用合成標準不確定度評定油田水中氯離子含量的測定

王奇，郝健，廉園園，張虎

（延長油田股份有限公司，陜西 延安 716000）

1 概述

1.1 合成標準不確定度評定方法原理

由在一個測量模型中各輸入量得標準測量不確定度獲得的輸出量的標準測量不確定度，成為合成標準不確定度。因此，計算合成標準不確定度時，首先要確定各個輸入量的標準不確定度，然后按方差合成的方法進行計算，開方后得到合成標準不確定度[1-2]。

1.2 自動電位測定儀測定水中氯離子含量過程描述

1.2.1 標準方法

自動電位滴定法測定氯離子含量依據《GB/T 9725-2007化學試劑 電位滴定法通則》測定[3]。

1.2.2 適用范圍

本方法適用于溶液中氯離子的測定。

1.2.3 測定原理

將規定的指示電極和參比電極浸入同一被測溶液中，在滴定過程中，參比電極的電位保持恒定，指示電極的電位隨被測物質的濃度變化而變化。在化學計量點前后，溶液中的被測物質濃度的變化，會引起指示電極電位的急劇變化，指示電極電位的突躍點就是滴定終點。

1.2.4 儀器與試劑

AT-610自動電位滴定儀；5 mL移液槍；洗瓶（裝純水）；100 mL燒杯；50 mL量筒；濾紙；硝酸銀標準溶液；10%稀硝酸；水樣。

1.2.5 實驗準備

（1）電極安裝:選擇滴定氯離子對應的沉淀電極，將電極安裝好，將電極線接入主電極口“G1”。

（2）開機: 開啟主機電源和顯示屏電源。

（3）檢查儀器狀態: 將100 mL燒杯置于磁力攪拌器正中，放入攪拌子。點擊屏幕上“on”按鈕，觀察攪拌子旋轉狀態；若旋轉狀態不正常，則需檢查原因。點擊“off”按鈕，關閉磁力攪拌器。

1.2.6 適用范圍

（1）調制待測水樣:用移液槍移取5 mL待測水樣于小燒杯中，加入50 mL純水稀釋后，再加2～3滴稀硝酸酸化，然后將燒杯置于磁力攪拌器正中。

（2）沖洗并安裝電極:從電極存放瓶中取出電極，用純水沖洗多次，用濾紙擦干，通過電極支架放入待測水樣中，固定。

（3）滴定噴頭排空及安裝:從滴定噴頭袋內拔出滴定噴頭，將滴定噴嘴尖端插入脫泡瓶中，并保持朝斜上方向。在主界面按“Burette”鍵，按“Δ（向上）”鍵，滴定試劑會從噴嘴尖端噴出，當噴嘴玻璃處的空氣完全排空時，再按“Δ（向上）”鍵即停止。按“Exit”鍵退出界面。然后通過電極支架小孔將噴頭放入待測水樣內，使噴頭尖端浸入水面以下。

（4）自動滴定:在主界面左下角按“Method”鍵，進入“List”界面，選擇“Cl-”測定項，按“OK”鍵；按“on”鍵，磁力攪拌器開始工作，再按“start”鍵，電位滴定儀開始自動滴定。滴定結束后，儀器會發出“滴”聲，并退出滴定曲線界面。按“Exit”鍵退出。

（5）結果記錄:按翻轉鍵，找出測量結果，并記錄。

（6）結果計算公式：

式中：c1：已知 標準溶液濃度，mol/L；

V1：消耗 標準溶液體積，mL；

V2：所取待測水樣體積，mL；

M： 離子摩爾質量；

c2：待測水樣中氯離子濃度，mol/L。

1.3 測定不確定度檢測過程描述

檢測室平均溫度t=20 ℃，將轉子放入100 mL燒杯中，置于磁石攪拌器正中，點擊儀器屏幕“on”按鈕，用移液槍取5 mL（V2）待測樣（c2）在小燒杯中稀釋于50 mL去離子水中，加2～3滴硝酸溶液進行酸化，用已知濃度（c1=0.104 2 mol/L）硝酸銀溶液滴定12次，滴定終點消耗硝酸銀溶液體積 ，滴定結果如下，要求報告待測水樣中氯離子濃度及其擴展不確定度。

表1 檢測結果

2 不確定度評定

2.1 不確定度來源分析

2.1.1 A類評定：

重復測定造成的不確定度。

2.1.2 B類評定：

（1）自動電位滴定儀示值不確定度；

（2）已知AgNO3標準溶液標定不確定度；

（3）10 mL移液管示值誤差引起的不確定度；

（4）溫度影響移液管體積校正系數引起的不確定度；

（5）氯離子摩爾質量不確定度。

2.2 不確定度分量評定

2.1.1 A類評定：

aref為多次重復測定造成的不確定度，遵從正太分布，故

2.1.2 B類評定：

（1）aV1分別為自動電位滴定儀示值不確定度，通過校準得知儀器示值誤差0.000 2 mL，則

（2）ac1：已知AgNO3標準溶液標定不確定度，查標定記錄知

（3）aV2：10 mL移液管修正值，通過內部校準得知，10 mL移液管示值誤差0.02 mL，則

（4）fTV2：溫度影響移液管體積校正系數，t=20℃，Δ=0，一般稀釋水體積膨脹系數為2.5×10-4/℃，二者比較，玻璃體膨脹系數太小，可忽略不計。

（5）aM：氯離子摩爾質量不確定度，查2015年最新 IUPAC元素周期表知M(Cl)=35.453，uc(M)=0.002。

3 計算合成不確定度

各分量間不相關：

代入數據計算得出：

4 計算擴展不確定度

取k=2,則本次測量結果的擴展不確定度為：

本次用自動電位滴定法測定水中氯離子檢測結果為：

5 結 論

在自動電位滴定法測定水中氯離子含量不確定評定中發現，多次重復測定造成的不確定度最大。應用合成標準不確定度評定油田水中氯離子含量的測定，置信概率P=95%，擴展不確定度為0.9 mol/L。

[1]何永政. 質量檢驗不確定度與應用數理統計（第二版）[M]. 北京：中國質檢出版社，中國標準出版社, 2013.

[2]宋明順. 測量不確定度評定與數據處理[M].北京：中國計量出版社，2000.

[3]GB/T 9725-2007《化學試劑 電位滴定法通則》.

[4]中國科學院數學研究所統計組編. 常用數理統計方法[M].北京：科學出版社，1979.

[5]潘維棟. 數理統計方法[M]. 上海：上海教育出版社，1980.