测定水中硫酸根

比浊法测定水中硫酸根及不确定度的评定

摘要：针对比浊法测定水中硫酸根，讨论了硫酸根测定结果的测量不确定度的来源及评定方法，当K=2，硫酸根测定结果为（19.35±0.07）mg/L。

关键词：硫酸根；不确定度；不确定度评定：比浊法

1 前言

测量不确定度是评定测量水平的指标，是表示合理地赋予被测量值的分散性，是判定测量结果可靠程度的依据[1]。本文对比浊法测定水中硫酸根含量过程进行了系统分析，确定了测量结果不确定度的来源，建立测量模型，对测量结果不确定度的各个分量进行科学评定，得出硫酸根结果的主要不确定因素是标准曲线非线性和测量重复性。

2实验部分

2.1 仪器

A120S电子天平（分辨力：0.0001g）；TU-1810紫外可见分光光度计；SH-2型控温式磁力搅拌器；

2.2 试剂

2.2.1 硫酸盐标准溶液〔ρ（SO42-）=1mg/mL〕:称取1.4786g无水硫酸钠（光谱纯），溶于纯水中，并定容至1000mL。

2.2.2稳定剂溶液：称取75g氯化钠（NaCl），溶于300mL纯水，加入30mL盐酸（ρ20=1.19g/ml）、50mL甘油（丙三醇）和100mL乙醇〔φ(C2H5OH)=95%〕，混合均匀。

2.2.3氯化钡晶体（BaCl2.2H2O），20目~30目。

2.3 实验方法: GB/T 8538—2008

2.3.1 吸取适量水样于100mL烧杯中，加纯水至50mL。加入2.5mL稳定剂溶液(2.2.2)，调节电磁搅拌器速度，使溶液在搅拌时不溅出，并能使0.2g氯化钡晶体(2.2.3)在10s~30s之间溶解。

2.3.2 标准曲线的制作与样品中SO42-含量的测定：取同型号100mL烧杯6个，分别加入硫酸盐标准溶液(2.2.1)0，0.25，0.50，1.00，1.50和2.00mL。各加纯水至50mL。使硫酸盐浓度分别为0，5.0，10.0，20.0，30.0和40.0mg/L（以SO42-计）。吸取25mL样品于分别放入二个100mL 烧杯中，加纯水至50mL。在同一条件下，样品和标准系列中各加入2.5mL稳定剂溶液(2.2.2)。待搅拌速度稳定后加入0.2g氯化钡晶体(3.3)，并立即计时，搅拌(60±5)s。各烧杯均从加入氯化钡晶体起计时，到准确10min时，于波长420nm处，用1cm比色皿，以纯水为参比，测定吸光度值，利用回归方程可计算出样品中硫酸根含量。

3 建立数学模型

比浊法测定水中硫酸根含量的计算公式为：X=f ⨯C

式中：X 为样品中SO 42-质量浓度（mg/L ）；f 为试样定容体积与试样体积比；C 为校准曲线查得SO 42-质量浓度（mg/L ）

4测量不确定度的来源

a 定容体积；

b 标准溶液配制；

c 标准曲线非线性；

d 测量重复性

5 不确定度分量的评定

5.1 定容体积

样品处理过程中所用10mL 移液管A 级容量允差为0.020；250mL 容量瓶A 级容量允差为0.15，相对允许误差分别为：0.20%，0.06%，按均匀分布考虑，B 类评定。

则u rel （V 1）=

=1.15×10-3 u rel （V 2）

=3.46×10-4

合成标准不确定度u rel （V ） =1.20×10-3

5.2 标准溶液配制

SO 42-标准溶液是由无水硫酸钠（光谱纯）配制成质量浓度为1000ug/mL 标准储备液，经多次稀释成标准溶液。光谱纯试剂杂质总含量在0.01%以下，按正态分布考虑，B 类评定。

则u rel （C 1）=0.01%

3

=3.33×10-5

称量天平最大允差为±0.001g 则

10-4g 4rel 5.7710g

u (m)= 1.4786g

-⨯=3.90×10-4

样品处理过程中所用移液管2.00mL A 级容量允差为0.010，相对允许误差为0.5%，按均匀分布考虑，B 类评定。

则u rel （C 2）

=2.89×10-3

合成标准不确定度：rel 3u (C 10-3 5.3标准曲线非线性

根据测量数据得标准工作曲线和线性回归方程，其标准曲线回归方程A=0.01045m-0.00393，其相关系数R 2=0.9990。标准溶液质量与回归方程计算出的质量最大误差限为6.01%，见表1。

表1 SO 42-标准工作曲线非线性引起的误差限

标准溶液 质量浓度 回归方程计算 质量浓度

标准溶液与回归方程 质量浓度差值

相对误差

误差限 mg/L mg/L mg/L % % 5.0 5.30 -0.300 -6.01 10.0 10.37 -0.372 -3.72 20.0 20.23 -0.229 -1.14 6.01 30.0 30.37 -0.372 -1.24 40.0

41.19

-1.186

-2.96

按正态分布考虑，B 类评定：则2-4rel 10×3.47=3

6.01%

=)(C u 5.4 测量重复性

六次测量平均值C =19.35mg/L 按A 类评定：

单次测量结果的标准偏差c S

标准不确定度u （C 5）

10-2 u rel （C 5）=

5u(C )

C

=5.17×10-3 6 合成标准不确定度

合成不确定度rel U 10-2

7扩展不确定度

取置信概率 p=95%， k p =2.00；则95rel U =2.00×3.52×10-2=7.04×10-2 水中硫酸根含量的分析结果为（19.35±0.07）mg/L ；k=2

8 结果讨论

从不确定度分量可以看出，比浊法测定水中硫酸根含量不确定度因素较多，其中影响较大的是标准曲线非线性以及测量重复性所引进的不确定度，天平、容量瓶、移液管以及标准样品纯度等所引起的不确定度值虽较小，但在分析过程中不可忽略不计。 参考文献