水質(zhì)檢測中堿度測量不確定度評定在實驗工作中的應用實例

王曉英

鍋爐水質(zhì)中，如果堿度超標，就會對鍋爐的安全運行帶來一定的負面影響。該文主要結(jié)合某一水樣，對其堿度進行測量，根據(jù)測量結(jié)果分析其不確定因素，對水樣堿度測量不確定度的計算方法進行探索。

水質(zhì)；堿度；測量；不確定度；計算

根據(jù)對某水樣的堿度測量，研究其不確定度的評定，從而保證水質(zhì)監(jiān)測工作的質(zhì)量提高，對水質(zhì)監(jiān)測水平有著很總要的意義。本文所采用的堿度測量方法基于GB/T1576-2008《工業(yè)鍋爐水質(zhì)》中堿度的測量方法進行。

1.數(shù)學模型的建立

A.硫酸標準溶液配置及標定

取三個錐形瓶，分別采用移液管將體積V2=20毫升的碳酸鈉標準溶液稀釋到100毫升，滴入兩滴甲基紅亞甲基藍試劑，然后硫酸溶液滴定，在顏色有綠色變?yōu)樽仙臅r候進行空白試驗，在空白扣除后，記錄硫酸溶液的消耗體積V2=19.98毫升。即標定硫酸溶液的濃度可以由下式計算：

=0.100mol/L

根據(jù)堿度測定依據(jù)，記錄硫酸標準溶液消耗平均體積Ve=5.00毫升。加入兩滴甲基橙試劑滴定，顏色變?yōu)槌燃t色，記錄第二次硫酸標準溶液消耗平均體積Vf=1.00毫升。

B.建立模型

酚酞堿度數(shù)學計算模型

酚酞堿度Cf是5.00（mmol/L）

全堿度數(shù)學計算模型：

全堿度Cq是6.00（mmol/L）

2.不確定度評定

A.輸入量V1相對標準不確定度評定

將Na2CO3標準溶液用移液管吸取一定量，此時移液管體積的不確定度為：經(jīng)過檢測，移液管允許最大的誤差為正負0.030毫升，可以服從均勻分布，此時置信系數(shù)是，那么其標準不確定

度就可以表示為：=0.017mL

溫差不確定度評定：如果輸入量的體積為20毫升，且溫度差異在4攝氏度時，水的膨脹系數(shù)是2.1？04/℃，體積為20毫升時的置信區(qū)間是20mL？？.1？04/℃=0.0168mL，此時置信系數(shù)為3，水膨脹系數(shù)

服從于正態(tài)分布，那么標準不確定度就可以表示為：=0.0056mL

標準不確定度：對以上兩項標準不確定度進行合并，就可以

得到標準不確定度，表示為：=0.0179mL

輸入量V1=20毫升相對標準不確定度表示為：=8.95？104

B.輸入量V2相對標準不確定度評定

=3.0？03

對Na2CO320毫升標準溶液采用硫酸溶液滴定，反復進行三次測量之后，分別對測量結(jié)果進行扣除空白值，則可以得到一組測量數(shù)據(jù)：

那么就有A類標準不確定度為：=0.0058mL

對滴定管進行檢測，其容積的不確定為允許的最大誤差為 0.04mL，此時其置信系數(shù)為，服從均勻分布，那么滴定管標準

不確定度即為：=0.023mL。

溫度不確定度：平均消耗體積19.83mL的時候，即可得到其

標準不確定度為：=0.00555mL

對以上三項標準不確定度進行合并后可以得到標準不確定度，表示為： =0.0083mL

輸入量V2=19.83毫升相對不確定度表示為：

=0.0083mL

C.輸入量Vd相對標準不確定度評定

取100毫升水樣，用量桶量取，此時量桶的體積不確定度為：量桶體積允許的最大誤差為正負1.0毫升，此時置信系數(shù)為，服從均勻分布，那么量桶的標準不確定度就可以表示為：=4.185？04

溫度不確定度：當置信區(qū)間為100毫升時，此時溫差的標準不確定度可以表示為：=0.577mL

對以上兩項標準不去額度進行合并：=0.028mL

輸入量Vd=100毫升時相對標準不確定度就可以表示為：

=0.58mL

D.輸入量Ve相對標準偏差的不確定度評定

對酚酞堿度采用硫酸標準溶液進行檢測，反復進行三次對硫酸標準溶液的體積進行消耗后，可以得到一組數(shù)據(jù)：

此時，可以得到A類標準的不確定度，表示為：

=0.012mL

允許滴定管容積的最大誤差為正負0.04mL，置信系數(shù)為，服從均勻分布，那么此時滴定管容積標準不確定度就可以表示為：=0.023mL

溫度不確定度：在溶液平均消耗體積達到5.00毫升時，溫差標準不確定度就可以表示為：=0.0014mL

對以上幾項標準不確定度進行合并可以得到標準不確定度，表示為：=0.012mL

輸入量Ve為5.00毫升時，相對標準不確定度就可以表示為：=2.4？03

E.Ve+Vf相對標準偏差不確定度測定

對全堿度采用硫酸標準溶液進行測定，反復三次測量消耗硫酸標準溶液體積，可以得到一組數(shù)據(jù)

A類不確定度表示為：

=0.012mL

允許滴定管最大誤差為正負0.04毫升，置信系數(shù)為，且服從均勻分布，則不確定度可以表示為：=0.023mL

溫度不確定度：消耗硫酸標準溶液體積為6.00毫升，那么溫度不確定度即可表示為：=0.00168mL

對以上三項標準不確定度進行合并：

=0.012mL

輸入量Ve+Vf為6.00毫升時標準不確定度表示為：

=2.0？03

除上述不確定度評定標準以外，還有合成標準、擴展、測量等不確定度的評定，這些因素都會影響到堿度測量的準確度。通過實際案例證明，堿度測量的方法在諸多領域內(nèi)都有較大的影響，因此對其進行研究意義重大。

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