鋅單元素溶液標準物質的研制

李艷玲 郭杏嬌 段江濤 鄧 聰

（山東中科睿譜技術有限公司,山東 濟南 250000）

1 概述

1.1 研制路線

以國家有證標準物質氧化鋅（編號GBW(E)060310）、優級純硝酸和一級水為原料,制備方法為重量-容量法。根據組分的理化性質,以易溶解,溶劑穩定為原則,保證制備過程的可操作性、安全性和溶液穩定性,同時考慮儀器分析過程中分析方法的適用性。

1.2 實驗設備

電子天平：梅特勒托利多,XS204；

電感耦合等離子體發射光譜儀（ICP-OES）：Thermo7200；

恒溫箱：沈陽市醫療設備廠,HW-1028；

電熱恒溫培養箱：上海樹立儀器儀表有限公司,FXB303-0；

A 級容量瓶：申迪,100 mL、5000 mL；

電子溫濕度計：Anymetre,JR900A；

箱式電阻爐：紹興市上虞道墟科析儀器廠,SX2-5-12A；

分度移液管：上海壘固儀器有限公司,1mL～2mL。

2 標準物質樣品制備

將原料取出,轉移至潔凈的坩堝中,放置在箱式電阻爐中,設置溫度為800℃,灼燒6h。準確稱取氧化鋅0.6224g,轉移到燒杯中,逐步加入HNO3溶液（1+1）緩慢溶解完全,轉移至5 L 的容量瓶內,用5%HNO3（V/V）定容、充分搖勻。分裝于60 mL 規格的塑料瓶中,裝樣量約50 mL,置于常溫儲存。

3 測量方法

儀器型號：Thermo 7200；

波長：202.548 nm；

RF 功率：1150 W；

泵速：45 rmp；

觀測方向：垂直；

輔助氣流量：0.5 L/min。

4 均勻性檢驗

4.1 方案設計

隨機抽取11 瓶進行均勻性檢驗。

4.2 測量方法及條件

采用3.1 的方法進行均勻性分析。采用標準曲線外標法,每瓶獨立重復測定3 次。為防止測定過程中的漂移干擾均勻性評估,以隨機次序進行測定。

4.3 統計分析

4.4 結果判斷（見表1）。

表1

5 穩定性檢驗

5.1 方案設計

運輸穩定性：采用同步穩定性評估方案,高溫設置60℃、低溫設置-20℃,運輸時間12 天,對該溫度和時間進行穩定性考察。

長期穩定性：采用經典穩定性評估方案,設置儲存條件為常溫,在不同的時間取出樣品進行測定。

5.2 測量過程

按照計劃將待測樣品從規定的儲存條件下取出恒溫至20℃,用2%HNO3（V/V）稀釋成20mg/L 的待測樣品,每瓶獨立取樣重復測定3 次。

5.3 統計分析

使用趨勢分析法對數據進行處理,檢驗濃度值隨時間的變化趨勢。結合t-檢驗法進行判斷,以監測期限確定標準物質的有效期。

5.4 結果判斷

見表2。

表2 穩定性數據表

由運輸穩定性趨勢圖和通過t-檢驗法可知,在實驗設置的兩種不同溫度條件下,|β1|＜t(0.95,n-2)·s(β1),斜率均不顯著,結果隨機分布,未見明顯單一方向上升或下降趨勢,說明本次研制的鋅單元素標準物質在60℃、-20℃條件下,12 天內均是穩定的。60℃高溫條件會引入較大的不確定度,因此將其作為運輸穩定性引入的不確定度分量。

由長期穩定性趨勢圖和通過t-檢驗法可知,|β1|＜t0.95,n-2）·s(β1) ,斜率均不顯著,結果隨機分布,未見明顯單一方向上升或下降趨勢,說明說明本次研制的鋅單元素溶液標準物質在常溫條件下12 個月是穩定的。

6 定值

標準值的確定:

按照下式進行計算

式中：C-鋅元素濃度（mg/L）；m-稱取氧化鋅的真空質量（g）；P-氧化鋅的純度；M1-鋅的原子量（g/mol）；M2-氧化鋅的分子量（g/mol）；V-容量瓶的體積（mL）。需對稱量的氧化鋅質量進行浮力校正。按照稱樣量進行計算,定值結果為99.98mg/L,按四舍五入法進行修約,保留整數,最終定值結果為100 mg/L。

7 不確定度的評定（表3）

表3

不確定度來源：(1)原料純度uP,rel；(2)相對分子質量uM,rel；(3)溶液配制uC,rel；(4)樣品的不均勻性ubb,rel；(5)樣品的不穩定性us,rel；uP,rel可根據原料證書給出的純度及擴展不確定度計算得到。uM,rel根據最新的國際原子量表,按照均勻分布進行計算。uC,rel來源于稱量過程um,rel和容量瓶定容過程uv,rel。其中天平稱量過程不確定度來源：天平稱量偏載誤差、天平示值誤差、天平重復性以及浮力修正引入的質量變化；定容引入的不確定度來源：容量瓶體積、溶液溫度、定容重復性。

溶液不均勻性引入的不確定度在本研制報告第4 章節已進行了評估。溶液不穩定性引入的不確定度,在本研制報告第5 章節已進行了評估。由長期穩定性和運輸穩定性兩部分合成：

將以上（1）～（5）的不確定度進行合成,則得到合成不確定度,擴展不確定度Urel由合成不確定度uCRM,rel乘包含因子2 擴展后得到。

8 比對驗證

將本實驗室制備的鋅單元素溶液標準物質與已獲批的同類有證標準物質進行比對驗證,如果比對誤差小于標準物質定值的不確定度,說明本方法制備的標準物質的量值是準確可靠的。比對標準選用中國計量科學研究院研制的鋅單元素溶液標準物質（GBW08620,標準值為1000 mg/L,不確定度為1 mg/L）,分別稀釋至相同濃度進行比對,采用歸一化偏差|En|值評價比對結果。

式中：x 表示比對標準的測量值；

x0表示待測樣品的測量值；

Urel表示待測樣品的擴展不確定度；

U0表示比對標準的擴展不確定度。

由結果可知|En|值＜1,說明兩組檢測結果無顯著性差異,證明比對結果滿足要求。

表4

9 結果表達

見表5。

表5