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%铬酸钾指示剂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%=

m M

V

V

C)

(

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;

V0—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);

m0—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 A1，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 B1，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：

u A1= S(x)= )(2

1

12

11

⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡--∑=n

i i x x n =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=C

a

=3

制造商给出的置信区间

;100ml 容量瓶a =±0.03ml 。

=

3

03

.0=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：

u= S(x)= )(2

1

12

11

⎥⎦

⎤

⎢⎣⎡--∑=n

i i x x n =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20℃下校准。假设实验室温度在±3℃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=V ×液体的膨胀系数×⊿T=100×2.1×10-4×（±3） =±0.063ml

由u=C

a 得：a =0.063ml

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=C

a =

96

.1063

.0 =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=C

a =

6

容器的最小刻度

不带刻度的容器(如容量瓶等):u=C a =

6

01.0V

则u=C

a =

6

01.0V =6100

01.0⨯

=0.4082ml

因此由容量瓶体积引入的标准不确定度为

u B1=22224082.0032.01075.00173.0+++ =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：

绝对误差=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u B2=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±0.03ml ，按矩形分布引起的不确定度为：u=c

a =

3

03.0ml

=0.0173ml 滴定管体积校准带来的相对标准不确定度为u B3=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

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：

u c =23222121B B B A u u u u +++=222200069.000014.0004237.00048.0+++ =0.00644 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 c =2×0.00644×0.24%=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：

U=0.0031%；k=2。