砂子中氯离子含量不确定度

一.概述

1. 目的

评定砂子中氯离子含量结果的不确定度，指导检测员按规程正确操作，保证检测结果科学、准确。

2. 依据的技术标准

GB/T14684-2001《建筑用砂》。

3. 使用的仪器设备

电子天平JM20001经检定合格，精度0.1g。三角瓶、移液管、滴定管等。

4. 测量原理及检测程序

称取试样500g,精确至0.1g.将试样倒入磨口瓶中，用容量瓶量取500ml 蒸馏水，盖上塞子，摇动后放置2h每隔5min摇动一次，共三次，将上部澄清溶液过滤，用移液管吸取50ml，注入三角瓶中，在加入5%&酸钾指示剂1ml,用

0.01mol/L硝酸银标准溶液滴定至砖红色，记录硝酸银标准溶液毫升数，精确至1ml,同时进行空白试验。

5. 不确定度评定结果的应用

符合上述条件或十分接近上述条件的同类测量结果，一般可以参照本

例的评定方法。

二.数学模型

氯离子含量X%:

X%=C（V —V°）M

m

式中：X—氯离子含量，%

C-- 硝酸银标准溶液实际浓度，mol/L;

V—样品滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积，ml;

V。一空白试验时消耗的硝酸银标准溶液的体积，ml;

M—氯离子的摩尔质量，g/mol(M=35.5 g/mol);

m—试料的质量，g;

三.测量不确定度的来源分析

氯离子含量结果不确定度来源主要包括：

(1) 测量重复性的不重复引入的标准不确定度U AI,采用A类方法评定;

(2) 容量瓶的体积引入的标准不确定度U BI,采用B类方法评定。

(3) 分析天平误差引入的标准不确定度U B2,采用B类方法评定；

(4) 滴定管体积校准引入的标准不确定度U B3,采用B类方法评定；

四.标准不确定度的评定

1. 在同一试验条件下，氯离子含量检测共进行10次，得到测量结果如

表1所示：

表1氯离子含量检测原始数据

表1中单次实验标准差使用贝塞尔公式计算:

1

U A1= S（X）= 1 ' 凶- x

I n -1 i zt

=0.0048

2、容量瓶引入的不确定度包括体积校准、充满液体至刻度的变动性、环境温度与校正温度不同、人员读数四个方面。

(1) 体积校准：u=a=制造商给岀的置信区间

;100ml容量瓶a=± 0.03ml

C <3

= 0.03 =0.0173ml

(2) 充满液体至刻度的变动性(重复性):重复10次充满/称量，测得的

标准偏差如下表

充满液体至刻度的变动性(重复性)不确定度为:

1

u= S(x)二1X i-X2 2

IL n _1 i

=0.1075

(3) 环境温度与校正温度不同引起的不确定度

根据制造商提供的信息，容量瓶在20C下校准。假设实验室温度在士3C之间变动。该影响引起的不确定度可通过估算该温度范围和体积膨胀系数来进行计算。液体的体积膨胀明显大于体积容器的体积膨胀，故只考虑液体膨胀即可。由温度带来的体积变化为：

/ V二/液体的膨胀系数X/ T=100X 2.1 x 10-4x(士3)

=士0.063ml

由 u=—得：a =0.063ml

C

C 的取值因所给条件而异：若给定置信概率为p=0.95,则C=1.96;若末 给定条件，则按均匀分布，C= 3 ；若确定把握认为温度变化不会达到极限 值，则按三角分布，C= 6。我们这里设定p=0.95,则C=1.96,所以由温度 带来的不确定度分量为：u 二亘=0.063

C 1.96

=0.032ml

（4）人员读数带来的确定度计算公式

带刻度的容器（如滴定管等）:u= a =容器的最小刻度 C 灵

=0.4082ml

因此由容量瓶体积引入的标准不确定度为

=0.4237ml

则相对标准不确定度为0.4237%

3、电子天平引入的相对标准不确定度

U B2

U B2列表给出不确定度汇总如下：

用500g 标准法码测量电子天平精度（10次），500实际质量如下:

不带刻度的容器 （如容量瓶等）:u= £ =0.01V C \ 6

则u

=C

0.01V =0.01X100 x 6

U B 1= -0.0173 0.1075

2 2

0.032

0.4082

绝对误差二实测质量平均值-标准法码质量=500.07-500=0.07 g 相对误差=绝对误差/标准法码质量=0.07/500 故称量的相对标准不确定度为 *2=0.07/500=0.014%

4、滴定管体积校准带来的不确定度：制造商给出滴定管体积的置信区间为

滴定管体积校准带来的相对标准不确定度为

U B 3=0.0173/25.2=0.069%

表2.砂子中氯离子含量测量的标准不确定度汇总表

序号 标 准 不 确 定 度

不确定度来源 类型 分布 包含因子

符号 数值 1 氯离子含量测量重复性

A 正态 1

U A1 0.0048 2

容量瓶的体积 B 均匀 U B1 0.4237% 3 电子天平误差 :

B 均匀

U B2 0.014% 4 滴定管体积校准 B

均匀

U B3

0.069% 5 合成不确定度

U

c

[C

i U (X

i

)] 2

U c

0.00644

6

相对扩展不确定度 U= 2u c ; k= 2

五.合成标准不确定度评定

对于直接测量，各标准不确定度分量通常是互不相关的，采用方和根 方法合成：

七.扩展不确定度评定

取包含因子k=2,氯离子含量测量结果的扩展不确定度:

U=ku=2X 0.00644X 0.24%=0.0031%

八.报告检测结果和扩展不确定度

氯离子含量测量结果A 按规定修约后结果为0.24%,其扩展不确定度为:

士 0.03ml ，按矩形分布引起的不确定度为:

a _ 0.03 ml

U=—= ----- =0.0173ml =.0.00482

0.004237

2丄

2

-0.00014

0.00069

2

U

B3

=0.00644