伏特加堿度測定的不確定度分析

杜宇峰，李 棟

（青島市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，山東 青島 266101）

伏特加又名俄得克、俄斯克，是俄羅斯、波蘭兩國的國酒，也是一種獨特的蒸餾酒。伏特加酒通過重復(fù)蒸餾精煉過濾的方式對酒液中的雜質(zhì)加以去除，從而得到高純度的蒸餾酒。它的生產(chǎn)方法可以簡述為：選取大麥麥芽等原料—進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵液—進(jìn)行連續(xù)式蒸餾—加水稀釋—活性炭過濾—裝瓶保存。其中，最重要的步驟為活性炭過濾，這是能否除去發(fā)酵液中的雜質(zhì)以及消除原料的原始味道是決定伏特加品質(zhì)的關(guān)鍵。過濾用的活性炭在吸附水中有機(jī)雜質(zhì)的同時，會產(chǎn)生一部分陽離子（如Ca、Mg、Ba、Mn），導(dǎo)致了酒液中堿度的升高。在除去食用酒精的不飽和物質(zhì)（酸、酯、醛等）過程中，常常采用化學(xué)處理法，即需要加入氫氧化鈉溶液和高錳酸鉀，也會導(dǎo)致酒液中堿度的提升。所以伏特加中的堿度含量是一項重要的技術(shù)指標(biāo)，需要在生產(chǎn)加工過程中加以控制，以期提升伏特加酒的感官與質(zhì)量。

本試驗通過GB/T 11858—2008《伏特加(俄得克)》規(guī)定的方法，對于伏特加的堿度進(jìn)行測定，對于樣品的前處理過程進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)：試驗過程中待測液的取用方式由移液管移取改為了容量瓶收集后直接倒出并潤洗加以使用，減少了樣液的制備體積。并對于此方法進(jìn)行了不確定度分析，全面地考慮了該試驗過程中的多個影響因素，并對各個方面的影響因素進(jìn)行了合成與分析，分析各個影響因素對于試驗結(jié)果不確定度的貢獻(xiàn)，以期提高試驗的準(zhǔn)確度和數(shù)據(jù)的可靠性，有助于對于試驗結(jié)果進(jìn)行正確的評價與規(guī)范的使用。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑

伏特加樣品：市售某品牌瓶裝伏特加。

試驗試劑：鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液儲備液（c（HCl）=1.000 mol/L，不確定度0.05%），上海市計量測試技術(shù)研究院；鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(c（HCl）=0.05000 mol/L)：鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液儲備液稀釋20倍獲得；甲基紅（指示劑），西隴科學(xué)股份有限公司；95%乙醇（分析純），西隴科學(xué)股份有限公司；2 g/L甲基紅指示劑溶液：稱取0.2 g甲基紅，并用95%乙醇溶解并定容至100 mL。

滴定設(shè)備：10 mL（A級）白色酸式滴定管；5 mL（A級）單標(biāo)吸量管；100 mL 單標(biāo)線容量瓶。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品預(yù)處理

用100 mL 容量瓶量取100 mL 酒樣于蒸餾瓶中，用50 mL 水沖洗后，將沖洗液一起并入蒸餾瓶中蒸餾，收集餾出液近100 mL 于取樣用容量瓶，20 ℃水浴保溫30 min 后，用水定容至刻度，制成樣品待測液。

1.2.2 滴定分析

將100 mL 樣品待測液倒入錐形瓶中，并用少量水沖洗收集待測液的容量瓶，將沖洗液一起并入錐形瓶中。以甲基紅為指示劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至粉紅色，記錄鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的消耗體積，同時做空白試驗。

1.2.3 結(jié)果計算

式中：X——試樣的堿度，以100 mL 試樣液消耗0.1 mol/L

的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積計，mL；

V——滴定樣品時消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；

V——滴定空白時消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；

c——鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L。

1.2.4 試驗結(jié)果

同一試驗人員，進(jìn)行7次平行試驗結(jié)果，見表1。

表1 試驗結(jié)果

2 不確定度分析

2.1 不確定度來源分析

對于結(jié)果計算的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行不確定度來源分析得到，伏特加堿度測定的不確定度來源主要有：（1）容量瓶的容量允差；（2）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度；（3）滴定操作；（4）重復(fù)性測定。

試驗過程中，溫度始終保持在20 ℃且酒樣為混合均勻后取樣測定。所以，可以認(rèn)為試驗過程中溫度導(dǎo)致的不確定度和樣品均勻程度導(dǎo)致的不確定度忽略不計。

2.2 測量不確定度分量評定

2.2.1 容量瓶的容量允差導(dǎo)致的不確定度

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度導(dǎo)致的不確定度

標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制過程為：將1.000 mol/L的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)儲備液通過（A 級）單標(biāo)吸量管準(zhǔn)確吸取5 mL，用二級水稀釋定容至100 mL 配制而成。導(dǎo)致此標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度的不確定度因素主要有：（1）標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液儲備液的不確定度；（2）吸量管吸量過程導(dǎo)致的不確定度；（3）定容過程容量瓶的容量允差。

2.2.2.1 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液儲備液導(dǎo)致的不確定度

由鹽酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液儲備液的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書得到，此標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度為1.000 mol/L，不確定度為0.05%，即()=5×10%。

2.2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制時吸量管引入的不確定度

2.2.2.3 定容過程容量瓶的容量允差

2.2.3 滴定操作導(dǎo)致的不確定度

2.2.3.1 滴定管容量允差導(dǎo)致的不確定度

2.2.3.2 滴定管讀數(shù)導(dǎo)致的不確定度

2.2.4 重復(fù)性測定引入的不確定度

單次測量的結(jié)果導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)偏差為S 為：S=0.01988 mL。

2.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的計算

由以上分析得到，構(gòu)成本試驗的不確定度分量如表2所示。

表2 伏特加堿度測定的不確定度分量

相對合成不確定度Urel（X）為：

由于試驗結(jié)果的平均值為2.0 mL，從而得到標(biāo)準(zhǔn)合成不確定度()為：()=1.35 %×2.0=0.027 mL。

2.4 擴(kuò)展不確定度的計算

按95%置信水平對于試驗結(jié)果進(jìn)行擴(kuò)展不確定度的計算，置信因子k 的取值為k=2，得到該實驗的擴(kuò)展不確定度為：()×k=0.027×2=0.054 mL。

2.5 試驗結(jié)果的不確定度表示

按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11858—2008《伏特加（俄得克）》對試驗用伏特加中堿度的測定結(jié)果可表示為2.0mL±0.054 mL。

3 結(jié)論

該試驗中，對于伏特加堿度測定的試驗結(jié)果的不確定度表示為：2.0 mL±0.054 mL。共有4 個不確定度分量構(gòu)成了此試驗結(jié)果的不確定度，其中貢獻(xiàn)最大的為容量瓶的容量允差和滴定操作過程，標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度對于試驗的不確定度貢獻(xiàn)適中，重復(fù)性測定的不確定度貢獻(xiàn)最小。

所以在該試驗過程中還需要注意移液管以及容量瓶的規(guī)范使用，提升試驗的準(zhǔn)確性。

同時，在該試驗過程中，對于標(biāo)準(zhǔn)中所示的取樣過程進(jìn)行了優(yōu)化，將試驗過程中待測液的取用方式由移液管移取改為了容量瓶收集后直接倒出并潤洗加以使用。減少了待測樣液的制備數(shù)量，提升了試驗的效率。