關(guān)于重量法測(cè)定硫酸鹽化速率的不確定度的分析

李建英

摘要：現(xiàn)在我國(guó)各方面發(fā)展都在不斷的進(jìn)步，在污染方面的控制越來(lái)越受到人們的關(guān)注，希望通過(guò)這次的實(shí)驗(yàn)，我們可以把握重量法測(cè)定硫酸鹽化速率的不確定度。我們把玻璃纖維濾膜在碳酸鉀溶液里面浸泡過(guò)了以后，再拿到空氣當(dāng)中放置一段時(shí)間，讓它和空氣中的亞硫酸酐和硫酸霧（SULFURIC ACID MIST）以及硫化氫（HYDROGEN SULFIDE）等多種化學(xué)試劑進(jìn)行反應(yīng)，之后就會(huì)生車我們所需要的硫酸鹽（SULFATE）。之后再通過(guò)測(cè)定，我們就能夠知道反應(yīng)了以后的硫酸鹽的含量是多少。然后測(cè)算硫酸鹽化的速度和變化率。重量法測(cè)定硫酸鹽化速率的不確定度的測(cè)算來(lái)源主要的方法包括：電子天平稱量和樣品重復(fù)性分析等。評(píng)定結(jié)果為硫酸鹽化速率的不確定度，（2.90±0.06）（SO3），mg /（100cm2 堿片·d），k = 2。

關(guān)鍵詞：硫酸鹽化;不確定度

判斷測(cè)量結(jié)果還有指標(biāo)以評(píng)估測(cè)量水平的基礎(chǔ)，就是測(cè)量不確定度。國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的一個(gè)重要因素是：實(shí)驗(yàn)室需要使用重量法來(lái)測(cè)算空氣中的硫酸鹽化速率方法來(lái)描述測(cè)量結(jié)果，測(cè)量不確定性已經(jīng)越來(lái)越多地被認(rèn)可并且應(yīng)用到測(cè)試還有校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室之中。

大氣中的含硫污染物如：亞硫酸酐和硫化氫以及硫酸等等這些。等待一段時(shí)間，讓他能夠充分氧化演變，然后產(chǎn)生對(duì)我們傷害更大的硫酸霧、硫酸鹽霧，亞硫酸酐。亞硫酸酐還有其他含硫化合物的污染狀況，可以較為準(zhǔn)確的對(duì)整片地區(qū)的污染情況進(jìn)行確認(rèn)，這種方式是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)在環(huán)境方面的測(cè)量當(dāng)中較為常用的方式，也是國(guó)內(nèi)對(duì)大氣質(zhì)量進(jìn)行測(cè)定是的幾個(gè)方面之一。

測(cè)量不確定度，是我們判斷測(cè)量結(jié)果的重要的依據(jù)、測(cè)量不確定度在我們?nèi)粘z測(cè)工作中的使用情況，測(cè)量不確定度描述測(cè)量結(jié)果的方法能夠非常準(zhǔn)確地對(duì)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)管理及相關(guān)的檢查測(cè)量水平進(jìn)行衡量。因此，我們測(cè)量的不確定度越來(lái)越受到重視，并被應(yīng)用于測(cè)試和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室。我們可以根據(jù)堿性片劑重量法“空氣和廢氣監(jiān)測(cè)和分析方法”（第四版）測(cè)量大氣中的硫酸化速率。這種方法不需要采樣功率，并且比其他方法更簡(jiǎn)單、更容易實(shí)現(xiàn)。由于采樣時(shí)間較長(zhǎng)，測(cè)量結(jié)果可以更好地反映空氣。

一、方法原理及操作流程

（一）原理以及儀器和藥品

玻璃纖維膜浸泡在碳酸鉀溶液中，然后釋放到空氣中，與硫化氫、亞硫酐、硫酸霧等發(fā)生反應(yīng)。測(cè)定了硫酸根的含量，計(jì)算了硫酸根的含量。結(jié)果每日測(cè)定三氧化硫重量。儀器和試劑：分析天平（METTLERTOLIDO AB204E）;玻璃砂芯漏斗;實(shí)驗(yàn)室常用玻璃器皿;30%碳酸鉀溶液、鹽酸、氯化鋇和硝酸銀。

（二）操作流程

是用刀片取半徑為二點(diǎn)五公分的樣品膜，放到一百五十毫升的燒杯里面，然后滴進(jìn)去鹽酸溶液大概二十毫升。等到二氧化碳溢出燒杯之后，把準(zhǔn)備好的堿片用搗藥杵搗碎，然后進(jìn)行加熱，加熱到快到沸點(diǎn)兩到三分鐘。然后使用中速定量濾紙進(jìn)行過(guò)濾到燒杯里面，過(guò)濾液、洗滌液一共六十到一百毫升。再把過(guò)濾液進(jìn)行加熱、濃縮到四十毫升，然后進(jìn)行加熱燒杯，加熱的過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行攪拌并一滴一滴的加進(jìn)一毫升，攪拌的時(shí)候要把握好速度，攪拌的時(shí)候快點(diǎn)，滴入氯化鋇的動(dòng)作慢一點(diǎn)，硫酸鋇完全沉淀到底后，在向上的清洗液中加入一兩滴氯化鋇溶液，檢查氯化鋇是否完全沉淀。將陳華加熱30分鐘，中間攪拌幾次，等待冷卻，靜置2小時(shí)，或過(guò)夜過(guò)濾。硫酸鋇沉淀、過(guò)濾并倒入定重玻璃芯漏斗中。之后通過(guò)抽氣過(guò)濾把殘留物用四十度左右的水洗滌之后放到坩堝里面，最后再用淀帚擦下杯壁上面殘留的沉淀物洗到坩堝里面去。然后再用四十度左右的溫水對(duì)坩堝里面的沉淀物進(jìn)行洗滌，洗到里面不再有含氯離子為標(biāo)準(zhǔn)停下來(lái)。試驗(yàn)過(guò)程當(dāng)中使用的洗滌液總體積，一定要控制在六十到八十毫升，避免沉淀溶解損失。坩堝放在一百零五到一百一十?dāng)z氏度的烘箱中烘一個(gè)小時(shí)三十分鐘，在干燥器中冷卻四十分鐘，稱重，再進(jìn)行烘三十分鐘，之后進(jìn)行冷卻，稱量至恒重（兩次重量之間的差距不要超過(guò)零點(diǎn)四毫克）。

（三）數(shù)學(xué)模型與不確定度分量的來(lái)源

根據(jù)UNCE的傳播速率，每一項(xiàng)都是不確定度分量的主要來(lái)源。是電子天平的相對(duì)不確定度。

二、不確定度分量的評(píng)定

（一）樣品重復(fù)性分析引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel（m1）

按實(shí)驗(yàn)方法對(duì)烘干產(chǎn)物十二次重復(fù)稱量結(jié)果見(jiàn)表 1：

經(jīng)過(guò)十二次的測(cè)定我們把平均值定在了二點(diǎn)九，標(biāo)準(zhǔn)之間的誤差為s=0.0197。在硫酸鹽速率的日常分析中，通常測(cè)量和報(bào)告12個(gè)樣品的平均值，因此12個(gè)樣品平均值的標(biāo)準(zhǔn)差為：s=2*S=0.0264這兩次測(cè)定硫酸鹽化速率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為：Urel（m1）=sx=0.02642.90=0.0091

（二）電子天平引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度Urel（m2）

根據(jù)對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的測(cè)算，之后再把電子天平稱重過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的誤差加到不確定度之后依靠檢定的證書(shū)，我們能夠知道在測(cè)算過(guò)程當(dāng)中允許的最大誤差為 ± 零點(diǎn)二毫克，而且它的分布相對(duì)比較平衡，其不確定度為：0.2mg/3=0.115mg。0.115毫克電子天平的分辨率為0.1毫克，其不確定度為：0.1mg/3=00577mg，合成不確定度為：0.05772+0.1152=0.129mg。每次稱量，需要進(jìn)行兩次讀數(shù)，根據(jù)這些，我們可以得到其不確定度為：

0.129×2=0.182mgUrel（m2）=0.182/50.0=0.0036

三、合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

根據(jù)上述測(cè)量，我們可以知道硫酸鹽化率（硫酸化率）的不確定度分量是相互獨(dú)立的，因此我們可以知道以下各項(xiàng)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成：

Ucrel=[U2rel（m1）+U2rel（m2）]=0.00912+0.00362=0.01

Uc（c）=Ucrel×c=2.90×0.01=0.03（SO3），mg/（100cm2堿片·d）報(bào)告的擴(kuò)展不確定度是根據(jù)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度乘以包含因子 k等于二得到，它達(dá)到的置信概率近似為 95%。

四、最后測(cè)算出來(lái)的結(jié)果

測(cè)量結(jié)果：2.90（SO3），mg/（100cm2堿片·d）（k=2）

五、結(jié)語(yǔ)

跟著我們現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，在科技發(fā)展、化學(xué)等各個(gè)方面的投入也變得越來(lái)越大，我們能夠更好地進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，能夠更加準(zhǔn)確地確保實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的各種數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，而經(jīng)過(guò)使用前文中的重量法測(cè)定硫酸鹽化速率的不確定度，結(jié)果我們能夠看到，利用重量法測(cè)定硫酸鹽化速率的不確定度和其他的方法進(jìn)行比較起來(lái)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較準(zhǔn)確，可以幫助我們的工作很好地進(jìn)行下去，讓研究者們?cè)谶@方面，少走很多很多的彎路。以期通過(guò)本文的測(cè)試，能對(duì)相關(guān)的工作人員和同行們的工作有所幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]張倩，張吉喆.大連市硫酸鹽化速率時(shí)間變化及其關(guān)鍵影響因子分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2014，39（6）：171173.

[2]李欣紅，劉應(yīng)希.廣州市硫酸鹽化速率污染特征分析[J].黑龍江環(huán)境通報(bào)，2009，33（1）：4042.

[3]臧天順.重量法測(cè)定水中硫酸鹽含量的不確定度評(píng)定[J].化工管理，2013，12：143144.

[4]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.空氣和廢氣監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）[S].北京：中國(guó)環(huán)境出版社，2002.

[5]國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范 JJF1059-1999 測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[S].1999.

[6]李樺.石河子市大氣硫酸鹽化速率與二氧化硫濃度的相關(guān)性分析[J].干旱環(huán)境監(jiān)測(cè)，2005（01）.

[7]刁孟超，汪立河，白楊.馬鞍山大氣中硫酸鹽化速率污染特征分析及對(duì)策[J].福建環(huán)境，2001（03）.

[8]古麗努，王勇.烏魯木齊市大氣硫酸鹽化速率變化規(guī)律及治理措施[J].干旱區(qū)地理，2007（04）.