蒸餾-硝酸釷容量法測定氟含量不確定度評定

張小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454006）

化工分析與測試

蒸餾-硝酸釷容量法測定氟含量不確定度評定

張小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454006）

對蒸餾-硝酸釷容量法測定冰晶石及氟化鋁中氟含量的不確定度來源進行分析，通過建立數學模型，評定各分量的不確定度，并計算蒸餾-硝酸釷容量法測定氟元素含量的擴展不確定度。實驗原理：試樣用無水碳酸鈉熔融，經硫酸-水蒸氣蒸餾分離氟后，以茜素磺酸鈉和次甲基藍作指示劑，用硝酸釷標準溶液滴定測定樣品中氟含量。評定結果表明，蒸餾-硝酸釷容量法測定氟含量結果的擴展不確定度為0.42%。

蒸餾；容量法；氟含量；不確定度

用傳統誤差評定法對測量結果進行評定時存在邏輯概念上的混亂和評定方法的不統一。為統一評價測量結果，用現今國際上統一的測量不確定度對測量結果進行評定，它能給出測量結果的可信度和可信區間，尤其檢測結果在臨界值，難以判定結果是否合格時，不確定度尤為重要。筆者就蒸餾－硝酸釷容量法測定冰晶石及氟化鋁中氟元素的不確定度進行評估。

1 建立數學模型

式中：T1/4［Th（NO3）4］為1/4個單位的硝酸釷的滴定度，mg/mL；M1為分取NaF的質量，g；MF為F的摩爾質量，g/mol；MNaF為NaF的摩爾質量，g/mol；V1為標定時消耗硝酸釷的體積，mL；V2為標定時空白消耗硝酸釷的體積，mL；V分為分取NaF標準溶液的體積，mL；V總為NaF標準溶液總體積，mL；V3為測樣時樣品消耗硝酸釷的體積，mL；V4為測樣時空白消耗硝酸釷的體積，mL；V總0為試樣總體積，500 mL；V分0為分取試樣溶液的體積，50 mL；m0為稱取試樣的質量，g；PNaF為NaF的純度；m1為稱取氟化鈉標樣的質量，g。

2 各個量值不確定度的評定

整個分析在22℃條件下進行。

1）m1稱取0.2 g基準NaF。第一，根據經驗數值，天平的重復性標準差為0.1 mg，按均勻分布為0.1/=0.057 7 mg；第二，天平允許差為0.1 mg，按均勻分布為0.1/=0.057 7 mg；第三，天平分辨率為0.1 mg，按均勻分布為0.1/=0.057 7 mg。因此，

2）PNaF按供應商提供目錄所給NaF純度為100%±0.05%，按均勻分布：Uc（PNaF）=0.05%/= 0.028 9%。

3）V分第一，使用A級50 mL移液管，其允許差為±0.05 mL，按三角分布其標準不確定度為0.05/=0.020 4 mL；第二，充滿液體至移液管刻度的變動性，通過重復測定統計為0.011 mL；第三，溫度引起的不確定度為50×2×2.1×10-4/=0.008 57 mL。因此，

4）V總第一，使用A級500 mL容量瓶，其允許差為± 0.25 mL，按三角分布其標準不確定度為0.25/=0.102 mL；第二，充滿液體至容量瓶刻度的變動性，通過重復測定統計為0.08 mL；第三，溫度不同引起的不確定度為500×2×2.1×10-4/= 0.085 7 mL。因此，0.155 mL。

故對（2）式求偏導得：

5）V1第一，使用25mLA級滴定管，其允許差為± 0.05 mL，按三角分布其標準不確定度為0.05/= 0.020 4 mL；第二，標定消耗硝酸釷的體積的重復性測定，數據如下：8.32、8.35、8.36、8.33、8.37、8.35、8.35 mL，單次測量結果的標準偏差為0.017 7，由于標定溶液是四平行，所以由此引起的不確定度為0.017 7/=0.008 85 mL；第三，溫度不同引起的不確定度為25×2×2.1×10-4/=0.004 29 mL。因此，

6）V2空白消耗硝酸釷的體積很小，只有重復測定的影響，其他可以忽略不計。標定時空白消耗硝酸釷的體積的重復性測定，數據如下：0.05、0.04、0.05、0.05、0.05、0.04、0.05、0.05 mL。單次測量結果的標準偏差為0.004 6。由于標定溶液是四平行，因此Uc（V2）=0.004 6/=0.002 3 mL。

7）MF、MNaF由于原子質量和分子質量引起的不確定度很小，可以忽略不計，因此，Uc（V1-V2）=因此，對（1）式求偏導：

8）V3其不確定度的評定同V1，樣品測定是兩平行，0.024 3 mL。

9）V4其不確定度的評定同于V2，重復測定是兩平行。因此，Uc(V4)=0.004 6/=0.00325mL。所以，

m0的不確定度同于m1的不確定度評定；V分0、V總0的不確定度同于V分、V總的不確定度評定。因此，對（3）式求偏導［w（F）=53.80%］：

所以，蒸餾-硝酸釷容量法測定氟元素含量的擴展不確定度為U＝2Uc［w（F）］=0.42%。

3 測量不確定度報告

4 小結

從不確定度分量的分析結果可知，標準品的純度、玻璃器皿的準確度、天平分值及靈敏度、滴定的平行結果等，對不確定度有貢獻。在實驗中應特別重視這些因素的影響。由于化學實驗的影響因素多，準確度要求高，因此應充分考慮各種可能的影響因素。

聯系方式：zxx6778＠163.com

Uncertainty evaluation for determination of fluorine content by distillation-thorium nitrate volumetric method

Zhang Xiaoxia
（Do-Fluoride Chemicals Co.,Ltd.,Jiaozuo 454006,China）

Theuncertaintysourcesindeterminationoffluorinecontentofcryolite and aluminium fluoride by distillation-thorium nitrate volumetric method were analyzed.Evaluation for the uncertainty of each component was carried out by establishing the mathematic model，and the expanded uncertainty of fluorine content determination with distillation-thorium nitrate volumetric method was also calculated.Experimental principle：melt the sample with anhydrous sodium carbonate，separate fluoride through sulfuric acid-water vapor distillation，taking sodium alizarin sulfonate and methylene blue as indicators，using thorium nitrate standard solution to titrate fluorine content in the sample.Evaluation results indicated that，the expanded uncertainty of thorium nitrate volumetric method for the determination of fluorine content was 0.42%.

distillation；volumetric method；fluorine content；uncertainty

TQ124.3

A

1006-4990（2013）07-0059-02

2013-01-12

張小霞（1974—），女，工程師，從事氟化鹽研究工作，已發表論文2篇。