次氯酸鈉消毒劑中有效氯測定的不確定度評定

倪小波，張瞻豪

次氯酸鈉消毒劑中有效氯測定的不確定度評定

倪小波1，張瞻豪2

（1. 昆山市計(jì)量測試所，江蘇 昆山 215300； 2. 昆山市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所，江蘇 昆山 215300）

按照《次氯酸鈉》（GB 19106—2013），采用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定法測定次氯酸鈉消毒劑中有效氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，找出有效氯的測定影響不確定度主要輸入。本次評定的次氯酸鈉消毒劑中有效氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.42%±0.05%，結(jié)果確認(rèn)了試樣稀釋和滴定是影響測定結(jié)果的最主要因素。

次氯酸鈉；消毒劑；有效氯；滴定；不確定度

新型冠狀病毒自2020年初在國內(nèi)全面爆發(fā)以來，國家衛(wèi)健委多次發(fā)布修訂的《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》中明確含氯消毒劑可有效滅活新冠病毒。常用的含氯消毒液主要包括次氯酸、次氯酸鈉、次氯酸鈣、二氯海因、二氯異氰尿酸鈉、三氯異氰尿酸等，是一類高效低毒價(jià)廉的殺菌劑，抗菌譜廣且消毒效果好。在疫情防控工作中作為消毒殺菌用品主力軍之一的次氯酸鈉消毒劑，在食品廠里也一直被廣泛用來清洗手部、膠鞋、工器具等，以達(dá)到消毒殺菌的目的。消毒劑的濃度決定著消毒的效果，間接決定著產(chǎn)出食品的衛(wèi)生質(zhì)量。起到消毒作用的主要成分是有效氯，所以有效氯的濃度檢測尤為重要。

本文通過對食品廠里使用的次氯酸鈉消毒劑中有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)測量的不確定度進(jìn)行分析評定，找出有效氯的測定影響不確定度主要因素，明確檢測過程中要控制的因素，以減少各主要輸入分量的貢獻(xiàn)，為提高有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)檢測的可靠性和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、可信度提供科學(xué)參考[1-5]。

1 實(shí)驗(yàn)原理

消毒劑中有效氯是指消毒劑中的氯離子與碘化鉀作用，生成游離碘，以硫代硫酸鈉溶液滴定游離碘，通過計(jì)算得出有效氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而達(dá)到測定消毒劑中有效氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的目的[6-10]。

2 實(shí)驗(yàn)步驟

稱取約20 g混勻的次氯酸鈉消毒劑，置于 500 mL容量瓶中，分次加入蒸餾水至刻度，混勻。向100 mL的碘量瓶中依次加入3+100的硫酸、 100 g·L-1碘化鉀溶液各10 mL，最后加入上述混勻的消毒劑稀釋液10.0 mL，立即蓋上蓋并輕輕振搖混勻，然后在暗處放置5 min。接著用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液去滴定，邊滴邊搖勻。待溶液呈淡黃色時(shí)，加入10 g·L-1淀粉指示液2 mL左右，溶液立即變藍(lán)色。繼續(xù)滴定至藍(lán)色消失為終點(diǎn)，滴定結(jié)束，記錄用去的硫代硫酸鈉滴定液的總量。取相同量3+100硫酸、100 g·L-1碘化鉀溶液做試劑空白校正[2]。

計(jì)算結(jié)果公式（數(shù)學(xué)模型）：

式中：X—消毒劑中有效氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%；

1—消毒劑樣品消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；

2—試劑空白消耗硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；

— 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol·L-1；

35.453—氯的摩爾質(zhì)量的數(shù)值，g·mol-1；

—容量瓶中所含消毒劑原藥的質(zhì)量即試樣質(zhì)量，g。

3 不確定度來源的確定和分析

3.1 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液硫代硫酸鈉的不確定度

直接購買的0.1 mol·L-1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的證書給出其相對不確定度為0.10%（=2，=95%）則：

rel(Na2S2O3)=0.10%/2=5.00×10-4。

3.2 消毒劑樣品溶解稀釋的不確定度

從定容的消毒劑溶液500 mL容量瓶中，用 10 mL的分度吸管移取10 mL于碘量瓶中。

用到的500 mL A級容量瓶的不確定度輸入有最大允差、溫度變化。其中：

最大允差＝±0.25 mL，按均勻分布計(jì)算[11-12]，=, 則1(500)=0.25/=0.144 mL。

所以，500 mL A級容量瓶輸入的不確定度：

500 mL A級容量瓶輸入的相對不確定度：

rel(500)=(500)/500=0.188/500=3.76×10-4。

同理按照上述步驟可得，10 mL A級移液管（最大允許誤差=±0.020 mL）輸入的相對不確定度：

=1.18×10-3。

以上各分量按相對量合成為稀釋輸入的相對不確定度：

= 1.24×10-3。

3.3 滴定時(shí)引入的不確定度

如果假設(shè)硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液用量正好為12.01 mL（實(shí)際用量為12 mL左右），滴定管使用溫度與校正時(shí)的溫度有差異，同3.2所述為：

=2.91×10-3mL。

空白2的不確定度計(jì)算同上，可以忽略。

則以上可合成為滴定輸入的相對不確定度：

rel(滴定) =(1-2)/(1-2)

=1.94×10-3。

3.4 消毒劑樣品的稱量不確定度

使用的電子天平的計(jì)量證書給出最大允許誤差為±0.000 3 g（=2，=95%）則：

rel()=0.000 3/20.453 4=1.47×10-5。

3.5 氯元素的摩爾質(zhì)量的不確定度

氯原子的摩爾質(zhì)量35.453 g·mol-1，相對原子質(zhì)量末位數(shù)的不確定度0.000 2，假設(shè)均勻分布，氯原子的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

氯原子的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

rel(Cl)＝1.15×10-3/35.453＝3.24×10-5。

3.6 測量重復(fù)性

測量10次效氯的結(jié)果，分別為表1消毒劑中有效氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

表1 消毒劑中有效氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

根據(jù)方法的判據(jù)（平行測定結(jié)果之差的絕對值不超過0.2%）和格拉布斯法(Grubbs)—異常值判斷：無異常值。

單次測量標(biāo)準(zhǔn)差：

平均值的標(biāo)準(zhǔn)差：

()= s/=0.010 4%。

測量重復(fù)性相對標(biāo)準(zhǔn)不確定：

rel()=()/=9.98×10-4。

4 合成不確定度的評定

不確定度分量匯總?cè)绫?所示。

表2 不確定度分量匯總

相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

c()=×crel()= 10.42%×2.56×10-3＝0.027%。

5 擴(kuò)展不確定度U(X)的評定（k=2，p=95%）

取包含因子=2，則擴(kuò)展不確定度：

()=×c() =2×0.027%=0.05%。

故含氯消毒劑中有效氯測量結(jié)果表示為10.42%±0.05%（=2）。

6 結(jié) 論

在本次實(shí)驗(yàn)室條件下，次氯酸鈉消毒劑樣品稀釋的引入的不確定度、滴定和測量重復(fù)性產(chǎn)生的不確定度對消毒劑中有效氯測定的測定不確定度總量的輸入影響較大，作為消毒劑中有效氯測定的關(guān)鍵控制點(diǎn)。因此，在消毒劑中有效氯檢測過程中應(yīng)對這幾項(xiàng)加以控制，可通過以下方式以提高檢測的可靠性和準(zhǔn)確性：

1）在可能及可以實(shí)現(xiàn)情況下，增加被測樣品的平行測量次數(shù)，至少測量兩次，多次的可以剔除離群數(shù)據(jù)。

2）及時(shí)校準(zhǔn)對結(jié)果有影響的天平、容量瓶、滴定管等設(shè)備，并調(diào)整修正因子，增加期間核查頻次以保持設(shè)備的可信度。

3）提高操作技能、熟練度。

4）嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)中各種檢測條件，例如溫濕度、反應(yīng)時(shí)間，避免偏離。

［1］李建兵，張輝珍，王熙鶴，等.次氯酸鈉溶液中有效氯測量不確定度的評定[J].中國計(jì)量，2012（9）：86-89．

［2］GB 19106—2013，次氯酸鈉[S].

［3］CNAS-GL006—2019，化學(xué)分析中不確定度的評估指南[S].

［4］JJF 1059.1—2012，測量不確定度評定與表示[S].

［5］周利英，周錦帆，王娟，等.ICP-AES測定玩具中可遷移重金屬含量的不確定度評定[J].光譜實(shí)驗(yàn)室，2012，29（6）：3734-3742．

［6］王鵬，趙榮林，凌鳳香，等.分光光度法測定重整催化劑鉑含量及不確定度評定[J].當(dāng)代化工，2021，50（1）：244-248．

［7］GB/T 36758—2018，含氯消毒劑衛(wèi)生要求[S].

［8］GB/T 4883—2008，數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理和解釋 正態(tài)樣本離群值的判斷和處理[S].

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Uncertainty Assessment of Valid Chlorine Measurement in Sodium Hypochlorite Disinfectant

1,2

(1. Kunshan Institute of Metrology, Kunshan Jiangsu 215300, China;2. Kunshan Institute of Supervision & Inspection on Product Quality, Kunshan Jiangsu 215300, China)

Based on the(GB 19106—2013), levels of valid chlorine in sodium hypochlorite disinfectant were determined by sodium hyposulphite standard solution titration method, the main influence factors of valid chlorine measurement were found. The results that, the mass fraction of valid chlorine in sodium hypochlorite disinfectant was 10.42%±0.05%, the sample dilution and titration were the main influence factors.

Sodium hypochlorite; Disinfectant; Available chlorine; Titration; Uncertainty

A

1004-0935（2022）02-0200-03

2021-08-05

倪小波（1984-），男，安徽省宿州市人，工程師， 2006年畢業(yè)于安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品工程專業(yè)，研究方向：食品化工檢驗(yàn)檢測、質(zhì)量管理。