氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不確定度評(píng)定

張君

摘要：按照GB/T 601-2016對(duì)氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定的不確定度進(jìn)行評(píng)定，通過數(shù)學(xué)模型評(píng)估不確定分量。結(jié)果表明：氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為0.497 1 mol/L時(shí)，擴(kuò)展不確定度為0.001 1 mol/L（k=2）；消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積的不確定度在不確定度合成中的貢獻(xiàn)最大。

關(guān)鍵詞：氫氧化鈉；不確定度；評(píng)定；消耗體積

中圖分類號(hào)：O614.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1161（2017）09-0058-03

氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液是食品檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)經(jīng)常使用的標(biāo)準(zhǔn)溶液，其準(zhǔn)確性對(duì)檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性具有非常重要的影響。不確定度是表征合理地賦予被測量值的分散性，與測量結(jié)果相關(guān)的參數(shù)數(shù)值能體現(xiàn)測量結(jié)果的實(shí)用價(jià)值。2017年5月1日實(shí)施的《GB/T 601-2016化學(xué)試劑 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》，未見關(guān)于氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液不確定度的相關(guān)內(nèi)容。為此，對(duì)氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不確定度進(jìn)行評(píng)定，建立氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液不確定度評(píng)定方法，旨在為檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)提供一定的理論借鑒。

1 材料與方法

1.1 試劑與儀器

BP211D電子天平（精度0.01 mg，德國賽多利斯公司）；50 mL滴定管（精度0.1 mL）；1 L容量瓶（精度0.1 mL）；工作基準(zhǔn)試劑鄰苯二甲酸氫鉀（含量99.95%～100.05%）；氫氧化鈉（分析純，含量≥96.0%）。

1.2 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備

1.2.1 配制氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的溶度C=0.5 mol/L 稱取110 g氫氧化鈉，溶于100 mL無二氧化碳的水中，搖勻，注入聚乙烯容器中，密閉放置至溶液清亮。用塑料管量取上清液27 mL，用無二氧化碳的水稀釋到

1 000 mL，搖勻。

1.2.2 標(biāo)定 稱取于105 ℃電烘箱中干燥至恒重的工作基準(zhǔn)試劑鄰苯二甲酸氫鉀3.6 g，加80 mL無二氧化碳的水溶解后，加2滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉溶液滴定至溶液呈粉紅色，并保持30 s。同時(shí)做空白試驗(yàn)，標(biāo)定結(jié)果見表1。標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度c=0.497 1 mol/L。

1.3 數(shù)學(xué)模型建立

式中：m為鄰苯二甲酸氫鉀質(zhì)量，g；V為氫氧化鈉溶液體積，mL；V0為空白試驗(yàn)消耗氫氧化鈉溶液體積，mL；M為鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾質(zhì)量，為204.22 g/mol。

氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的不確定度來源見圖1。

2 結(jié)果與分析

2.1 不確定度來源

A類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量為標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量uArel（c）。

B類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量包括工作基準(zhǔn)試劑質(zhì)量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量urel（m）、工作基準(zhǔn)試劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ucrel（w）、被標(biāo)定溶液體積與空白試驗(yàn)被標(biāo)定溶液體積差的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ucre（V-V0）、工作基準(zhǔn)試劑摩爾質(zhì)量的合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量ucrel（M）、標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度修約引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量urel（r）。

根據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，n=8，c=0.497 1 mol/L，=0.497 09 mol/L，則uArel（c）=7.02×10-5。

2.3 B類相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量評(píng)定

2.3.1 urel（m） 根據(jù)電子天平檢定證書，其最大允許誤差α=1.5×10-4 g；考慮均勻分布，k取3；在m=3.60 029 g的情況下， urel（m）=α/km=2.4×10-5。

2.3.2 ucrel（w） 基準(zhǔn)試劑鄰苯二甲酸氫鉀的純度在99.95%～100.05%之間，取中間值100%，考慮服從均勻分布，k=3，則ucrel（w）=uc（W）/w=2.89×10-4。

2.3.3 ucre（V-V0） 由于空白試驗(yàn)體積很小，不確定分量可忽略不計(jì)，因此只考慮標(biāo)定溶液體積。ucre（V-V0）分量主要有滴定管容量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1（V）、內(nèi)插法確定被標(biāo)定溶液體積引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u2c（V）、溫度補(bǔ)正值修約引入的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u3c（V）。

1） 滴定采用50 mL A級(jí)滴定管，根據(jù)檢定證書，擴(kuò)展不確定度U=0.05 mL；考慮正態(tài)分布，k=2。由公式u1（V）=U/k可得：u1（V）=0.025。

根據(jù)檢定證書，滴定溶液校正值為0.05 mL，則校正值半寬α1=0.025 mL；滴定溶液體積修約為0.01 mL，則體積修約半寬α2=0.005 mL?？紤]滴定溶液校正值為三角分布，k1取6?？紤]滴定溶液體積修約為均勻分布，k2取3。將上述數(shù)值代入公式，得u2c（V）=0.011。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的擴(kuò)展不確定度

氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.497 1±0.001 1 mol/L（k=2）。

2.5 相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及其對(duì)被標(biāo)定不確定度的貢獻(xiàn)

相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量及其對(duì)被標(biāo)定不確定度的相對(duì)貢獻(xiàn)見圖2。

從圖2可知，在氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定過程中，由被標(biāo)定溶液體積（V-V0）引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定分量最大，其次是工作基準(zhǔn)試劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

3 結(jié)論

通過評(píng)定氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定的不確定度，確定其不確定度主要來源是氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗的體積產(chǎn)生的不確定度。因此，在對(duì)氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定的過程中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)滴定過程的控制，以確保結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)

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Abstract： The uncertainty of sodium hydroxide standard solution concentration was evaluated according to GB/T 601-2016， and the uncertainty components were evaluated by mathematical models. The results showed that： When he concentration of sodium hydroxide standard solution was 0.497 1 mol/L， the expanded uncertainty was 0.001 1 mol/L （k=2）. The uncertainty of the volume of sodium hydroxide standard solution made the largest contribution in the uncertainty synthesis of uncertainty.

Key words： sodium hydroxide； uncertainty； evaluation； volume consumptionendprint