主题：【讨论】标准物质在分析实验室管理中有那些应用？

分析化学与国际单位制相联系，纯化学物质，纯度的测量，或常称为物质的化学组成，是在分析化学范畴。除了sI对化学物质的依赖外，分析化学对SI的依赖也值得考察。目前，大多数分析化学l丁作者在测量中采用SI单位（除cande-la以外的所有基本单位和许多导出单位）。但是，组份分析取决于另外一个概念，即纯化合物相对于参照的其他物质和材料的化学组成存在（采用化学反应定律和化学计量法有两层意思：一是SI单位的复现是依赖于标准物质，而成分分析又是使用sI单位；二是测量成分量时，以纯物质作为标准，被测物的成分量以此为参照）。

从一种或多种考虑作为基准测量标准的纯化合物出发，像物理测量一样来为分析化学构架测量溯源层级是可行的。这样测量标准的例子有： 　　①电子，其他化合物可通过电化学分析与其相联； 　　②碳-12，原则上其他化合物可通过质谱、Raoult’s定律测量或低密度气体体积测量等方法与其相联； 　　③高纯元素或化合物，其他化合物可通过电化学法、重量法、滴定法、光谱法等与其相联。

在上例中提及的其他化合物在许多情况下可以用作标准物质。许多物质可在基准和工作（分析）标准之间充当中间体的角色。如同应用于计量学其他分支一样，溯源性的概念也普遍应用于分析化学中。如果测量结果的溯源性在仪器、材料量度和所用标准物质等方面都能描述得很清楚的话，化学分析测量结果的质量将会大大提高。在大多数情况下，溯源性也取决于计算时使用的相对原子质量值（以前称“原子重量”，即原子量）；分析测量工作者应记录所用原子量的出处或来源。

目前，国际单位制并不能涵盖所有的工程特性量，有些工程特性量的单位需要特别约定。为了方便地实现实际测量，一般通过标准物质建立其约定标度，并在国际建议或者标准文件上说明给定的值。全球认可的用于复现约定标度固定点的标准物质在国际上具有广泛的一致性。这种约定标度的复现与传递主要依赖于复现标度固定点的标准物质和测量方法或测量过程的技术规范。在工程量的测量中，标准物质的作用不仅是复现约定的标度，而且还可以用于测量仪器校准或者用作实际样品测量时的工作标准。约定标度的实例很多，在此仅举几例说明标准物质的特殊作用。

①浊度单位：在国际标准化组织制定的标准（ISO7027）中定义了浊度的单位。单位的复现依赖于。formazine标准溶液。该标准溶液的浊度是400FAU或FNU，通过稀释这一标准溶液获得一系列的标度固定点，以满足不同浊度样品的测定要求。如果所用仪器测量的是衰减光，所复现的则是formazine衰减浊度单位（FAU）；若测量的是漫射光，复现的则是formazine散射浊度单位（FNU）。 　　②pH标度：由于单个离子的活度无法通过试验测量得到，pH值并非一个确切的物理量。为了使测得的pH值有意义，人们通常采用一种约定的pH标度。这种标度是由被赋予准确pH值的标准溶液所定义的。通过测定消除了液接电势的、由氢电极和银/氯化银电极组成的电池电动势，并按照约定的方法计算就可以得到pH值。 　　各国的国家标准规范规定了制备和赋予标准溶液pH值的方法。这些标准溶液验证过的值的不确定度在千分之几pH单位范围内。 　　③辛烷值标度：辛烷值是燃料油的重要技术指标。美国材料试验协会（ASTM）用标准燃料油和标准测试方法定义与复现辛烷值的标度，得到了业内专业人士的认同，进而在全球范围内被采纳。按照以上标准测试方法的要求，在特定的实验条件下，比较燃料油与已知辛烷值的AsTM标准燃料油的混合物的发爆声，以此来确定燃料油的辛烷值。ASTM标准燃料油的辛烷值溯源到美国标准技术研究院（NIsT）的正庚烷有证标准物质（SRM 1815）和异辛烷有证标准物质（SRM 1816）。 　　④煤的烧结力：煤的烧结力是硬煤分级的重要技术指标，Roga测试法已在世界范围内得到各国广泛地采用。Roga测试方法是基于一个有确定的物理性质和化学成分的无烟煤标准物质。用规定的测试设备与程序将被测样品与无烟煤标准物质混合、烧结，由烧结的剩余物来计算Roga指数，从而实现煤的烧结力的量度。国际实用温标和国际实用盐标也是类似的约定标度。

从理论上讲，如果物质的一部分（单元）的特性值与另一部分（单元）的特性值没有显著差异，则该物质的该特性是均匀的。但是，完全均匀的物质是不存在的，物质内部和单元之问或多或少会存在有不均匀性，在贮存过程中，也会发生层析、偏析、聚集等不均匀的倾向，因而，均匀是相对的，而不均匀是绝对的。如果物质的一部分(单元）的特性值与另一部分（单元）的特性值之间的差异不能被实验检测出来，或检测出来的差异很小且相对于测量准确度要求来说是可以忽略的，则该物质的该特性就可以视为“均匀”的。均匀性就是与“物质的一种或多种特性相关的具有相同结构或组成的状态”。由于标准物质的特殊功能和用途，因而对其均匀性具有很高的要求。然而，物质各部分之间特性量值是否存在差异，必须用实验方法才能确定。因此，所谓均匀性是指物质各部分之间特性量值的不能用实验方法“准确地”检测出来。

这样，均匀性的实际概念就包括物质本身的特性和所用的测量方法的精密度（标准偏差）和样品的大小（实验取样量)等。在许多情况下，测量方法可能达到的精密度与取样量有关，因此，标准物质的均匀性是对给定的取样量而言。通常，标准物质证书中都要给出均匀性检验时的取样量，作为使用时的最小取样量。 　　影响物质均匀的因素有：物质的物理性质，如密度、粒度等，及物质成分的化学形态和结构状况。密度不同可能引起重力偏析（化学成分的不均匀现象称为偏听偏析）。一般来说，固体颗粒越细越容易出现重力偏析。此外，颗粒过细时，比表面积增大，表面活性也会增大，吸湿和污染的机会也会增加。

标准物质在规定的时间和环境条件下，其特性量值应保持在规定的范围以内。这种特性亦被称之为标准物质的稳定性。 　　研制（生产）者要保证所提供的标准物质在一定期限内其特性量值不发生显著改变。为得出这一期限，研制者在研制标准物质过程中必须要进行稳定性考察，量值不稳定的物质不能用来制备标准物质。中国规定一级标准物质的稳定性一般应大于1年。

影响标准物质稳定性的因素可以有：光、温度、湿度等物理因素，还可能有溶解、分解、化合等化学因素及细菌作用等到生物因素。稳定性应该表现在：固体物质不风化、不分解、不氧化；液体物质不产生沉淀、发霉；气体和液体物质对容器内壁不腐蚀、不吸附等等。

量值准确可靠是标准物质的重要特征之一，是指标准物质具有准确的或严格定义的认定值（亦称标准值）。正是由于标准物质具有认定的参考值，参考值的准确度高且具有规定的不确定度，因而才能够成为计量学溯源链的重要单元，用于测量仪器的校准或检定、测量方法的评价或确认，以及测量审核与能力验证等量值传递或溯源有关的活动。从这个意义上来说，标准物质必须在有资质的实验室，由具有一定资质和经验的操作人员，用准确可靠的测量方法进行定值测量。 　　当以某种测量方法来对标准物质进行定值测量时，认定值是对被认定特性量之值的最佳估计，认定值与真值的偏离不超过定值测量的不确定度。