锰检测方法
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水中锰检测方法汇总及不确定度评定
1.1 无火焰原子吸收分光光度法
1.1.1 测定范围
本法测锰的最低检测浓度为0.05μg/L。
1.1.2 方法提要
本法基于样品经基体改进后,所含锰离子在石墨管内,高温蒸发解离为原子蒸气,并吸收锰空心阴极灯发射的共振线,且其吸收强度在一定范围内与锰浓度成正比。
因此,可在其他条件不变的情况下,根据测得的吸收值与标准系列比较进行定量。
1.1.3 试剂
所用水均为去离子水。
1.1.3.1 浓硝酸:优级纯,
1.1.3.2 硝酸溶液(1+1)。
1.1.3.3 硝酸溶液(0.5%):吸取浓硝酸5mL,用水稀释为1000mL。
1.1.3.4 硝酸镁(5%):称取优级纯硝酸镁〔Mg(NO2)2〕5g,加水溶解并定容至100mL。
1.1.3.5 锰标准贮备液(1.00mg/mL):称取金属锰(纯度在99.99%以上)1.000g于250mL烧杯中,加硝酸溶液(1.1.3.2)20mL,溶解后,用水定容至1000mL,此液1.00mL含1.000mg 锰。
1.1.3.6 锰标准中间液(50.0μg/mL):取锰标准贮备液(1.1.3.5.)5.00mL于100mL容量瓶中,0.5%(V/V)硝酸溶液(1.1.3.3)定容,摇匀。
此液1.00mL含50.0μg锰。
1.1.3.7 锰标准使用液(1.00μg/mL):取锰标准中间液(1.1.3.5.)
2.00mL于100mL容量瓶中,0.5%硝酸溶液(1.1.
3.3)定容,摇匀,此液1.00mL含1.00μg锰。
1.1.4 仪器、设备
1.1.4.1 原子吸收分光光度计及其配件:石墨炉控制装置、锰空心阴极灯,氘灯或塞曼背景扣除装置等。
1.1.4.2 氩气钢瓶气。
1.1.4.3 微量自动进样装置或微量定量取样器。
1.1.5 分析步骤
1.1.5.1 仪器操作
参照仪器说明书安装石墨炉并将仪器工作条件和石墨炉原子化参数调整至测锰最佳状态。
参考参数见表7。
表7 仪器参数
程序干燥灰化原子化清除
温度,℃ 200 1300 2700 2700
斜率,s 20 10 1 -
保持,s 10 20 5 3
氩气,mL/min --50 -
1.1.5.2 水样测定
1.1.5.
2.1 吸取锰标准使用液(1.1.
3.7)0,0.50,1.00,3.00和5.00mL于5只100mL容量瓶内,加硝酸镁溶液(1.2.3.4)5 mL,用0.5%硝酸(1.1.3.3)定容,摇匀,分别配制成1.00mL 含0,5.0,10.0,30.0和50.0ng锰的标准系列。
1.1.5.
2.2 吸取10mL水样,加硝酸镁(1.1.
3.4)0.5mL,同时取10mL 0.5%硝酸溶液(1.1.3.3),加入硝酸镁(1.1.3.4)作为试剂空白。
1.1.5.
2.3 仪器调零后依次吸取20μL试剂空白、标准系列和样液,注入石墨管,启动石墨炉控制程序和记录仪,记录吸收峰值或峰面积。
1.1.5.
2.4 以标准浓度对吸收峰值或峰面积绘制校准曲线,以样液吸光度在校准曲线上查得样液中锰的质量浓度(μg/L)。
1.1.6 计算
ρ(Mn)=ρ1×V2/(V1×1000)
式中:ρ(Mn)──水样中锰的质量浓度,mg/L;
ρ1──校准曲线上查得的试样锰的质量浓度,μg/L;
V1──取样体积,mL;
V2──样品稀释后的体积,mL。
1.1.7 精密度
同一实验室用浓度为12.9μg/L的质控样品,在约二年内多次测定的相对标准偏差为6.42%,相对误差为6.48%。
1.2 甲醛肟分光光度法
1.2.1 测定范围
本法最低检测量为1μg,若取20mL水样测定则最低检测浓度为0.05mg/L。
铁浓度超过40mg/L时有干扰,镍和钴含量与锰近似时有干扰。
1.2.2 方法提要
在碱性条件下(pH≈10),锰与甲醛肟作用,形成红色的络离子,用分光光度法测定含量。
1.2.3 试剂
1.2.3.1 缓冲液(pH≈10),称取68g氯化铵(NH4Cl),溶于300mL纯水中,加570mL浓氨水,用纯水稀释至1000mL。
1.2.3.2 甲醛肟溶液:称取8g盐酸羟胺(NH2OH·HCl),溶于100mL纯水中,加4mL甲醛溶液〔ρ(HCHO)=37%〕,用纯水稀释至200mL。
1.2.3.3 L-抗坏血酸溶液(10g/L):称取1.0gL-抗坏血酸(C6H8O6),溶于不并稀释至100mL。
此溶液易失效,可根据需要于临用前配制。
1.2.3.4 乙二胺四乙酸二钠溶液(37g/L):称取乙二胺四乙酸二钠(C10H14N2O8Na2·2H2 O,简称EDTA-2Na)3.7g,溶于水并稀释至100mL。
1.2.3.5 锰标准贮备溶液:称取0.288g高锰酸钾(KmnO4),溶于100mL纯水中,加10mL
硫酸溶液〔c(1/2H2SO4)=1 mol/L〕,加温至70℃以上,滴加草酸溶液〔c(1/2H2C2
O4)=1 mol/L〕至高锰酸钾红色消失为止。
冷后转移到1000mL容量瓶中,用纯水定容。
此液1.00mL含0.100mg锰。
1.2.3.6 锰标准使用液:取10.00mL锰标准贮备溶液(1.2.3.5),置于100mL容量瓶中,用纯水定容。
此液1.00mL含10.0μg锰。
1.2.4 仪器、设备
1.2.4.1 分光光度计。
1.2.4.2 25mL比色管。
1.2.5 分析步骤
1.2.5.1 取20mL水样于比色管中。
1.2.5.2 另准备8 支25mL比色管,分别加入锰标准溶液(1.2.3.6)0,0.10,0.20,0.40,
0.80,1.20,1.60和2.00mL,各加纯水至20mL。
1.2.5.3 向水样及标准系列管中各加1.0mL缓冲液(1.2.3.1)和1.0mL甲醛肟溶液(1.2.3.2),混匀,放置5min。
1.2.5.4 加温到25~30℃,各加1.0mL抗坏血酸溶液(1.2.3.3)和1.0mL EDTA-2Na溶液(1.
2.3.4),充分混合,放置15min。
1.2.5.5 用试剂空白作参比,于450nm波长处,测定水样及标准系列的吸光度。
1.2.5.6 绘制校认曲线,并查出水样中锰的含量。
1.2.6 计算
ρ(Mn)=m/V
式中:ρ(Mn)──水中锰(Mn)的浓度,mg/L;
m──从标准曲线上查得的水样管中锰的含量,μg;
V──水样体积,mL。
1.2.7 精密度与准确度
单个实验室取2μg锰测定8次,相对标准偏差为3.8%,8μg锰测定9次,相对标准偏差为1.2%用各种水样作回收实验,回收率92%~103%。
1.3 共沉淀-火焰原子吸收分光光度法
1.3.1 测定范围
本法最低检测量为铜、锰20μg;锌、铁2.5μg;铅5.0μg。
若取250mL水样测定,则最低检测浓度为:铜、锰0.008mg/L;锌、铁0.01mg/L;镉0.004mg/L;铅0.02mg/L。
1.3.2 方法提要
水样中的铜、铁、锰、锌、镉、铅等金属离子经氢氧化镁共沉捕集后,加硝酸溶解沉淀,酸液喷雾,火焰原子吸收法测定各自波长下的吸光度,求出待测金属离子的浓度。
1.3.3 试剂
1.3.3.1 氢氧化钠溶液(200mg/L)。
1.3.3.2 氯化镁溶液(100mg/L):称取10g氯化镁(MgCl2·6H2O),用纯水溶解,并稀释为1 00mL。
1.3.3.3 1+1硝酸溶液。
1.3.3.4 铜标准贮备溶液:称取1.0000g金属铜,溶于15mL硝酸溶液(1+1)中,并用纯水定容至1000mL,此溶液1.00mL含1.00mg铜。
1.3.3.5 铁标准贮备溶液:称取1.4297g氧化铁(优级纯,Fe2O3),加入10mL硝酸溶液(1+1),小火加热并滴加浓盐酸助溶至完全溶解后加纯水定容至10000mL,此溶液1.00mL含1. 00mg铁。
1.3.3.6 锰标准贮备溶液:称取1.2912g氧化锰(优级纯,MnO),加硝酸溶液(1+1)溶解后并用纯水定容至1000mL,此溶液1.00mL含1.00mg锰。
1.3.3.7 锌标准贮备溶液:称取1.0000g金属锌,溶于20mL硝酸溶液(1+1)中,并用纯水定容至1000mL,此溶液1.00mL含1.00mg锌。
1.3.3.8 铜标准贮备溶液:称取1.0000g金属镉,溶于5mL硝酸溶液(1+1)中,并用纯水定容至1000mL,此溶液1.00mL含1.00mg镉。
1.3.3.9 铅标准贮备溶液:称取1.5985g硝酸铅〔Pb(NO3)2〕,溶于约200mL水中,加入1. 5mL浓硝酸,用纯水一容至1000mL,此溶液1.00mL含1.00mg铅。
1.3.3.10 各种金属离子的混合标准溶液:分别取一定量的各种金属离子标准贮备液,置于同一容量瓶中,并用每升含1.5mL硝酸的纯水稀释,使成下列浓度(μg/mL):镉,1.0;铜、锰,
2.0;铁、锌,2.5;铅,5.0。
1.3.4 仪器、设备
1.3.4.1 原子吸收分光光度计及铁、锰、铜、锌、镉、铅空心阴级灯。
1.3.4.2 250mL量杯。
1.3.4.3 25mL容量瓶。
1.3.5 分析步骤
1.3.5.1 取250mL水样于量杯内,加入2mL氯化镁溶液(1.3.3.2),边搅拌边滴加氢氧化钠溶液(1.3.3.1)2mL(如系加酸保存水样,则先用氨水中和至中性)。
加完后继续搅拌min。
1.3.5.2 放置到沉淀降到25mL以下(约需2h),用虹吸法吸取上清液至剩余体积为20mL左右,加入1mL硝酸(1.3.3.3)溶解沉淀,转入25mL容量瓶中,加纯水至刻度,摇匀。
1.3.5.3 另取6 个量杯,分别加入混合标准溶液0,1.0,
2.0,
3.0,
4.0,
5.0mL,加纯水至250mL刻度,以下操作同1.3.5.1~1.3.5.2。
1.3.5.4 将水样及标准系列溶液分别喷雾,测定各自波长下的吸光度。
1.3.5.5 绘制标准曲线并查出水样中各种金属离子的含量。
1.3.6 计算
可从标准2曲线上直接查出各种金属离子的浓度。
1.3.7 精密度与准确度
10个实验室测定了含有低、中、高浓度铜的加标水样,相对标准偏差分别为:低浓度(0.008~0.012mg/L)6.6%~14.5%;中浓度(0.024~0.025mg/L)4.8%~6.1%;高浓度(0.04 mg/L以上)0.5%~6.9%。
10个实验室测定了铅的精密度,相对标准偏差分别为:低浓度(0.02~0.025mg/L)4.4%~14.9%;中浓度(0.04~0.06mg/L)2.9%~13.2%;高浓度(0.08mg/L以上)3.8%~15.
8个实验室测定了锌的精密度,相对标准偏差分别为:低浓度(0.005~0.01mg/L)0.44%~14.1%;中浓度(0.02~0.04mg/L)2.9%~10.6%;高浓度(0.05mg/L以上)1.4%~10. 9%。
6个实验室测定了铁和锰的精密度,铁的相对标准偏差分别为:低浓度(0.01~0.015mg/L)6. 9%~1.8%;中浓度(0.04mg/L)2.9%~10.6%;高浓度(0.05mg/L以上)0.9%~14.7%。
锰相对标准偏差分别为:低浓度(0.01mg/L)4.4%~14.4%;中浓度(0.02~0.04mg/L)2. 5%~9.4%;高浓度(0.05mg/L以上)0.8%~11.4%。
10个试验室做了铜、铅的回收试验。
铜的回收率为:加标浓度0.008~0.016mg/L时,92. 3%~109%;加标浓度0.028~0.05mg/L时,92.3%~108%;加标浓度0.4~2.0mg/L 时,92.5%~105%。
铅的回收率为:加标浓度0.02mg/L时,86.8%~107%;加标浓度0.04~0.07mg/L时,91.4%~108%;加标浓度0.16~0.8mg/L时,82.3%~137%。
8个试验室做了锌的回收试验。
加标浓度0.01mg/L时,回收率92%~107%;加标浓度0. 04~0.08mg/L时,98%~110%;加标浓度0.24~2.0mg/L时,95%~117%。
6个试验室做了镉、铁、锰的回收试验。
镉的回收率为:加标浓度0.004~0.016mg/L时,92.5%~105.5%;加标浓度0.04~0.08 mg/L时,95%~106%;加标浓度0.2~0.24mg/L时,95%~102.5%。
铁的回收率为:加标浓度0.04mg/L时,95.4%~112.8%;加标浓度0.4mg/L时,97.5%~102.5%;加标浓度1.2~2.0mg/L时,94%~101%。
锰的回收率为:加标浓度0.04mg/L时,90%~100%;加标浓度0.4mg/L时,97.5%~1 05%;加标浓度1.2~2.0mg/L时,92.5%~103%。
1.4 水质锰的测定高碘酸钾分光光度法
Water quality-Determination of manganese-
Potassium periodate spectrophotometric method
GB 11906—89
1 主题内容与适用范围
1.1 本标准规定了测定水中锰的高碘酸钾分光光度法。
本标准适用于饮用水、地面水、地下水和工业废水中可滤态锰和总锰的测定。
1.2 测定范围
使用光程长为50mm的比色皿,试料体积为25mL时,方法的最低检出浓度为0.02mg/L,测定上限为3mg/L。
含锰量高的水样,可适当减少试料量或使用10mm光程的比色皿,测定上限可达9mg/L。
2 定义
2.1 可滤态锰
样品采集后,立即在现场用0.45μm滤器过滤并酸化滤液,滤液中测得的锰量为可溶性锰。
2.2 总锰
样品采集后不过滤立即酸化,经消解后测得的锰量。
在中性的焦磷酸钾介质中,室温条件下高碘酸钾可在瞬间将低价锰氧化到紫红色的七价锰,用分光光度法在525nm处进行测定。
4 试剂
本标准所用试剂除另有说明外,均为分析纯试剂和蒸馏水或具有同等纯度的水。
4.1 焦磷酸钾-乙酸钠缓冲溶液:称取焦磷酸钾(K4P2O7·3H2O)230g,三水乙酸钠(CHCOO Na·3H2O)136g溶于热水中,冷却后定容到1L,此溶液浓度焦磷酸钾为0.6mol/L乙酸钠为1.0mol/L。
4.2 硝酸(HNO3),ρ=1.4g/mL。
4.2.1 硝酸溶液,1+9。
4.2.2 硝酸溶液,1+1。
4.3 高碘酸钾,20g/L溶液:称2g高碘酸钾(KIO4,优级纯)溶于100mL硝酸(4.2.1)溶液中。
4.4 锰标准储备液,1.00g/L:称取1.000g纯度不低于99.9%的电解锰,溶于20mL硝酸(4.2.2)溶液中,微热全溶后移入1000mL容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
4.5 锰标准使用液,50.0μg/mL:吸取10.00mL锰标准储备液(4.4)于200mL容量瓶中,用水稀释至标线,摇匀。
4.6 硫酸(H2SO4),ρ=1.84g/mL。
4.6.1 硫酸溶液,1+1。
4.7 氨水(NH3·H2O),ρ=0.90g/mL。
4.7.1 氨水溶液,1+5。
5 仪器
一般实验室仪器和分光光度计。
6 采样和样品
用硬质玻璃瓶或聚乙烯瓶采集实验室样品,低价锰易氧化到四价形成沉淀吸附在瓶壁上,采样后加入硝酸,调节样品的pH值使之在1~2之间。
7 步骤
7.1 前处理
7.1.1 测定可滤态锰时样品的前处理
7.1.1.1 低色度的清洁水可不经任何前处理直接测定。
7.1.1.2 色度校正:如样品有色但不太深时,可在测定样品的同时,另取一份试料不加任何试剂,仅用水稀释至标线后测定其吸光度,试料测得的吸光度扣除此色度校正值后,再行计算结果。
7.1.1.3 严重污染的废水应分取25mL试科于100mL锥形瓶中,加入5mL硝酸(4.2)和2mL 硫酸(4.6.1)加热直至硫酸烟冒至将尽,取下,冷却,滴加3~4滴硝酿(4.2.2)少量水,加热使盐类溶解,冷却,滴加氨水(4.7.1)调节酸度至pH=1~2后移入50mL容量瓶中再行测定。
7.1.2 测定总锰时样品的前处理
测定总锰时,取酸化混匀后未经过滤的水样按(7.1.1.3)进行前处理。
7.2 空白试验
按与试料完全相同的处理步骤进行空白试验,仅用25mL水代替试料。
7.3 测定
根据不同测定要求和样品色度、污染情况,取25mL试料,按(7.1)操作进行前处理后移入5
0mL容量瓶中,加入10mL焦磷酸钾-乙酸钠缓冲液(4.1),3mL高碘酸钾溶液(4.3),用水稀释至标线,摇匀,放置10min后以水作参比,用50mm比色皿在525nm处测量吸光度。
7.4 校准
向一系列50mL容量瓶中分别加入0、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50mL锰标准使用液(4.
5),用水稀释至25mL,加入10mL焦磷酸钾-乙酸钠缓冲溶掖(4.1),以下操作按7.3条进行。
以测得的吸光度为纵坐标,锰量为横坐标绘制校准曲线,并进行相应的回归计算。
8 结果的表示
锰浓度C(mg/L),按下式计算:
C=m/V
式中:m——由标准曲线查得的试料含锰量,μg;
V——试料的体积,mL。
或按得到的回归方程计算。
9 精密度和准确度
8个实验室测定了锰浓度为0.2mg/L的地面水和浓度水平为35mg/L的工业废水统一样品。
9.1 重复性
各实验室测定锰浓度为0.2mg/L的地面水样时,其重复性为0.0089mg/L,变异系数为3. 94%;浓度水平为35mg/L的工业废水重复性为0.33mg/L,变异系数为0.94%。
9.2 再现性
8个实验室测定锰浓度为0.20mg/L地面水样的再现性为0.045mg/L,变异系数为19.9%;浓度为35mg/L的工业废水的再现性为1.27mg/L,变异系数为3.64%。
9.3 准确度
8个实验室测定锰浓度为0.20mg/L的地面水时,加标回收率的均值为99.2%;浓度为35 mg/L的工业废水的加标回收率的均值为101%。
10 备注
酸度是发色完全与否的关键条件,酸性保存的样品,分析前应调至pH=1~2,不得低于1。
样品消化,不能蒸干,一旦蒸干铁锰等盐类很难复溶,将导致结果偏低,样品消化后亦应调节pH=1~2,以利发色。
附加说明:
本标准由国家环境保护局标准处提出。
本标准由浙江省环境监测中心站负责起草。
本标准主要起草人陆遐南。
本标准委托中国环境监测总站负责解释。
1.6 原子吸收光谱法测定水中锰的不确定度评定
关键词:不确定度
摘要:目的介绍水中锰原子吸收光谱测定法的结果不确定度评定方法,为建立有效的质量控制方法提供科学依据。
方法确定和计算测定过程各不确定度分量,最后整体合成。
结果原子吸收分光光谱法直接测定水中锰的不确定度为0.011mg/L。
结论本方法评定过程合理,步骤清晰,不重复和遗漏。
关键词:不确定度;原子吸收分光光谱法;锰
Evaluation on the uncertainty of manganese in water determined by atomic abs orption spectrometry.WU Liu-jian.(Hainan Provincial Center for Disease Control and Prevention,Haikou570203,Hainan,P.R.China)
Abstract:Objective To introduce a method for evaluation of the uncertainity of m anganese in water by using atomic obsorption spectrometry and provide scientific b asis for setting up of effective quality control. Methods The factors affecting the test ing results were determined and the results were integrated. Results The uncertaint y of the result of Mn in water tested by atomic absorption spectrometry is0.011mg/ L. Conclusion The method for determining Mn from water by atomic absorption spe ctrometry is clearand adequate and without repeated procedure and omission.
Key words:Uncertainty;Atomic absorption spectrometry;Manganese
不确定度是对测量结果可能误差的度量,也是定量说明测量结果质量好坏的一个参数。
一个完整的测量结果,除了应给出被测量的最佳估计值之外,还应同时给出测量结果的不确定度[1,2]。
本方法对原子光谱法测量水中锰的不确定度进行了评定,最后整体合成。
现将结果报告如下。
1 材料与方法
1.1 仪器与试剂日立Z-5000原子吸收分光光度计:波长279.6nm,狭缝0.4nm,灯电流9.0mA,乙炔流量
2.2L/min,空气流量15.0L/min,积分时间5s;硝酸(优质纯);锰标准溶液,编号GBW(E)08257,浓度1000μg/ml(国家标准物质研究中心)。
1.2 方法和条件依据《生活饮用水卫生规范》(2001年版)—原子吸收分光光度计火焰法进行,检测环境25℃,湿度70%。
运用Microsoft Excel-2000处理数据。
1.3 标准和样品的制备标准和样品用2‰硝酸配制。
标准系列.000mg/L,0.100mg/L,0.150mg/L,0.200mg/L,0.250mg/L,0.300mg/L,0.350mg/L,0.400mg/L。
样品配制:吸取
2.00ml样品液于100ml容量瓶中,加2‰硝酸至刻度,混匀为样品测定液。
1.4 数学模型依次对标准和样品进行测量,根据标准曲线的回归方程计算样品的浓度。
①工作曲线回归方程y=bx+a;②样品浓度x=(y-a)/b。
1.5 测量结果不确定度的来源测量结果相对标准不确定度u rel(c)主要来源是:工作曲线相对标准不确定度u rel(1);标准溶液的相对标准不确定度u rel(2);样品重复测定相对标准不确定度u rel(3);仪器引入的相对标准不确定度u rel(4);吸光值量化误差相对标准不确定度u rel(5)。
u rel(c)=u 2rel(1)+u 2rel(2)+u 2rel(3)+u 2rel(4)+u 2rel(5)
2 结果与分析
2.1 相对标准不确定度各分量计算
2.1.1 工作曲线相对标准不确定度u rel(1)的计算①火焰原子吸收光谱法测定锰标准系列6次,测量的结果见表1。
由于校准标准曲线溶液的质量浓度的不确定度小到足够可以忽略,因此采用最小二乘法拟合校准标准曲线时,计算得到的不确定度仅与吸光度的测量不确定度有关[2]。
拟合校准曲线的方程为:Yi=a+bXi b=Sxy Sxx=∑42I=1 (X i -X')(Y i -Y')
∑42I=1 (X i -X')(X i -X')
=0.0331
0.42=0.0788
a=Y'-bX'=0.0200-0.0788×0.250=0.0003
吸光度测量的实验标准差
S(y)=∑n I=1 (Y i -a-bX i )2
n-2 =0.000071842-2=0.00134
表1 标准溶液6次测定的结果(略)
对样品进行36次测量(见表2),即N=36,测得样品锰含量平均值为X x =0.163mg/ L。
②标准曲线引入测量结果的相对不确定度u rel(1)=S(y)
b×X x 1N+1n+(X x -X')Sxx
u rel(1)= 0.00134
0.0788×0.163
136+142+(0.163-0.250)2 0.42=0.0275 自由度υ=6×7-2=40
2.1.2 标准溶液相对标准不确定度u rel(2)的计算
2.1.2.1 数学模式锰标准应用溶液浓度
C=1000μg/ml×10.00ml/100.0ml×l0.00ml/100.0ml
标准溶液相对标准不确定度u rel(2),是由标准溶液的标准不确定度u a 、10ml 移液管的相对标准不确定度u b 以及100ml容量瓶的相对标准不确定度u c 引入的,所以u rel(2)=u 2a +u 2b +u 2c
①标准溶液的标准不确定度u a 从标准物质证书上查得锰标准溶液相对扩展不确定度为0.5%,为正态分布,故u a =0.5%/3=0.00167。
②10ml移液管的相对标准不确定度u b 10ml移液管允许误差为±0.01,为均匀分布,故10ml移液管引起的不确定度u 4 =0.01/3 1/2 =0.00577。
经实验,重复性测量u 2 =S=0.00660ml。
通常实验室恒温控制在25℃±3℃,水的膨胀系数是2.1×10 -4 ml/℃,所以水的温差效应导致体积变化而引入的不确定度:
u 3 =3×2.1×10 -4 ×10/3 1/2 =0.0036410ml移液管的相对标准不确定度为
u b =u 24 +u 22 +u 23 /10
=(0.00577 2 +0.00660 2 +0.00364 2 )1/2 /10=0.000949
③100ml容量瓶的相对标准不确定度u c 100ml容量瓶允许误差为±0.10,为均匀分布,100ml容量瓶引起的不确定度u 4 =0.10/3 1/2 =0.0577。
经实验,重复性测量u 2 =S=0.0123ml。
通常实验室恒温控制在25℃±3℃,水的膨胀系数是2.1×10 -4 ml/℃,所以水的温差效应导致体积变化而引入的不确定度:
u 3 =3×2.1×10 -4 ×100/3 1/2 =0.0364100ml容量瓶的相对标准不确定度
u c =u 24 +u 22 +u 23 /100
=(0.0577 2 +0.0123 2 +0.0364 2 )1/2 /100=0.000693
2.1.2.2 标准溶液相对标准不确定度
u rel(2)=u 2a +u 2b +u 2c
u rel(2)=(0.00167 2 +0.000949 2 +0.000693 2 )1/2 =0.00204自由度υ=∞
2.1.3 样品重复测定相对标准不确定度u rel(3)样品中锰重复测定结果见表2。
对样品重复性测量,m个被测量X i 所重复的次数不完全相同,各为n i ,而X i 的标准差S(X i )的自由度为υ i =n i -1,通过m个S i 与υ i 得样品重复测定不确定度。
u 2 (X i )=S 2 p(X i )=1∑υ i ∑υ i S 2i
u 2 (X i )=128×0.0001718=6.137×10 -6 样品重复测定相对标准不确定度u rel (3)=[u 2 (X i )]1/2 /X x
u rel(3)=[6.137×10 -6 ]1/2 /0.163=0.0152
自由度υ=∑
m i=1 υ i =28
2.1.4 分析仪器的相对标准不确定度u rel(4)日立Z-5000原子吸收分光光度计的校准证书提供其扩展不确定度为1.5%,置信水平p=95%,故标准不确定度为u rel(4)=0. 015/1.960=0.00765。
自由度υ=∞
表2 样品中锰重复测定的结果(略)
2.1.5 吸光值量化误差相对标准不确定度u rel(5)仪器示值分辨率为0.001A,按均匀分布,其量化误差相对标准不确定度
u rel(5)= 0.001
2×3 1/2 ×0.0200=0.0144自由度υ=∞
2.2 合成标准不确定度u rel(c)全部输入量Xi是彼此独立或不相关的,因此
u rel(c)=[u 2rel(1)+u 2rel(2)+u 2rel(3)+u 2rel(4)+u 2rel(5)]1/2 =(0.0275 2 +0.00204 2 +0.0152 2 +0.00765 2 +0.0144 2 )1/2 =0.0355
2.3 有效自由度u 2rel(c)是多个估计方差分量的合成,其有效自由度υ eff 由韦尔奇—萨特思韦特公式[1]计算。
υ eff =u 4rel(c)∑
n i=1 u 4rel(i)υ i
= 0.0358 4 0.0275 4
40+0.00204 4
∞ +0.0159 4
28+0.00765 4
∞ +0.0144 4 ∞≈100
2.4 扩展不确定度设p=95%,查t分布表,t (95)=1.984,因此置信水平为95%时的相对不确定度为U (95)rel =u rel(c)×t (95)=0.0355×1.984=0.0704。
绝对扩展不确定度U (95)=X x ×U (95)rel =0.163×0.0704=0.011mg/L。
3 结论
采用原子吸收分光光度计—火焰法直接测定水中锰,其含量为(0.163±0.011)mg/L,p=95%。
本次对锰的测量结果不确定度进行评定,其测量结果不确定度由多个分量组成,这些分量基本上考虑了测量过程中系统效应和随机效应所导致的测量结果不确定度。
这种评定方法从各个分量计算到合成,思路清晰,直观,过程清楚,考虑因素较全面、明确。
采用电子表格软件进行计算,简单方便、准确,又节省时间。
对测量结果的不确定度进行评定,反映了测量结果的科学性,有利于实验室质量控制。