食醋中游離礦酸測定結(jié)果的不確定度評(píng)定

崔麗偉，白靜

(1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，鄭州 450011;2.河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院,鄭州 450042)

食醋中游離礦酸測定結(jié)果的不確定度評(píng)定

崔麗偉1，白靜2

(1.河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，鄭州 450011;2.河南應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院,鄭州 450042)

建立預(yù)設(shè)終點(diǎn)電位滴定法測定食醋中游離礦酸的不確定度的數(shù)學(xué)模型，從測量過程各步驟分析不確定度來源并量化。測定結(jié)果的主要不確定度因素有標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制、消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積和電位滴定的定量重復(fù)性。結(jié)果表明樣品中游離礦酸在(2.356×10-3±1.767×10-5) mol/L區(qū)間內(nèi)包含真值的概率約為95%。

食醋；游離礦酸；不確定度

長期以來，食醋作為一種傳統(tǒng)的酸味調(diào)味佐料，在人們的日常生活中占有重要的位置[1]?？偹岷渴窃u(píng)價(jià)食醋質(zhì)量優(yōu)劣的一個(gè)非常重要的指標(biāo)，有些不法生產(chǎn)者為了降低成本，達(dá)到食醋總酸含量檢驗(yàn)的指標(biāo),常常會(huì)使用工業(yè)冰醋酸稀釋或添加廉價(jià)的硫酸、硝酸、鹽酸等無機(jī)酸來偽造食醋，以達(dá)到檢測指標(biāo)，危害人體健康[2，3]。因此，準(zhǔn)確測定食醋中的游離礦酸含量意義重大。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

ZDJ-4A型自動(dòng)電位滴定儀(上海雷磁公司)、AUY220型電子分析天平(日本島津公司)、恒溫水浴鍋、氫氧化鈉、鹽酸、乙酸、鄰苯二甲酸氫鉀、無水碳酸鈉、酚酞、甲基橙、氯化鉀、四硼酸鈉等、0.1888 mol/L的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液、0.1057 mol/L的HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液。

本實(shí)驗(yàn)對(duì)5種市售食醋進(jìn)行了測定，編號(hào)為A,B,C,D,E。這5種市售食醋都產(chǎn)自山西，都是釀造食醋，總酸度≥3.5 g/dL，固體發(fā)酵，A,C為白醋，B,D,E為有色醋。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

準(zhǔn)確吸取NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液75.00 mL，用新制的蒸餾水定容到250.00 mL容量瓶中，用此溶液進(jìn)行滴定。用移液管吸取待測溶液于反應(yīng)杯中，加入預(yù)定加入的去離子水，啟動(dòng)電位滴定儀，在25 ℃和攪拌條件下，以35 r/min的速度滴定樣品溶液，采用預(yù)設(shè)終點(diǎn)滴定，將第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)pH設(shè)定成3.62,第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)的pH設(shè)定成8.09，第一計(jì)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的體積為游離礦酸消耗的堿體積，第二計(jì)量點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是總酸消耗的堿體積。記錄各計(jì)量點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液的體積，重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2 不確定度評(píng)定

一切測量結(jié)果都具有一定的不確定度，根據(jù)不確定度可以判定實(shí)驗(yàn)測定結(jié)果質(zhì)量的好壞，該評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)廣泛應(yīng)用于計(jì)量、標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)可認(rèn)證、質(zhì)量監(jiān)督、生產(chǎn)、科研等部門[4]。

2.1 建模

食醋中游離礦酸的計(jì)算式為：

2.2 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

2.2.1 建模

NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度計(jì)算式為：

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定

2.2.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定

2.2.3.1 基準(zhǔn)物鄰苯二甲酸氫鉀(以下簡稱為KHP)質(zhì)量的不確定度分量

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(m)=u(m)/m=9.99×10-5/0.5953=0.000168。

2.2.3.2 KHP質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)值的不確定度分量

已知w=100.00±0.05%，按正態(tài)分布KHP質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)值的不確定度分量為：u1(w)=0.05/3=0.0167%。

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(w)=u(w)/w=0.0169/100.00=0.000169。

2.2.3.3 滴定管中NaOH待測液體積的不確定度分量

50 mL A級(jí)滴定管，查JJG 196-2006《常用玻璃量器》[5]，其最大允差為0.05 mL，按正態(tài)分布:u1(V)=0.05/3=0.0167 mL。

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(V)=u(V)/V=0.0208/15.47=0.00135。

2.2.3.4 容量瓶體積的不確定度分量

得容量瓶體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(1000)=u(1000)/1000=0.000649。

將2.2.3.1～2.2.3.4的各個(gè)不確定度分量合成，即可得氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的B類不確定度：uB(cY)=(0.0001682+0.0001692+0.001352+0.0006492)=0.00152。

2.3 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

2.3.1 建模

HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度計(jì)算式為：

2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定

對(duì)HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行了3次平行標(biāo)定，測定結(jié)果分別是0.1027，0.1026，0.1027 mol/L，平均值=0.1026 mol/L，標(biāo)準(zhǔn)偏差s=7.07×10-5。

2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定

2.3.3.1 基準(zhǔn)物無水碳酸鈉質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

建管并重 撐好山區(qū)百姓“保護(hù)傘”——訪湖南省水利廳黨組成員、省防汛抗旱指揮部辦公室主任白超?！?田靈燕，李建章，王 琳(18.4）

urel(m)=u(m)/m=9.99×10-5/0.1334=0.000749。

2.3.3.2 碳酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量

已知w=100.00±0.05%，按正態(tài)分布KHP質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)值的不確定度分量：u1(w)=0.05/3=0.0167%。

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(w)=u(w)/w=0.0169/100.00=0.000169。

50 mL A級(jí)滴定管的允差為0.05 mL，按正態(tài)分布：u1(V)=0.05/3=0.0167 mL。

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(V)=u(V)/V=0.0238/24.60=0.000969。

2.3.3.4 容量瓶體積的不確定度分量

計(jì)算過程見2.2.3.4。

容量瓶體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(1000)=0.000649。

2.4 樣品稀釋和轉(zhuǎn)移過程中的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

2.4.1 容量瓶體積的不確定度分量計(jì)算

容量瓶體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(100)=u(100)/100=0.000837。

2.4.2 移液管的不確定度分量計(jì)算

2.4.2.1 5 mL B級(jí)移液管

5 mL B級(jí)移液管最大允差為0.03 mL，按正態(tài)分布計(jì)算：u1(5)=0.03/3=0.010 mL。

5 mL B級(jí)移液管體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(5)=u(5)/5=0.0024。

2.4.2.2 10 mL B級(jí)移液管

5 mL B級(jí)移液管體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(10)=u(10)/10=0.00152。

2.4.2.3 25 mL B級(jí)移液管

25 mL B級(jí)移液管體積的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度：urel(25)=u(25)/25=0.000957。

2.5 自動(dòng)電位滴定儀產(chǎn)生的終點(diǎn)誤差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算

2.6 測量不確定度評(píng)定

樣品A食醋、B食醋、D食醋和E食醋，均未檢測出游離礦酸，故以測出含有游離礦酸的C食醋為例，實(shí)驗(yàn)測得其所含游離礦酸濃度為2.356×10-3mol/L。實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=0.00375×2.356×10-3mol/L=8.835×10-6mol/L，取包含因子k=2，擴(kuò)展不確定度：U=k×uc=1.767×10-5mol/L。

故此C食醋中游離礦酸的測定結(jié)果為(2.356×10-3±1.767×10-5) mol/L。

3 結(jié)論

用自動(dòng)電位滴定法測定食醋中的游離礦酸，可避免樣品本身顏色對(duì)滴定終點(diǎn)的干擾，準(zhǔn)確度高，儀器簡單，分析速度快，判斷終點(diǎn)更為客觀，可在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

[1]蔡成翔.pH計(jì)指示電位滴定法測定陳醋中的總酸及其不確定度評(píng)定[J].廣西右江民族師專學(xué)報(bào),2006,19(3):46-51.

[2]李月娟.白醋中游離礦酸檢驗(yàn)方法之探討[J].福建分析測試,2008,17(1):78-79.

[3]朱永紅,趙博,肖昭競,等.食醋摻假檢驗(yàn)方法研究進(jìn)展[J].中國調(diào)味品,2012,37(4):94-99.

[4]JJF 1059.1-2012,測量不確定度評(píng)定與表示[S].

[5]JJG 196-2006,常用玻璃量器檢定規(guī)程[S].

Uncertainty Evaluation of Free Mineral Acid Measurement in Vinegar

CUI Li-wei1,BAI Jing2

(1.He'nan University of Animal Husbandry and Economy, Zhengzhou 450011,China;2.He'nan Vocational College of Applied Technology, Zhengzhou 450042,China)

A mathematical model is established to assess the uncertainty for detection of free mineral acid concentration in vinegar by the preset destination potentiometric titration method. Various sources of uncertainty from the detection procedure are assessed.The major factors of measurement uncertainty are the configuration of standard solution, the consumption volume of standard solution and the quantitative repeatability of potentiometric titration.The result shows that the probability of the true value in the range of (2.356×10-3±1.767×10-5) mol/L is 95%.

vinegar；free mineral acid；uncertainty

2016-11-14

崔麗偉(1987-)，女，河南鄭州人，助教，碩士，研究方向：糧油食品分析。

TS264.22

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.05.026

1000-9973(2017)05-0119-04