肥皂中氯化物含量測定的不確定度評定

鄭桂璇，石聲鑫，朱 虹，林于淳

（廣東省汕頭市質量計量監督檢測所，廣東 汕頭 515000）

氯化物的構成元素包括氯和基團或者另一種因素，氯化物在無機化學領域里是指帶燮電的氯離子和其他元素帶正電的陽離子結合而成的鹽類化合物。根據關于肥皂中氯化物測定依據QB/T2623.6-2003《肥皂試驗方法肥皂中氯化物含量的測定滴定法》[1]、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》[2]。對肥皂中氯化物含量的測定過程中的不確定度進行評定。本試驗采用滴定法以硝酸銀標準滴定溶液的消耗量，計算肥皂中氯化物的含量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水（GB/T6682，1 級），硝酸（分析純），硫酸鐵（III）銨（80 g/L），硫氰酸銨（0.1 moL/L 標準溶液），硝酸銀（0.1 moL/L 標準溶液），肥皂樣品。

1.2 儀器與設備

普通實驗儀器、ME204 電子天平（d=0.1 mg）、JJ1000 電子天平（d=0.01 g）、200 mL 單標線容量瓶、25 mL、100 mL 單標線吸量管、50 mL 棕色酸式滴定管、50 mL 酸式滴定管、HH-6 數顯恒溫水浴鍋。

1.3 分析步驟

將試驗用的肥皂樣品兩份（斜對角）切為薄片，搗碎后完全混合后裝入容器后備用。在100 mL 的高型燒杯內放置5 g 樣品，準確度為0.01 g。將試驗份樣品用50 mL 熱水溶解，將該樣品溶液移到200 mL 的的單刻度容量杯中，加入硝酸銀標準滴定溶液和硝酸分別為25.0 mL 和5 mL。在沸水放置容量瓶，直到完全分離脂肪酸且生成氯化銀，并且形成聚集。過濾后棄掉最初的10 mL，過濾和利用干燥折疊濾紙。最后保留大約110 mL 的濾液，在錐形瓶內放置100 mL濾液，并加入2～3 mL 硫酸鐵(Ⅲ）銨溶液，劇烈搖動狀態下滴定硫氰酸銨標準滴定溶液，最終達到紅棕色30 s 不變化[3]。

1.4 建立數學模型

樣品中氯化物含量即為被測量。測定數學模型如下:

式中：W 為樣品中氯化物含量，%；c1和c2分別為硝酸銀標準溶液和耗用硫氰酸銨標準滴定溶液的摩爾濃度，mol/L；V 為耗用硫氰酸銨標準滴定溶液的體積，mL；0.058 5 為試驗中以克表示的氯化鈉的毫摩爾質量，g/mmol;F 為前處理器皿體積影響因子；m 為試驗份的質量g。

2 結果與分析

2.1 計算不確定度分量過程

2.1.1 檢測氯化物含量重復性引入的相對標準不確定度urel(W重復性)

在檢測試驗樣品中氯化物含量時，通過檢測重復性引入的不確定度u (W重復性)，如果基點是實驗標準差，不確定度定性為A 類。取試驗樣品連續重復測量6 次（n=6）（數據見表1）。

表1 試樣測量結果

單次測量結果的標準不確定度為

則氯化物測量重復性引入的相對標準不確定度urel(w)為

2.1.2 硝酸銀標準滴定溶液濃度引入的相對標準不確定度urel(c1)

硝酸銀標準滴定溶液c1=0.101 3 mol/L，參照QB/T2739-2005《洗滌常用試驗方法滴定分析（容量分析）用試驗溶液的制備》4.5 配制[4],產生不確定度的因素有兩個方面。

2.1.2.1 因為對氯化鈉質量工作基準試劑稱量引入的相對標準不確定度urel(mNaCl)

本實驗滴定體積有二個主要影響因素：50 mL 棕色酸式滴定管體積的校準、溫度影響。

（1） 50 mL 棕色酸式滴定管體積的校準引入的不確定度u(V50mL滴定管)。

查校準證書可知，實驗中使用的50 mL 棕色酸式滴定管實際容量測量結果擴展不確定度u (50mL滴定管)=0.03 mL (k=2), 則50 mL 棕色酸式滴定管體積的校準引入的標準不確定度為:

（2） 實際溫度與校準溫度不一致引入的不確定度u(VT)。

上述2 種分量合成得到滴定終點時消耗的AgNO3的體積的標準不確定度為

2.1.3 硫氰酸銨標準滴定溶液濃度引入的相對標準不確定度urel(c2)

硫氰酸銨標準滴定溶液c2=0.100 2 mol/L，參照QB/T2739-2005《洗滌常用試驗方法滴定分析（容量分析）用試驗溶液的制備》4.14 配制。

根據硫氰酸銨標準滴定溶液的配置過程，判定其不確定度來源于以下2 個方面。

本實驗滴定約33mLNH4SCN 的體積,滴定時用的是分度值為0.1 mL 的50 mL 酸式滴定管，則滴定體積有2 個主要影響因素：50 mL 酸式滴定管體積的校準、溫度影響。

（1） 50 mL 酸式滴定管體積的校準引入的不確定度u(V50mL滴定管)。

查校準證書可知，實驗中使用的50 mL 酸式滴定管實際容量測量結果擴展不確定度u (50mL滴定管)=0.03 mL(k=2), 則50mL 酸式滴定管體積的校準引入的標準不確定度為：

（2） 實際溫度與校準溫度不一致引入的不確定度u(VT)。

則滴定終點時消耗的NH4SCN 的體積的相對標準不確定度為

2.1.4 樣品質量引入的標準不確定度urel(m)

稱量使用JJ1000 電子天平（d=0.01 g），查檢定證書可知，該天平最大載荷示值誤差測量結果的擴展不確定度u天平=0.05 g（k=2）,則稱量樣品時引入的相對標準不確定度為

2.1.5 滴定終點時消耗的NH4SCN 的體積引入的相對標準不確定度urel(V)

本實驗NH4SCN 滴定的體積約9 mL,采用25 mL的滴定管進行滴定，分度值為0.1 mL，則滴定體積有二個主要影響因素：25 mL 滴定管體積的校準、溫度影響。

2.1.5.1 25 mL 滴定管體積的校準引入的不確定度u(V50mL滴定管)

查校準證書可知，實驗中使用的25 mL 酸式滴定管實際容量測量結果擴展不確定度u (50mL滴定管)=0.02 mL (k=2), 則25 mL 酸式滴定管體積的校準引入的標準不確定度為

2.1.5.2 實際溫度與校準溫度不一致引入的不確定度u(VT)

2.1.5.3 則滴定終點時消耗的NH4SCN 的體積引入的相對標準不確定度為

2.1.6.2 實際溫度與校準溫度不一致引入的不確定度u(V溫度)

將以上2 項進行合成，可得前處理器皿體積引入的相對標準不確定度為

2.2 不確定度合成及擴展

氯化物測定過程中合成相對不確定度為

所以，該肥皂樣品的氯化物含量為（0.35±0.02）%

3 結論

根據以上評定，足以證明，肥皂樣品重復性檢測過程中形成的不確定度，是氯化物含量檢測的不確定度產生的關鍵因素，而稱取樣品質量引入的不確定度是次要原因。所以，目前工作的重點是進行儀器和量具的良好維護和定期檢定，以及提升操作人員的技術水平。