NaOH标准滴定溶液不确定度

氢氧化钠标准滴定溶液的标定及不确定度

1. 氢氧化钠标准滴定溶液的标定

1.1 标定方法：GB/T601-2002《化学试剂标准滴定溶液的制备》 1.2 主要仪器、设备及实验环境

分析天平：BT124S 型，①级，分度值0.1mg,，线性±0.2mg

滴定管：标准容量50ml ，最小分度值0.1ml 的碱式滴定管，A 级，容量允许误差为±0.05ml 邻苯二甲酸氢钾（KHC 8H 4O 4）：工作基准试剂，纯度为99.95％～100.05％ 氢氧化钠：分析纯 酚酞指示液：10g/L 实验用水：蒸馏水 实验环境温度：26℃ 1.3 配置及标定

⑴配制

称取110g 氢氧化钠，溶于100ml 无二氧化碳的水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮。量取上层清液10.8ml ，用无二氧化碳水稀释至2000ml,摇匀。

⑵标定

称取0.75g 于105℃～110℃电烘箱中干燥至恒重的工作基准试剂邻苯二甲酸氢钾，加50ml 无二氧化碳水溶解，加2滴酚酞指示液（10g/L ），用配制好的氢氧化钠滴定溶液滴定至溶液呈粉红色，并保持30s 。同时做空白实验。

氢氧化钠标准滴定溶液的浓度[C （NaOH ）],数值以摩尔每升（mol/L ）表示，按下式计算：

C （NaOH ）=

()M

V V m 211000

-⨯

式中：m —邻苯二甲酸氢钾的质量的准确数值，单位为克（g ）； V 1—氢氧化钠溶液的体积的数值，单位为毫升（ml ）；

V 2—空白实验氢氧化钠溶液的体积的数值，单位为毫升（ml ）；

M —邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol ）[M(KHC 8H 4O 4)]=204.22. 2. 测定数据

两人八平行测定数据见表1

表1 氢氧化钠标准溶液浓度的标定数据

甲、乙标定结果极差相对值分别为0.08％和0.03％，均未超过重复性临界极差CrR

95

(4)

的相对值0.15％；甲、乙两人八平行标定结果极差相对值为0.08％未超过重复性临界极差

CrR

95

(8)的相对值0.18％，则氢氧化钠标准滴定溶液的浓度为：C（NaOH）=0. 0.10046mol/L 3.不确定度的评定

3.1 A 类相对标准不确定度u

A,rel

(c)

用贝塞尔法计算两人八平行测定氢氧化钠标准滴定溶液浓度平均值的A类相对标准不确定度

试验标准偏差:

S(c)=

()

1-n

8

1

2

∑

=

-

i

i

C

C

=3.1×10-5mol/L

测定结果的A类标准不确定度：

u A()c=

n

)c(S

=

8

10

1.35-

⨯

=1.1×10-5mol/L

测定结果的A类相对标准不确定度：

u A,rel (c )=

()c

c u A =10046

.010

1.15

-⨯=1.1×10-4mol/L

3.2B 类相对标准不确定度的计算u B,rel (c )

u B,rel (c )=()()()()()2

2

2

2

2

r u V u M u P u m u rel rel rel khp rel rel ++++

式中：u rel (m) — 邻苯二甲酸氢钾质量的相对标准不确定度；

u rel （P khp ）— 邻苯二甲酸氢钾纯度的相对标准不确定度； u rel （M ）— 邻苯二甲酸氢钾摩尔质量的相对标准不确定度； u rel （V ）—滴定用氢氧化钠的体积的相对标准不确定度；

u rel (r)—氢氧化钠标准溶液浓度平均值的修约误差引入的相对标准不确定度。 3.2.1 邻苯二甲酸氢钾质量的相对标准不确定度u rel (m)

标定时使用分析天平采用差量法称得邻苯二甲酸氢钾的质量，每个质量数值由两次称量值相减得到，因此邻苯二甲酸氢钾质量的相对标准不确定度为：

u rel (m)=

()m

k a m

m u m 2

2⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯=

式中：a m —分析天平的线性，单位为克（g ）；

m —邻苯二甲酸氢钾质量的数值，单位为克（g ）

分析天平制造商给出的天平线性为±0.2mg ，按均匀分布，k=3，邻苯二甲酸氢钾的质量取八次称量的平均值0.7491g ，则邻苯二甲酸氢钾质量的相对标准不确定度为：

u rel (m)=7491

.030002.022

⎪

⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯=2.2×10-4

3.2.2 邻苯二甲酸氢钾纯度的相对标准不确定度u rel （P khp ）

邻苯二甲酸氢钾纯度P khp 为99.95％～100.05％（1.0000±0.0005），不确定度按矩形分布，k=3，其标准不确定度为：

u （P khp ）=

k

a p =

3

0005.0=2.9×10-4

式中：a p —邻苯二甲酸氢钾纯度的扩展不确定度，％

因邻苯二甲酸氢钾为工作基准试剂，P 取100％（1.0000），其相对标准不确定度为：

u rel （W khp ）=()P

p u khp =1109.24

-⨯=2.9×10-4

3.2.3 邻苯二甲酸氢钾摩尔质量的相对标准不确定度u rel （M ）

从IUPAC 最新版的原子量表中查得的KHC 8H 4O 4中各元素的原子量和不确定度，对于每一个元素来说，标准不确定度是将IUPAC 所列不确定度作为矩形分布（k=3）的极差计算得到的。因此相应的标准不确定度等于查得数值除以3。

计算邻苯二甲酸氢钾摩尔质量的标准不确定度要将各个元素的标准不确定度乘以元素个数，则邻苯二甲酸氢钾摩尔质量的标准不确定度为：

u （M ）=

()()()2

222000058.000017.0400004.0500046.08+⨯+⨯+⨯=3.7×10-3

KHC 8H 4O 4 的摩尔质量为:M khp =204.22g/mol,其相对标准不确定度为：

u rel (M) =()khp

M M u =22.204107.33-⨯=1.8×10-5

3.2.4 滴定用氢氧化钠的体积的相对标准不确定度u rel （V ） 滴定用氢氧化钠的体积的不确定来源： （1）滴定管体积校准引入的不确定度 （2）滴定体积的重复性引入的不确定度

（3）滴定管使用温度与校正温度不同引入的不确定度 3.2.4.1 滴定管体积校准的标准不确定度u 1（V ）

滴定管检定给出的最小分度值为0.1ml 的50mlA 级碱式滴定管允许误差为±0.05ml ，按矩形分布（k=3）计算滴定管体积校准的标准不确定度： u 1（V ）=

3

05.0=0.029ml

3.2.

4.2 滴定体积的重复性的标准不确定度u 2（V ）

经实验得50ml 碱式滴定管重复性标准偏差为0.0205，则滴定体积的重复性的标准不确定度：u 2（V ）=0.0205ml