:
對未知樣重復11次測量,并且采用貝塞爾公式計算樣品不確定度,結果見表4。
表4 樣品重復測量不確定度表
標準不確定度各分量均不相關,相對合成標準不確定度如下:
離子色譜測定水中的氯離子含量,整個過程不確定度分量較多,而且互相之間不確定度大小相差不大,測試值假設為正態(tài)分布,置信區(qū)間為95%,K取2。
JJF 1059-1999[5]規(guī)定,不確定度分量與合成不確定度之比小于1∶10,或不確定度分量與另一個分量之比小于1∶3時,則此不確定度分量可以忽略不計。根據(jù)結果,校準曲線擬合的不確定度是主要影響因素,降低校準曲線擬合不確定度分量,對于得到可信度高的結果有重要意義。因此,實驗過程中選用合適量程的移液槍,準確移液操作;同時,選用合適的低濃度標準儲備液,省去中間儲備液稀釋過程,都可以降低曲線擬合不確定度,從而得到更精準的測量結果。