食品重金属及有害元素检测

主题:【第十二届原创】原子吸收光谱仪测得酒类产品中钙的不确定度分析

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huangza
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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;
C1——测定用试样中钙的质量浓度,单位为mg/L;
C0——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


C0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,Urel(c1)为c1的相对标准不确定度,Urel(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Urel(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:Urel(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Urel(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Urel(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Urel(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Urel(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Uc()=Ucrel(),在95%置信水平下,取扩张因子K=2,则扩展不确定度U=KUC()=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C1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。
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huangza
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不确定分析过程很繁琐,一定要细致认真才能做好。
云☆飘☆逸
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huangza
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zyl3367898
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