原子吸收光譜法測(cè)定銅精礦中銀的不確定度評(píng)定

摘要:針對(duì)火焰原子吸收光譜測(cè)定銅精礦中銀的分析測(cè)定過程和數(shù)學(xué)模型，找出了影響測(cè)量不確定度的主要來(lái)源，對(duì)各不確定度分量進(jìn)行了評(píng)定，并計(jì)算得到了合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度，給出了相應(yīng)的測(cè)定結(jié)果表示法。

關(guān)鍵詞:原子吸收光譜法銅精礦銀不確定度

中圖分類號(hào):O657文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2011)02(b)-0043-02

Abstract:Aiming at the analyzing process and mathematics model of sliver derermination process with flame atomic absorption spectromery method，the main sources of determinatin uncertainty are founfd out.The uncertainty compomemts are evaluated and the cmbined standard uncertainty and spread uncertainty is calculated.The standard representation of determination results is proposed.

Key words:Flame Atomic Absorption Spectromery;copper concentrate;sliver;Uncertainty evaluation

在實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可中，不確定度評(píng)定是一個(gè)不可忽視的內(nèi)容。測(cè)量工作常受到測(cè)試能力和各種因素的影響和制約，不可避免地產(chǎn)生誤差。測(cè)量不確定度就是評(píng)定測(cè)量水平的指標(biāo)，是判定測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確與否的依據(jù)。根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家技術(shù)規(guī)范和《化學(xué)分析中的不確定度的評(píng)估指南》[1]，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3884.2-2000[2]對(duì)銅精礦中銀含量進(jìn)行測(cè)定，識(shí)別和分析不確定度的主要來(lái)源并對(duì)各分量進(jìn)行量化，求出各不確定度分量對(duì)總測(cè)量不確定度的影響，對(duì)測(cè)量不確定度進(jìn)行評(píng)定，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行表述。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

電子天平:HM-200。

原子吸收光譜儀:AAS110北京世紀(jì)新惠儀器有限公司。

鹽酸，硝酸，高氯酸均為分析純。

實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

1.2 測(cè)量過程

稱取0.3g樣品，加少量水濕潤(rùn)，加入15ml硝酸，蓋上表面皿，加熱溶解并不時(shí)搖動(dòng)溶至小體積，加5ml高氯酸繼續(xù)加熱至冒煙時(shí)，移低溫處繼續(xù)溶解至杯底無(wú)黑渣，取下冷卻，加5ml鹽酸，繼續(xù)加熱至高氯酸冒白煙，蒸至濕鹽狀，取下冷卻。加入少量鹽酸，用水吹洗表面皿和杯壁，加熱使鹽類溶解，取下冷卻至室溫。將試液移入容量瓶，用水稀釋至刻度，混勻，靜置(或干過濾)。在原子吸收光譜儀上，波長(zhǎng)328.1nm處，使用空氣-乙炔火焰，以隨同試料的空白調(diào)零測(cè)量吸光度，扣除背景吸收，自工作曲線查得相應(yīng)的銀濃度。

1.3 數(shù)學(xué)模型

(1)

式中:w(Ag)為銅精礦中銀的含量(g/t);

P為樣品溶液中銀的質(zhì)量濃度(ug/ml);

V為樣品定容的體積(ml);

m為稱量樣品的質(zhì)量(g)。

2不確定度分量的主要來(lái)源

不確定度分量的主要來(lái)源有:稱取試樣的質(zhì)量，標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制，試樣定容的體積，標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合，樣品重復(fù)性5個(gè)部分。

3不確定度分量的計(jì)算

3.1 稱量樣品產(chǎn)生的不確定度

試樣稱量所用的是HM-200型天平，天平核定與校準(zhǔn)證書上表明其不確定度為0.3mg，k=2，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u(m)=0.3/2=0.15mg;稱取試樣為0.3g，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:。

3.2 配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液產(chǎn)生的不確定度

配制標(biāo)準(zhǔn)工作溶液產(chǎn)生的不確定度有兩部分組成，一部分是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)本身引入的不確定度，另一部分是標(biāo)準(zhǔn)溶液配制稀釋過程中引入的不確定度。

3.2.1 銀標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)引入的不確定度

測(cè)量所用的銀標(biāo)準(zhǔn)溶液由國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究院提供。標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為P=1000ug/ml，不確定度為3ug/ml;符合矩形分布k=，則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:。

3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程中引入的不確定度

用10ml移液管分取P(Ag)=1000ug/ml銀標(biāo)準(zhǔn)工作溶液并用100ml容量瓶定容，稀釋成P(Ag)=100ug/ml的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，再用10ml滴定管配制工作系列溶液于100ml容量瓶中。這一過程引入的不確定度包括玻璃器皿容量誤差引入的不確定度和環(huán)境溫度不同引入容器體積的不確定度。這一過程中不確定度的來(lái)源有:10ml移液管，10ml滴定管，100ml容量瓶。各不確定度分量相互獨(dú)立(見表1)。

其玻璃器皿相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

u(V標(biāo))==0.0021

整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

3.3 樣品定容產(chǎn)生的不確定度

根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟，樣品溶解完全后移入100ml容量瓶定容。所使用的玻璃器皿產(chǎn)生的不確定度(見表1)，u(V)=0.073，。

3.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合產(chǎn)生的不確定度

配制質(zhì)量濃度為0，0.5，1，2，3，5ug/ml系列標(biāo)準(zhǔn)溶液，以銀含量為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性擬合，所測(cè)吸光度見表2。

采用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量獲得的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線:A=0.05411x+0.008093，按貝塞爾公式求出其標(biāo)準(zhǔn)差為:

=0.00845

測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)溶液后，立即測(cè)定樣品溶液10次，其質(zhì)量濃度的平均值=0.3846ug/ml，則與最小二乘法擬合曲線程序有關(guān)的不確定度為:

(P)= (2)

式中:S為回歸方程標(biāo)準(zhǔn)差;

B為擬合曲線效斜;

P為測(cè)試P的次數(shù);

n為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的次數(shù);

為標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度的平均值(ug/ml);

P為樣品溶液溶液質(zhì)量濃度的實(shí)測(cè)值(ug/ml);

P為第j個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液溶液的質(zhì)量濃度(ug/ml)。

根據(jù)表2及測(cè)定數(shù)據(jù)，代入式(2)計(jì)算得到標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:u(P)=0.088ug/ml。

標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

3.5 樣品重復(fù)性的不確定度

樣品重復(fù)測(cè)量10次，樣品溶液中的Ag的質(zhì)量濃度別為:0.3849、0.3810、0.3825、0.3873、0.3858、0.3822、0.3828、0.3855、0.3861ug/ml(=0.3846ug/ml)，則測(cè)定結(jié)果w(Ag)分別為128.3、127.2、127.5、129.1、129.5、128.6、127.4、127.6、128.5、128.7g/t(=128.2g/t)。

重復(fù)性的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:=0.247

重復(fù)性的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

4合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

測(cè)量銅精礦中銀含量的各不確定度分量彼此相互獨(dú)立，相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

=5.2

測(cè)量銅精礦中銀含量由(1)式計(jì)算得:

銅精礦中銀含量的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

u=5.2128.2=6.67g/t

5銅精礦中銀含量的檢測(cè)結(jié)果

在置信概率為95%，取包含因子k=2，銅精礦中銀含量的擴(kuò)展不確定度為u=ku=13.34g/t，本實(shí)驗(yàn)中，銅精礦中銀含量的檢測(cè)結(jié)果表示為:w(Ag)=128.213.34g/t。

6結(jié)語(yǔ)

通過以上分析量化，可以看出影響不確定度的主要因素是工作曲線擬合引入的不確定度。另外四個(gè)因素是較少的，因此在實(shí)際工作中，應(yīng)把儀器調(diào)到最佳狀態(tài)，對(duì)曲線擬合嚴(yán)格控制，盡量減少測(cè)量結(jié)果的不確定度。

參考文獻(xiàn)

[1]魏昊，喬?hào)|.化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社，2002.

[2]GB/T3884.2-2000，銅精礦化學(xué)分析方法AAS法測(cè)定銀量[S].