火焰原子吸收法測(cè)定鐵礦石中鎳含量的不確定度的評(píng)定

馬恒

（新疆維吾爾自治區(qū)有色地質(zhì)勘查局測(cè)試中心 烏魯木齊 830026）

不確定度表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。由于測(cè)量誤差的存在，對(duì)被測(cè)量值的不能肯定的程度。

1 實(shí)驗(yàn)方法

使用電子天平稱取0.2500 g的試樣于50 mL燒杯中，加入20 mL鹽酸，10 min后加入5 mL硝酸于電熱板上緩慢加熱蒸干。冷卻至室溫后加適量水轉(zhuǎn)移至25 mL比色管中定容待測(cè)，采用4個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液做曲線進(jìn)行3次平行試驗(yàn)。儀器和器皿如下：

⑴日立Z-2010型原子吸收光譜儀；

⑵分辨率為0.1 mg，方法允許最大誤差為±0.1 mg的電子天平；

⑶標(biāo)準(zhǔn)溶液：使用1 000 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液(相對(duì)不確定度為1%)；

⑷25 mL比色管，允許誤差為±0.25 mL。

2 不確定度評(píng)定結(jié)果

2.1 數(shù)學(xué)模型和不確定度傳播率

2.2 輸出量ω的不確定來源

⑴試樣消解后的溶液濃度C引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(C)，一是應(yīng)用最小二乘法擬合校準(zhǔn)曲線引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(C)；二是擬合校準(zhǔn)曲線的標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(C)。

⑵溶液體積V引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)，包括校準(zhǔn)、重復(fù)性和溫度影響，重復(fù)性歸入到鎳含量的重復(fù)性frep中，只評(píng)定體積校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(V)和溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(V)。

⑶試樣質(zhì)量m稱量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(m)。只需評(píng)定電子天平校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(m)和電子天平分辨率引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(m)。

⑷鎳含量ω測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(frep)。

2.3 輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定

2.3.1 試樣消解并定容后的溶液濃度C測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

⑴校準(zhǔn)曲線采用4個(gè)濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液擬合，校準(zhǔn)結(jié)果見表1。

表1 原子吸收法測(cè)定鎳含量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和回歸直線中間計(jì)算結(jié)果

對(duì)試樣進(jìn)行2次(m=2)平行測(cè)量，得到平均吸光度A0為0.0524、平均試樣濃度C0為1.70/10-6，由此可計(jì)算出最小二乘法擬合校準(zhǔn)曲線引入的溶液濃度C測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1(C)及回歸的標(biāo)準(zhǔn)偏差

式中，?i為當(dāng)C=Ci時(shí)用得到的吸光值；n=12為數(shù)據(jù)對(duì)(Ci，Ai)的數(shù)目；m=2為試樣平行測(cè)定的次數(shù)。

⑵標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度引入的試樣測(cè)量的相對(duì)不確定度分量u2rel(C)評(píng)定。

式(4)的不確定度分量u1(C)僅與吸光度的不確定度有關(guān)，由于使用的標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)不確定度為1%，所以：

2.3.2 溶液體積V定容的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

⑴比色管校準(zhǔn)引入的試樣體積V定容的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(V)：比色管在20℃時(shí)的體積為25.00±0.25 mL，區(qū)間半寬度 a1(V)為 0.125 mL，包含因子 k1(V)為，稀釋標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量u1(V)具有相關(guān)性，采用下式計(jì)算：

⑵溫度引入的溶液體積V定容的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(V)：比色管在20℃校準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)室溫度在(20±5)℃之間變化。水的體積膨脹系數(shù)為2.1×10-4/℃，由溫度效應(yīng)產(chǎn)生的體積變化為±0.02625 mL。假設(shè)服從均勻分布，區(qū)間半寬度為a4(V)為0.02625 mL，包含因子為k4(V)為 3。由此引起的不確定度u4(V)為：

⑶溶液體積V定容引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V)：體積V定容的2個(gè)不確定度分量互不相關(guān)，其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)采用方和根的方法合成得到，V=25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液的相對(duì)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V)為：

2.3.3 試樣質(zhì)量m的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量urel(m)

⑴由電子天平說明書可知最大允許誤差為±0.1 mg且服從均勻分布，區(qū)間半寬度為am1為0.1 mg，包含因子km1為 3，由此引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(m)為：

⑵由天平的說明書可知其分辨率為0.1mg，服從均勻分布，區(qū)間半寬度為am2為0.05mg，包含因子km2為，由此引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2(m)為：

⑶m稱量的相對(duì)不確定度分量urel(m)：

2.3.4 鎳含量測(cè)量重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鎳含量由2份試樣的測(cè)量結(jié)果平均值給出為=170.0/10-6，所以鎳含量測(cè)量重復(fù)性引入的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(frep)為：

3 鎳含量測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度評(píng)定

取包含因子k(ω)=2，包含概率P≈95%，則試樣中鎳含量的測(cè)量結(jié)果的相對(duì)擴(kuò)展不確定度Urel為：

[1]丁仕兵,岳春雷,曲曉霞.化學(xué)分析法測(cè)量結(jié)果不確定度的計(jì)算[J].分析測(cè)試技術(shù)與儀器，2005，11(3)，206-210.

[2]周志紅,趙樂寬.顯著性檢驗(yàn)及不確定度在實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用[J].沈陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002,20(4)，278-281.

[3]孫愛琴，王燁，王蘇明.石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查土壤樣品中鎘的不確定度評(píng)定.巖礦測(cè)試.