露酒總糖含量測定的不確定度評定

肖瑩瑩，宋思園，全育集，葉綺云，吳凌濤

( 廣東省科學院測試分析研究所(中國廣州分析測試中心)，廣東省化學測量與應急檢測技術重點實驗室，廣東 廣州 510070 )

測量不確定度是評價檢測結果可信度、可比性和可接受度的重要指標。對檢測結果進行測量不確定度評定是中國實驗室國家認可委員會(CNAL)認可準則對實驗室的要求[1]。通過不確定度的評定，可以熟悉檢測標準，了解檢測過程中各影響因素，盡量減少實驗過程中的影響[2-3]。同時，測量不確定的評定，可以減少不必要的爭執。當檢測結果處于檢測邊緣的時候，不同檢測單位檢測結果往往會存在一定的偏差，進行檢測結果的不確定度的評定，能很好的避免檢測分歧，能提高實驗室檢測結果的可靠性[4]。

根據《JJF1059.1—2012測量不確定度評定與表示》的評定辦法，通過費林試劑法，對露酒中總糖測定的不確定度進行評定[5-9]。通過不確定度分析，找出影響總糖測定過程中不定度的主要來源，從而對檢測過程中引入較高不確定度的環節加以控制，確保檢測過程和結果的可靠性。

1 材料和方法

1.1 主要儀器與試劑

BSA224S型電子天平：梅特勒-托利多國際貿易(上海)有限公司；電熱恒溫水浴鍋：上海一恒科學儀器有限公司。

露酒：市購；葡萄糖標準物質：中國計量科學研究院；鹽酸、氫氧化鈉、硫酸銅(CuSO4·5H2O)、酒石酸鉀鈉(C4H4KNaO6·4H2O)，均為分析純(廣州化學試劑廠)。

1.2 試劑和標準溶液的配制

1.2.1 費林試劑配制

費林試劑Ⅰ：稱取34.7g硫酸銅(CuSO4·5H2O)溶于水，稀釋至 500 mL；

費林試劑Ⅱ：稱取 173 g 酒石酸鉀鈉(C4H4KNaO6·4H2O)和 50 g 氫氧化鈉，溶于水，稀釋至 500 mL。

1.2.2 葡萄糖標準溶液的配制

稱取 0.625 g(精確至 0.0001 g)無水葡萄糖(在105～110 ℃ 烘箱內烘干 3 h 并在干燥器中冷卻)，用水溶解并定容至 250 mL，質量濃度為 2.5 g/L。

1.3 試驗方法

1.3.1 費林溶液的標定

1)預備試驗：吸取費林溶液Ⅰ液、Ⅱ液各 5.00 mL 于 250 mL 三角瓶中，加 50 mL 水，搖勻。在電爐上加熱至沸，在沸騰狀態下用葡萄糖標準溶液(2.5 g/L)滴定。當溶液的藍色消失呈紅色時，加2滴次甲基藍指示液；繼續滴至藍色消失，記錄消耗葡萄糖標準溶液的體積。

2)正式試驗：吸取費林溶液Ⅰ液、Ⅱ液各 5.00 mL 于 250 mL 三角瓶中，加 50 mL 水和比預備試驗少 1 mL 的葡萄糖標準溶液(2.5 g/L)，加熱至沸，并保持 2 min，加2滴次甲基藍指示液。在沸騰狀態下于 1 min 內用葡萄糖標準溶液滴至終點，記錄消耗葡萄糖標準溶液的總體積(V0)。

1.3.2 樣品測定

準確吸取適量樣品(V)于 100 mL 容量瓶中，加 5 mL 鹽酸溶液(1+1)，加 5 mL 蒸餾水，搖勻，置于 68 ℃ 水浴鍋中水解 15 min，取出，冷卻。用氫氧化鈉溶液中和至中性，加水至刻度，搖勻備用。吸取 10.00 mL 樣品稀釋液V(20 ℃)于預先裝有費林溶液Ⅰ液、Ⅱ液各 5.00 mL 的 250 mL 三角瓶中，再用葡萄糖標準溶液ρ0(2.5 g/L)按費林溶液標定步驟操作，記錄消耗的葡萄糖標準溶液體積(V1)。

1.4 建立數學模型

根據測定原理，建立數學模型，按公式(1)計算總糖的質量濃度。

(1)

式中：ρ為試樣中總糖的質量濃度，g/L；ρ0為葡萄糖標準溶液的質量濃度，g/L；V0為空白消耗葡萄糖標準溶液的體積,mL；V為吸取樣品的體積，mL；V1為消耗試樣的體積,mL；V2為樣品定容的體積,mL；

1.5 不確定度影響因素的分析

露酒中總糖測定的不確定度的主要來源包括: 試樣溶液滴定體積引入的不確定度；空白試樣消耗葡萄糖標準溶液體積引入的不確定度；樣品制備引入的不確定度；標準溶液引入的不確定度。

2 結果與分析

2.1 試樣溶液滴定體積引入的相對標準不確定度U(V)

2.1.1 滴定管引入的標準不確定度U(V1)

滴定使用的是分度值為 0.2 mL 的 50 mL 滴定管。經檢定,其最大允許誤差為 0.05 mL,該不確定度屬A類不確定度,按均勻分布考慮,包含因子k=31/2,則滴定管引入的A類不確定度為:

U(V1)=0.05/k=0.05/31/2=0.029(mL)

U(V1)相對=U(V2)/50=0.00058 mL

2.1.2 溶液溫度與校正時的溫度不同引入的B類標準不確定度U(V2)

溫度變化帶來的不確定度非常小,可以忽略不計。

2.1.3 重復測定產生的A類不確定度(U(V3))相對。

對試樣進行6次平行測定,結果列于表1。

試樣測量重復性引入的相對標準不確定度為:

U(V3)相對=RSD/(6)1/2=0.0076/(6)1/2=0.0031

表1 露酒中總糖測定結果

2.2 空白試樣消耗葡萄糖標準溶液的體積引入的不確定度U(F)

1)滴定管使用的是分度值為 0.2 mL 的 50 mL 滴定管,滴定管引入的B類標準不確定度U(F1)，同2.1.1U(V1),即為U(F1)相對=U(V2)/10=0.00058

2)溶液溫度與校正時的溫度不同引入的B類標準不確定度U(F2)。

溫度變化帶來的不確定度非常小,可以忽略不計。

3)葡萄糖標準溶液滴定費林液的重復測定產生的不確定度(U(F1)相對)屬于A類不確定度。進行6次平行測定,結果列于表2。

表2 葡萄糖標準溶液滴定費林液測定結果

葡萄糖標準溶液滴定費林液測量重復性引入的相對標準不確定度為:

U(F3)相對=RSD/(6)1/2=0.0020/(6)1/2=0.0008

2.3 試樣制備引入的不確定度U(m)

由實驗可知，試樣制備引入的不確定度主要由試樣的移取體積和定容體積引起。由校準證書查得 10 mL 單標移液管和 100 mL 容量瓶的B類相對標準不確定度分別為0.0016和0.00052，即得：U(m)相對=(0.00162+0.000522)1/2=0.0017

2.4 標準溶液配制引入的標準不確定度U(C)

2.4.1 葡萄糖標準物質稱取引入的標準不確定度U(C1)

葡萄糖標準物質稱取的不確定度來自天平的不確定度。由檢定證書可知，天平稱量的擴展不確定度為 0.0002 g，該不確定度屬B類不確定度，按均勻分布，標準不確定度為：

U(C1)=0.0002/(3)1/2= 0.00012 g。

U(C1)相對=0.00012/0.6=0.0002

2.4.2 定容體積引入的不確定度U(C2)

定容體積引入的不確定度來自 250 mL A級容量瓶的不確定度。由檢定證書可知，定容體積的擴展不確定度為 0.070 mL，該不確定度屬B類不確定度按均勻分布，標準不確定度為：

U(C2)= 0.070/(3)1/2=0.040 mL。

U(C2)相對= U(V1)/250=0.00016

2.5 合成標準不確定度的計算

1)露酒中總糖測定的不確定度分量見表3和圖1。

表3 不確定度分量一覽表

圖1 各分量不確定度的影響

2)測定露酒中總糖合成標準不確定度U(R)

2.6 分析與討論

影響測定露酒中總糖含量不確定度的因素主要包含4個部分：試樣溶液滴定體積、空白試樣消耗葡萄糖標準溶液的體積、樣品制備、標準溶液。由圖1可知，其中對總糖定影響大小為：試樣溶液滴定體積>樣品制備>空白試樣消耗葡萄糖標準溶液的體積>標準溶液。

根據方法測定露酒中總糖含量6次，測定結果平均值：

ρ=(34.8±0.26)g/L，u=0.26 g/L，k=2。

3 結論

露酒總糖含量測定實驗中，試樣溶液滴定體積的影響大于其他因素的影響，實驗過程中應該加以重視，可以考慮增加試驗次數，從而有效降低結果的不確定度。同時，移液管和容量瓶引入的不確定度也較為顯著，應使用準確度高的移液管和容量瓶，嚴格控制實驗過程中的條件，規范操作。