食醋中游離礦酸測定結果的不確定度評定

崔麗偉，白靜

(1.河南牧業經濟學院，鄭州 450011;2.河南應用技術職業學院,鄭州 450042)

食醋中游離礦酸測定結果的不確定度評定

崔麗偉1，白靜2

(1.河南牧業經濟學院，鄭州 450011;2.河南應用技術職業學院,鄭州 450042)

建立預設終點電位滴定法測定食醋中游離礦酸的不確定度的數學模型，從測量過程各步驟分析不確定度來源并量化。測定結果的主要不確定度因素有標準溶液的配制、消耗標準溶液的體積和電位滴定的定量重復性。結果表明樣品中游離礦酸在(2.356×10-3±1.767×10-5) mol/L區間內包含真值的概率約為95%。

食醋；游離礦酸；不確定度

長期以來，食醋作為一種傳統的酸味調味佐料，在人們的日常生活中占有重要的位置[1]?？偹岷渴窃u價食醋質量優劣的一個非常重要的指標，有些不法生產者為了降低成本，達到食醋總酸含量檢驗的指標,常常會使用工業冰醋酸稀釋或添加廉價的硫酸、硝酸、鹽酸等無機酸來偽造食醋，以達到檢測指標，危害人體健康[2，3]。因此，準確測定食醋中的游離礦酸含量意義重大。

1 材料與方法

1.1 儀器與材料

ZDJ-4A型自動電位滴定儀(上海雷磁公司)、AUY220型電子分析天平(日本島津公司)、恒溫水浴鍋、氫氧化鈉、鹽酸、乙酸、鄰苯二甲酸氫鉀、無水碳酸鈉、酚酞、甲基橙、氯化鉀、四硼酸鈉等、0.1888 mol/L的NaOH標準溶液、0.1057 mol/L的HCl標準溶液。

本實驗對5種市售食醋進行了測定，編號為A,B,C,D,E。這5種市售食醋都產自山西，都是釀造食醋，總酸度≥3.5 g/dL，固體發酵，A,C為白醋，B,D,E為有色醋。

1.2 實驗方法

準確吸取NaOH標準溶液75.00 mL，用新制的蒸餾水定容到250.00 mL容量瓶中，用此溶液進行滴定。用移液管吸取待測溶液于反應杯中，加入預定加入的去離子水，啟動電位滴定儀，在25 ℃和攪拌條件下，以35 r/min的速度滴定樣品溶液，采用預設終點滴定，將第一化學計量點pH設定成3.62,第二化學計量點的pH設定成8.09，第一計量點對應的體積為游離礦酸消耗的堿體積，第二計量點對應的是總酸消耗的堿體積。記錄各計量點時消耗NaOH溶液的體積，重復進行實驗。

2 不確定度評定

一切測量結果都具有一定的不確定度，根據不確定度可以判定實驗測定結果質量的好壞，該評判標準廣泛應用于計量、標準、認可認證、質量監督、生產、科研等部門[4]。

2.1 建模

食醋中游離礦酸的計算式為：

2.2 氫氧化鈉標準溶液標定的標準不確定度計算

2.2.1 建模

NaOH標準溶液的濃度計算式為：

2.2.2 標準不確定度的A類評定

2.2.3 標準不確定度的B類評定

2.2.3.1 基準物鄰苯二甲酸氫鉀(以下簡稱為KHP)質量的不確定度分量

相對標準不確定度：urel(m)=u(m)/m=9.99×10-5/0.5953=0.000168。

2.2.3.2 KHP質量分數數值的不確定度分量

已知w=100.00±0.05%，按正態分布KHP質量分數數值的不確定度分量為：u1(w)=0.05/3=0.0167%。

相對標準不確定度：urel(w)=u(w)/w=0.0169/100.00=0.000169。

2.2.3.3 滴定管中NaOH待測液體積的不確定度分量

50 mL A級滴定管，查JJG 196-2006《常用玻璃量器》[5]，其最大允差為0.05 mL，按正態分布:u1(V)=0.05/3=0.0167 mL。

相對標準不確定度：urel(V)=u(V)/V=0.0208/15.47=0.00135。

2.2.3.4 容量瓶體積的不確定度分量

得容量瓶體積的相對標準不確定度：urel(1000)=u(1000)/1000=0.000649。

將2.2.3.1～2.2.3.4的各個不確定度分量合成，即可得氫氧化鈉標準溶液濃度的B類不確定度：uB(cY)=(0.0001682+0.0001692+0.001352+0.0006492)=0.00152。

2.3 鹽酸標準溶液標定的標準不確定度計算

2.3.1 建模

HCl標準溶液的濃度計算式為：

2.3.2 標準不確定度的A類評定

對HCl標準溶液進行了3次平行標定，測定結果分別是0.1027，0.1026，0.1027 mol/L，平均值=0.1026 mol/L，標準偏差s=7.07×10-5。

2.3.3 標準不確定度的B類評定

2.3.3.1 基準物無水碳酸鈉質量的標準不確定度分量

建管并重 撐好山區百姓“保護傘”——訪湖南省水利廳黨組成員、省防汛抗旱指揮部辦公室主任白超?！?田靈燕，李建章，王 琳(18.4）

urel(m)=u(m)/m=9.99×10-5/0.1334=0.000749。

2.3.3.2 碳酸鈉質量分數數值的標準不確定度分量

已知w=100.00±0.05%，按正態分布KHP質量分數數值的不確定度分量：u1(w)=0.05/3=0.0167%。

相對標準不確定度：urel(w)=u(w)/w=0.0169/100.00=0.000169。

50 mL A級滴定管的允差為0.05 mL，按正態分布：u1(V)=0.05/3=0.0167 mL。

相對標準不確定度：urel(V)=u(V)/V=0.0238/24.60=0.000969。

2.3.3.4 容量瓶體積的不確定度分量

計算過程見2.2.3.4。

容量瓶體積的相對標準不確定度：urel(1000)=0.000649。

2.4 樣品稀釋和轉移過程中的標準不確定度計算

2.4.1 容量瓶體積的不確定度分量計算

容量瓶體積的相對標準不確定度：urel(100)=u(100)/100=0.000837。

2.4.2 移液管的不確定度分量計算

2.4.2.1 5 mL B級移液管

5 mL B級移液管最大允差為0.03 mL，按正態分布計算：u1(5)=0.03/3=0.010 mL。

5 mL B級移液管體積的相對標準不確定度：urel(5)=u(5)/5=0.0024。

2.4.2.2 10 mL B級移液管

5 mL B級移液管體積的相對標準不確定度：urel(10)=u(10)/10=0.00152。

2.4.2.3 25 mL B級移液管

25 mL B級移液管體積的相對標準不確定度：urel(25)=u(25)/25=0.000957。

2.5 自動電位滴定儀產生的終點誤差的標準不確定度計算

2.6 測量不確定度評定

樣品A食醋、B食醋、D食醋和E食醋，均未檢測出游離礦酸，故以測出含有游離礦酸的C食醋為例，實驗測得其所含游離礦酸濃度為2.356×10-3mol/L。實驗的標準不確定度uc=0.00375×2.356×10-3mol/L=8.835×10-6mol/L，取包含因子k=2，擴展不確定度：U=k×uc=1.767×10-5mol/L。

故此C食醋中游離礦酸的測定結果為(2.356×10-3±1.767×10-5) mol/L。

3 結論

用自動電位滴定法測定食醋中的游離礦酸，可避免樣品本身顏色對滴定終點的干擾，準確度高，儀器簡單，分析速度快，判斷終點更為客觀，可在實際生產中推廣應用。

[1]蔡成翔.pH計指示電位滴定法測定陳醋中的總酸及其不確定度評定[J].廣西右江民族師專學報,2006,19(3):46-51.

[2]李月娟.白醋中游離礦酸檢驗方法之探討[J].福建分析測試,2008,17(1):78-79.

[3]朱永紅,趙博,肖昭競,等.食醋摻假檢驗方法研究進展[J].中國調味品,2012,37(4):94-99.

[4]JJF 1059.1-2012,測量不確定度評定與表示[S].

[5]JJG 196-2006,常用玻璃量器檢定規程[S].

Uncertainty Evaluation of Free Mineral Acid Measurement in Vinegar

CUI Li-wei1,BAI Jing2

(1.He'nan University of Animal Husbandry and Economy, Zhengzhou 450011,China;2.He'nan Vocational College of Applied Technology, Zhengzhou 450042,China)

A mathematical model is established to assess the uncertainty for detection of free mineral acid concentration in vinegar by the preset destination potentiometric titration method. Various sources of uncertainty from the detection procedure are assessed.The major factors of measurement uncertainty are the configuration of standard solution, the consumption volume of standard solution and the quantitative repeatability of potentiometric titration.The result shows that the probability of the true value in the range of (2.356×10-3±1.767×10-5) mol/L is 95%.

vinegar；free mineral acid；uncertainty

2016-11-14

崔麗偉(1987-)，女，河南鄭州人，助教，碩士，研究方向：糧油食品分析。

TS264.22

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.05.026

1000-9973(2017)05-0119-04