ICP-OES法測(cè)定尿素水溶液中鉻含量的不確定度評(píng)定

許 英

(山西省能源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山西 太原 030012)

ICP-OES法測(cè)定尿素水溶液中鉻含量的不確定度評(píng)定

許 英

(山西省能源產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，山西 太原 030012)

對(duì)采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定尿素水溶液中鉻含量結(jié)果不確定度進(jìn)行了評(píng)估，分析了測(cè)量過程中存在的不確定度的來源，并結(jié)合測(cè)量結(jié)果給出了合成不確定度及擴(kuò)展不確定度。

尿素水溶液；鉻含量；電感耦合等離子體發(fā)射光譜法；不確定度

引 言

測(cè)量不確定度是根據(jù)所用到的信息，表征賦予被測(cè)量量值分散性的非負(fù)參數(shù)。測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果的定量表征，在一定程度上表明了測(cè)量結(jié)果的可用性，不確定度越小，測(cè)量結(jié)果的精度越高。根據(jù)CNAS-CL01:2006《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》的要求，測(cè)量不確定度評(píng)定是通過國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的必要條件之一。本文以CNAS-GL06:2006《化學(xué)分析中不確定度評(píng)估指南》和JJF 1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》為依據(jù)，分析評(píng)定了電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定尿素水溶液中鉻含量的不確定度，得出了合理的測(cè)試結(jié)果[1]。

1 測(cè)定方法

尿素水溶液中鉻含量的測(cè)定方法按照GB 29518-2013《柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物還原劑尿素水溶液》中附錄G進(jìn)行[2]。稱取20 g樣品于100 mL容量瓶中，加入約5 mL硝酸，用水定容至刻度并搖勻，采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定痕量的金屬元素，利用檢測(cè)前制作好的標(biāo)準(zhǔn)曲線定量分析樣品中的金屬含量。

2 主要儀器及試劑

全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀，美國(guó)利曼，Prodigy7；電子天平(感量0.01 g)；容量瓶、單標(biāo)線吸管和分度吸管經(jīng)計(jì)量檢定均為A級(jí)。

鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，1 000 μg/mL，為有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；硝酸為優(yōu)級(jí)純?cè)噭?/p>

3 測(cè)量模型

尿素水溶液中鉻含量計(jì)算公式如式(1)。

(1)

式中：c為樣品中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，mg/kg;m0為稱取的樣品量，g;m為從工作曲線上計(jì)算出的鉻質(zhì)量濃度，μg/mL;v為樣品定容體積，mL。

4 不確定度來源分析

從測(cè)定方法和測(cè)量模型分析，該分析方法中不確定度主要來源于：樣品重復(fù)性測(cè)量引入的不確定度u(r)、樣品稱量引入的不確定度u(m0)、樣品定容體積引入的不確定度u(v)、配制鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液引入的不確定度u1(P)、配制梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度u2(P)和標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度u3(P)。

5 不確定度分量的評(píng)定

5.1 樣品重復(fù)性測(cè)量引入的不確定度u(r)

在重復(fù)性測(cè)量條件下，對(duì)同一樣品進(jìn)行10次測(cè)定(n=10)，結(jié)果如表1。

表1 被測(cè)樣品的10次測(cè)定結(jié)果 mg/kg

5.2 樣品稱量引入的不確定度u(m0)

5.3 樣品定容體積引入的不確定度u(v)

則100 mL A級(jí)容量瓶定容引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

u(V)=uc(V)/V=0.083 7/100=0.000 8

5.4 配制鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液引入的不確定度u1(P)

5.4.1 鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液引入的不確定度

測(cè)定使用的鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL(國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心)。該標(biāo)準(zhǔn)樣品的擴(kuò)展不確定度U為4 μg/mL(k=2)，由此得出鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(P儲(chǔ))=0.002。5.4.2 鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液稀釋引入的不確定度

鉻標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液經(jīng)過一次100倍稀釋，得到10 μg/mL鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液，此溶液需現(xiàn)用現(xiàn)配。該過程使用1 mL的單標(biāo)線吸量管和100 mL的容量瓶。根據(jù)JJG196-2006《常用玻璃量器檢定規(guī)程》的規(guī)定對(duì)單標(biāo)線吸量管、容量瓶進(jìn)行檢定，均符合A級(jí)要求[3]。

5.4.2.1 1 mL單標(biāo)線吸量管帶來的不確定度

根據(jù)5.3的評(píng)定方法，得出：

ur(v1)=0.004 0/1=0.004 0

5.4.2.2 100 mL容量瓶帶來的不確定度

根據(jù)5.3的評(píng)定方法，得出：

ur(V100)=0.000 8

根據(jù)以上結(jié)果，將配制鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液引入的不確定度分量合成：

5.5 配制梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度u2(P)

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，取5個(gè)100 mL容量瓶，按編號(hào)順序用1 mL分度吸量管加入10 μg/mL鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液0、0.1、0.2、0.5、1.0 mL，按照樣品相關(guān)處理步驟操作，用水定容至刻度并搖勻。質(zhì)量濃度分別為0、0.01、0.02、0.05、1.00 μg/mL。以0.01 μg/mL溶液為例，移取0.1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液定容在100 mL容量瓶中，則配制0.01 μg/mL梯度溶液的不確定度為：

根據(jù)5.3的評(píng)定方法，得出：

ur(V1)=0.046 0

ur(V100)=0.000 8

u2(P)=0.046 0

5.6 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度u3(P)

為了校準(zhǔn)儀器，采用鉻標(biāo)準(zhǔn)工作液配制成4種濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，以試劑空白調(diào)節(jié)零點(diǎn)，用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀分別測(cè)定3次，得到光譜強(qiáng)度I，結(jié)果見第38頁表2。

表2 校準(zhǔn)曲線測(cè)定結(jié)果

(2)

6 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

各分量互不相干，以各分量的方和根計(jì)算相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

=0.029 3

則合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

7 擴(kuò)展不確定度U

在95%的包含概率下，取包含因子k=2,則擴(kuò)展不確定度U=uc×2=0.001 mg/kg

8 分析報(bào)告

用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測(cè)定尿素水溶液中鉻含量，測(cè)定結(jié)果表示為:

c=(0.017±0.001)mg/kg,k=2。

9 結(jié)論

通過分析尿素水溶液中鉻含量測(cè)定的不確定度來源可以看出，配制梯度標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的不確定度占的比例較大，其次是曲線校準(zhǔn)和樣品重復(fù)性測(cè)試引入的不確定度。因此，檢測(cè)過程中應(yīng)使用高精度的、經(jīng)檢定合格的量器，特別注意溶液的移取、定容、測(cè)量等，降低以上因素對(duì)相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的貢獻(xiàn)，確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，有效提高檢測(cè)工作質(zhì)量。

[1] 葉德培，趙峰，施昌彥.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示：JJF 1059.1-2012[S].國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社出版發(fā)行，2013.

[2] 郝春曉，顧惠明，李爽，等.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氮氧化物還原劑尿素水溶液：GB 29518-2013[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013：24-28.

[3] 杜書利，張志清，謝軍燕，等.常用玻璃量器檢定規(guī)程：JJG 196-2006[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社出版，2007.

Uncertainty evaluation of chromium content in urea aqueous solution by inductively coupled plasma optical emission spectrometry

XU Ying

(Shanxi Energy Product Quality Supervision and Inspection Institute, Taiyuan Shanxi 030012, China)

In current study, the uncertainty of chromium determination in urea aqueous solution was evaluated using inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) and the source of uncertainty during determination was analyzed. Finally, the combined standard uncertainty and expanded uncertainty were calculated from measuring results.

urea aqueous solution; chromium content; inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES); uncertainty

2017-06-01

許 英，女，1966年出生，1998年畢業(yè)于太原工業(yè)大學(xué)，大學(xué)本科，高級(jí)工程師，主要從事煤化工產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)研究工作，擔(dān)任全國(guó)煤化工標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)煤化工產(chǎn)品檢測(cè)方法分技術(shù)委員會(huì)副主任委員、全國(guó)醇醚燃料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員、全國(guó)肥料和土壤調(diào)理劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)氮肥分技術(shù)委員會(huì)委員。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.04.12

O657

A

1004-7050(2017)04-0036-03

分析與測(cè)試