维权声明:本文为huangza原创作品,本作者与仪器信息网是该作品合法使用者,该作品暂不对外授权转载。其他任何网站、组织、单位或个人等将该作品在本站以外的任何媒体任何形式出现均属侵权违法行为,我们将追究法律责任。
原子吸收光谱仪测得酒类产品中钙的不确定度分析1 实验部分
准确移取酒样2.00ml于微波消解罐中,先在电热板上挥去乙醇再加入10ml硝酸,按照微波消解的操作步骤消解试样。冷却后取出消解罐,在电热板上赶酸至近干。消解罐放冷后,将消化液转移至25ml容量瓶中,用少量超纯水洗涤消解罐2次至3次,合并消解液于容量瓶中并用超纯水定容至刻度。根据实际测定需要稀释,并在稀释液中加入一定体积镧溶液(20g/L),使其在最终稀释液中的浓度为1g/L,混匀备用,此为待测溶液。同时做试剂空白试验。
分别吸取钙标准中间液(100mg/L)0mL,0.500mL,1.00mL,2.00mL,4.00mL,6.00mL于100mL容量瓶中,另在各容量瓶中加入5mL镧溶液(20g/L),最后加硝酸溶液(5+95)定容至刻度,混匀。此钙标准系列溶液中钙的质量浓度分别为0mg/L、0.500mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L和6.00mg/L。将配制好的标准溶液(按浓度由低到高的顺序)、试剂空白液、供试品溶液分别导入火焰原子化器进行测定。重复测样3次取算术平均值,以钙标准溶液含量为横坐标和对应的ABS信号为纵坐标绘制标准曲线,得出回归方程。试样所产生的ABS信号代入方程求得含量。
2 数学模型
试样中钙的含量按下式计算
X=
X——试样中钙的含量,单位为mg/L;
C
1——测定用试样中钙的质量浓度,单位为mg/L;
C
0——试剂空白液中钙的质量浓度,单位为mg/L;
V——试样消化液的定容体积,单位为mL;
f——试样消化液的稀释倍数;
M——试样质量或移取体积,单位为g或mL。
当钙含量≥10.0mg/kg或10.0mg/L时,计算结果保留三位有效数字,当钙含量<10.0mg/kg或10.0mg/L时,计算结果保留两位有效数字。
3 不确定度来源分析
3.1 校准过程引入的不确定度
3.2 样品的质量不确定度
3.3 样品定容体积引入的不确定度
3.4 测试过程随机效应导致的不确定度
4 不确定度分量评定
4.1校准过程引入的不确定度
4.1.1用最小二乘法拟合校准曲线标准得出
时所产生的不确定度
用5种浓度标准溶液,测定三次,得到吸光度,用最小二乘法进行拟合,得到线性方程和其相关系数。校准曲线结果:
钙标液浓度,mg/L | 0 | 0.500 | 1.00 | 2.00 | 4.00 | 6.00 |
吸光度 | 0.0049 | 0.0142 | 0.0247 | 0.0448 | 0.0843 | 0.1266 |
线性方程 | y=0.02025*x+0.0043 |
相关系数 | R2=0.9998 |
对样品6次测定,由校准曲线求得样品浓度c1,则c1的标准不确定度U(c1)为
U(c1)=
; S(A)=
其中 S(A)为求得标准液吸光度的残余的标准差;scc为标准溶液浓度的残余的平方和scc=
;b为校准曲线的斜率;a为校准曲线的截距;n为标准溶液测定次数(n=15);p为c1测定次数(p=6)。
为作校准曲线的标准溶液的平均浓度;
编号 | 取样量(mL) | 定容体积(mL) | 校正后浓度(μg/L) | 结果(mg/L) |
1 | 2.00 | 25.0 | 0.2613 | 3.27 |
2 | 2.00 | 25.0 | 0.2473 | 3.09 |
3 | 2.00 | 25.0 | 0.2596 | 3.24 |
4 | 2.00 | 25.0 | 0.2778 | 3.47 |
5 | 2.00 | 25.0 | 0.2490 | 3.11 |
6 | 2.00 | 25.0 | 0.2573 | 3.22 |
| - | - | 0.2587 | 3.23 |
C
0是对样品测定3次,由校准曲线求得样品浓度。
为样品测定结果的平均值,U(c1)为c1的标准不确定度,U
rel(c1)为c1的相对标准不确定度,U
rel(c1)=U(c1)/
=0.273。
4.1.2由标准溶液配制所产生的不确定度
(1)元素标准溶液的不确定度
由国家标准物质研究中心提供的元素标准溶液的相对不确定对为0.3%,k=2,则U
rel(std1)=0.3%/2=0.0015mg/L。
(2)容量瓶和移液管引起的相对标准不确定度
其一示值允差引起的不确定度:10mL移液管和100mL容量瓶的允许误差为0.02和0.10,故10mL移液管和100mL容量瓶引起的不确定度为0.02/
= 0.012mL和0.1/
= 0.058 mL(按矩形分布)。
其二重复测量引起的不确定度,经实验,重复测量不确定度为:0.002和0.025mL。
其三温度引起不确定度:通常实验室温度恒温控制要求(25±3)℃,经实验设为±3℃,查手册水的膨胀系数是2.1×10
-4mL/℃,故水的温度效应引起的体积变化10mL移液管和100mL容量瓶的温度误差为3×2.1×10
-4×10=0.0063mL和3×2.1×10
-4[img=,14,14]file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml9892\wps33.png[/img]×100=0.063mL(均匀分布),则水的温度误差引起的体积引入的标准不确定度0.0063/
=0.0036和0.063/
=0.036,则由10mL移液管引起的体积引入的标准不确定度为:U
rel(std2)=
/10=1.3×10
-3,由100mL容量瓶引起的体积引入的相对标准不确定度为U
rel(std3)=
/100=7.3×10
-4。因此,Ca用10mL移液管和100mL容量瓶进行逐级稀释的相对不确定度为U
rel(std)=
=2.986×10
-3(其中m为稀释次数,m=3)。
4.2样品称重引入的不确定度
2mL移液管的允许误差为0.010,引入的相对不确定度U
rel(m)=0.010/
×2=0.00289(按矩形分布)。
4.3样品定容体积引入的不确定度
样品经过前处理后定容至25mL容量瓶,单标线25mL容量瓶最大允许误差为±0.030mL,取均匀分布引入的相对不确定度U
rel(v)=0.030/
×25=0.00069。
4.4测试过程随机效应导致的不确定度
平均值
的极差为R,测量次数6次,查表得极差系数C=2.53,则随机效应导致的不确定度:
=0.151 mg/L
=0.0466
4.5 合成相对标准不确定度
相对合成不确定度
=0.0542
合成不确定对U
c(
)=U
crel(
)
,在95%置信水平下,取扩张因子K=2,则扩展不确定度U=K
U
C(
)=0.35mg/L。
5 结论
从上述不确定度评定可知,本测试的不确定度来源为C
1的标准不确定度、定容体积引入的不确定度、测试过程随机效应导致的不确定度。在测试过程中可以通过增加标准曲线测定次数,选用精密度较高的玻璃仪器稀释和定容配制标准溶液,可以减小不确定度分量。