生活飲用水中總鐵含量測定不確定度評定

王麗 楊永紅

摘 要：分析了采用二氮雜菲分光光度法測飲用水中總鐵不確定度的來源，即標準溶液濃度產生的相對不確定度、工作曲線擬合產生的相對不確定度以及方法本身產生的不確定度，發現不確定度的主要來源是方法誤差和工作曲線擬合。因此，在測定中，應注意這兩方面的控制，以提高測量結果的準確度。

關 鍵 詞：飲用水；總鐵；不確定度；分光光度法

中圖分類號：O 657 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0460（2015）07-1674-03

Uncertainty Evaluation of Measurement of Total Iron Content in Drinking Water

WANG Li，YANG Yong-hong

（Xinjiang Institute of Light Industry Technology， Xinjiang Wulumuqi 830021，China）

Abstract： Sources of uncertainty in determination of total iron in drinking water by phenanthroline spectrophotometric method were analyzed， including the concentration of standard solution， the working curve fitting， the method itself. Its found that the main source is the method error and working curve fitting. Therefore， in order to improve the accuracy of measurement results， the control of these two aspects should be paid attention to in the measurement.

Key words： Drinking water ； Total iron ； Uncertainty ； Spectrophotometric method

測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數。測量不確定度作為測量結果質量的量化指標，越來越受到重視。本文依據JJF1059-2012《測量不確定度評定與表示》[1]以及《化學分析中不確定度的評估指南》[2]，對二氮雜菲法測水中總鐵含量的不確定度進行了評定，分析了不確定度的來源，從而在檢測過程中進行質量控制，提高測定結果的準確度。

1 實驗部分[3]

1.1 測量原理

在pH3～9條件下，低價鐵離子與二氮雜菲形成穩定的橙色配合物，在波長510 nm處有最大吸收。水樣先經加酸煮沸溶解難溶的鐵化合物，同時消除氰化物、亞硝酸鹽、多磷酸鹽的干擾。加入鹽酸羥胺將高價鐵還原為低價鐵，消除氧化劑的干擾。

1.2 儀器試劑

鐵標準儲備溶液（100 μg/mL）：稱取0.702 2 g硫酸亞鐵銨[（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O]溶于少量純水，加3 mL HCl（ρ20=1.19 g/mL）于容量瓶中，用純水定容至1 000 mL。

鐵標準溶液（10.0μg/mL）：吸取10.00 mL鐵標準儲備液，移入容量瓶中，用純水定容至100 mL，使用時現配。

鹽酸羥胺溶液（100 g/L）（用時配制）；二氮雜菲溶液（1.0 g/L）；乙酸銨緩沖溶液（pH4.2）；鹽酸溶液（1+1）；鐵標準使用溶液（10.0 ?g/mL）（用時配制）。

錐形瓶150 mL、具塞比色管50 mL、722N分光光度計。

1.3 分析步驟

吸取50.0 mL混勻的水樣于150 mL錐形瓶中。 另取150 mL錐形瓶8個，分別加入鐵標準使用溶液0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL，各加純水至50 mL。 向水樣及標準系列錐形瓶中各加4 mL鹽酸溶液和1 mL鹽酸羥胺溶液，小火煮沸濃縮至約30 mL，冷卻至室溫后移入50 mL比色管中。向水樣及標準系列比色管中各加2 mL二氮雜菲溶液，混勻后再加10.0 mL乙酸銨緩沖溶液，各加純水至50 mL混勻，放置10～15 min。

與510 nm波長，用2 cm比色皿，以純水為參比，測量吸光度。 繪制工作曲線，從曲線上查出樣品管中鐵的質量。

2 數學模型

飲用水中總鐵的質量濃度：

式中：ρ（Fe）—飲用水中總鐵濃度，mg/L；

m—標準曲線上查得樣品管中鐵的質量，μg；

V—水樣體積，mL。

3 不確定度的來源

（1）由標準溶液濃度引入的不確定度ur（x1）；

（2）由工作曲線擬合引入的不確定度ur（x2）；

（3）由方法誤差引入的不確定度ur（x3）。

4 由標準溶液濃度引起的不確定度 ur（x1）[4]

標準溶液在配制過程中會產生不確定度，標準溶液的不確定度會直接影響測定結果的不確定度。硫酸亞鐵銨標準溶液的不確定度來源主要有：硫酸亞鐵銨純度引起的不確定度、天平稱量引起的不確定度、容量瓶定容引起的不確定度、儲備液稀釋引起的不確定度。

4.1 硫酸亞鐵銨純度引起的不確定度

硫酸亞鐵銨試劑標簽上給出的純度為99.0%±1%，按照矩形分布確定其不確定度，相對不確定度值為：

4.2 天平稱量引起的不確定度