指示劑法測量白酒中酸酯總量的不確定度評定

張立嚴，劉 偉，劉洪銀

（北京順鑫農業股份有限公司牛欄山酒廠質量檢測中心，北京 101300）

白酒是我國的傳統飲料酒，風格獨特、歷史悠久，在每個發展時期，都蘊藏著不同的文化信息，傳播著不同的時代特色和民族風情[1]。白酒在貯存過程中，酯類物質會隨著時間推移發生水解反應，因此國家相關部門對部分香型白酒標準進行了修訂，科學地提出了“酸酯總量”的概念，解決白酒產品貨架期抽檢中客觀存在的“酸增酯減”現象[2]。酸酯總量的定義，具體表述為“單位體積白酒中總酸和總酯的總含量”[3]。

不確定度是指由于測量誤差的存在，被測量值的不能肯定的程度，是評價測量水平的標準，是判定測定結果可靠性的依據[4-5]。本研究根據GB/T 10345—2022《白酒分析方法》中8.1 指示劑法測定白酒中酸酯總量的含量，結合JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》[6]、CNAS-GL006：2019《化學分析中不確定度的評估指南》[7]等標準，找出影響酸酯總量測量結果不確定度的各種因素，對檢測結果的不確定度進行評定，為進一步提高檢測數據的可靠性和一致性提供有效參考[8-10]。

1 材料與方法[3]

1.1 標準依據

GB/T 10345—2022《白酒分析方法》中8.1 指示劑法測定白酒中的酸酯總量。

1.2 測量原理

用堿中和樣品中游離的酸，再準確加入一定量的堿，加熱回流使酯類皂化，以酸中和剩余的堿，通過消耗的堿量計算出酸酯總量。

1.3 試劑及器材

氫氧化鈉標準溶液（0.1001 mol/L），北京北方偉業計量技術研究院；硫酸標準溶液（0.1003 mol/L），北京北方偉業計量技術研究院；酚酞指示劑（10 g/L）：稱取1 g 酚酞，溶于乙醇（95 %），用乙醇（95%）稀釋至100 mL；50 mL 單標線吸量管，葵花牌；25 mL 單標線吸量管，葵花牌；50 mL 通用滴定管，葵花牌。

1.4 測定方法

吸取酒樣50.00 mL（Va）于250 mL 具塞錐形瓶中，加入酚酞指示液2 滴，以0.1001 mol/L（C1）氫氧化鈉標準滴定溶液中和至微紅色(切勿過量)，記錄消耗氫氧化鈉標準溶液的消耗數V1（也可作為總酸含量計算），準確加入0.1001 mol/L 氫氧化鈉標準滴定溶液25.00 mL（V3），搖勻，裝上冷凝管，于沸水浴上回流30 min，取下，冷卻至室溫；然后用0.1003 mol/L（C2）硫酸標準滴定溶液進行反滴定，使微紅色剛好完全消失為其終點，記錄消耗0.1003 mol/L硫酸標準滴定溶液的體積V2。

同時做空白。用40 %的無酯乙醇做空白，得到空白試驗樣品消耗硫酸標準滴定溶液的體積V0。

1.5 數學模型

白酒中的酸酯總量計算公式為：

式中：X——樣品中的酸酯總量，mmol/L；

C1——氫氧化鈉標準滴定溶液的實際摩爾濃度，mol/L；

V1——樣品中總酸所消耗的氫氧化鈉標準滴定溶液的體積，mL；

C2——硫酸標準滴定溶液的實際摩爾濃度，mol/L；

V0——空白試驗樣品消耗硫酸標準滴定溶液的體積，mL；

V2——樣品消耗硫酸標準滴定溶液的體積，mL；

Va——取樣體積，50 mL。

在重復性測定條件下獲得的兩次獨立測定結果的絕對差值不超過其算數平均值的2 %。計算結果保留至小數點后一位。

1.6 測量不確定度來源分析

如圖1 所示，本研究計算不確定度分為下列幾種：滴定酸酯總量時，重復性引入的不確定度；酒樣體積引入的標準不確定度；氫氧化鈉標準溶液濃度引入的標準不確定度；滴定總酸時，50 mL 通用滴定管引入的標準不確定度；加入25 mL 氫氧化鈉標準溶液時，單標線吸量管引入的標準不確定度；硫酸標準溶液濃度引入的標準不確定度；滴定總酯時，50 mL 通用滴定管引入的標準不確定度；總酯空白消耗硫酸標準溶液24.90 mL 引入的標準不確定度；數值修約引入的標準不確定度。

圖1 酸酯總量測定過程相關不確定度來源關系圖

2 標準不確定度的評定

2.1 滴定酸酯總量時，重復性引入的不確定度uA

測量重復性引入的不確定度屬于A 類不確定度。可以用同一樣品多次定量結果的標準偏差表示。取同一樣品對其進行8 次平行測定，測量數據見表1。

表1 樣品酸酯總量測定結果

則測量重復性引入的標準不確定度：

2.2 B類標準不確定度

2.2.1 酒樣體積引入的標準不確定度u(va)

吸入50 mL 酒樣引入的不確定度u(va)來自兩個分量。

2.2.1.1 單標線吸量管的容量引入的標準不確定度u(va1)

50 mL 單標線吸量管校準證書上給出的擴展不確定度U=0.042 mL，k=2，那么：

2.2.1.2 單標線吸量管溫度變化引入的標準不確定度u(va2)

那么酒樣體積引入的標準不確定度：

2.2.2 氫氧化鈉標準溶液濃度引入的標準不確定度u(c1)

氫氧化鈉滴定溶液標準物質（標準物質編號：GBW(E)083804）證書中給出標準值c=0.1001 mol/L，標準擴展不確定度U=0.2%，k=2。

2.2.3 滴定總酸時，50 mL 通用滴定管引入的標準不確定度u(v1)

50 mL 通用滴定管引入的標準不確定度u(v1)來自兩個分量。

2.2.3.1 通用滴定管的容量引入的標準不確定度u(v11)

50 mL 通用滴定管校準證書上給出的擴展不確定度U=0.042 mL，k=2。

2.2.3.2 通用滴定管溫度變化引入的標準不確定度u(v12)

假設溫度變化為V?t=±5 ℃，20 ℃時水的膨脹系數α=2.1×10-4℃，按均勻分布，則有：

那么滴定總酸時，50 mL 通用滴定管引入的標準不確定度：

2.2.4 加入25 mL 氫氧化鈉標準溶液時體積引入的標準不確定度u(v3)來自兩個分量

2.2.4.1 單標線吸量管的容量引入的不確定度u(v31)

25 mL 通用滴定管校準證書上給出的擴展不確定度U=0.042 mL，k=2。

2.2.4.2 通用滴定管溫度變化引入的標準不確定度u(v32)

那么加入25 mL 氫氧化鈉標準溶液時體積引入的標準不確定度：

2.2.5 硫酸標準溶液濃度引入的標準不確定度u(c2)

硫酸滴定溶液標準物質（標準物質編號：GBW(E)083801）證書中給出標準值c=0.1003 mol/L，標準擴展不確定度U=0.2%，k=2。

表2 各標準不確定度分量匯總表

2.2.6 滴定總酯時，50 mL 通用滴定管引入的標準不確定度u(v2)

50 mL 通用滴定管引入的標準不確定度u(v2)來自兩個分量。

2.2.6.1 通用滴定管的容量引入的標準不確定度u(v21)

50 mL 通用滴定管校準證書上給出的擴展不確定度U=0.042 mL，k=2。

2.2.6.2 通用滴定管溫度變化引入的標準不確定度u(v22)

那么滴定總酯時，50 mL 通用滴定管引入的標準不確定度：

2.2.7 總酯空白消耗硫酸標準溶液24.90 mL 引入的標準不確定度u(v0)(同2.2.6)

50 mL 通用滴定管的容量引入的標準不確定度u(v01)=0.021 mL。

50 mL 通用滴定管溫度變化引入的標準不確定度：

那么總酯空白引入的標準不確定度：

2.2.8 數值修約引入的標準不確定度u(x)

數值修約時，產生的分布可以認為是矩形分布。如果修約間隔為δx，則產生的標準不確定度為：。酸酯總量的測量定結果為36.4 mmol/L，修約間隔為0.1，則其標準不確定度為。

2.3 合成標準不確定度uc(Y)

由圖2 可以看出，在酸酯總量測定的過程中，不確定度分量來源主要是體積和重復性引入的，標準溶液濃度引入的不確定度對整體貢獻較小（在合成不確定度時可以不參與計算）。

圖2 酸酯總量測定過程中不確定度分量

由于各因素之間相互獨立，所以合成標準不確定度為：

2.4 擴展標準不確定度U

擴展不確定度U=kuc(Y)，k=2，那么U=2×0.068=0.136 mmol/L。

測定樣品中酸酯總量的含量為36.4 mmol/L。因此酸酯總量的不確定度可以表示為（36.4±0.2）mmol/L，k=2。

3 結論

本次不確定度評定依據JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》、CNAS-GL006：2019《化學分析中不確定度的評估指南》中的相關規定，對GB/T 10345—2022《白酒分析方法》中8.1 指示劑法測定白酒中酸酯總量的含量進行不確定度評定，得出白酒中酸酯總量測定結果的不確定度來源主要包括通用滴定管、單標線吸量管以及測量樣品的重復性。因此在日常檢測過程中我們應加強對計量器具檢定校準、平行實驗、空白實驗、環境溫濕度等方面的控制，深化溯源性的意義，從而進一步提高檢測結果的有效性和準確性。

由于本次實驗采用的氫氧化鈉標準滴定溶液、硫酸標準滴定溶液均為有證標準溶液，故在評定標準溶液引入的不確定度過程中直接采用標準溶液證書中提供的不確定度數值。但若日常檢測過程中采用鄰苯二甲酸氫鉀、無水碳酸鈉有證標準物質標定配制的氫氧化鈉溶液和硫酸溶液時，應充分考慮標定標準溶液過程中可能引入的不確定度因素帶來的影響。