堿含量不確定度

1、水泥堿含量測定不確定度的評估一概 述1.目的評定水泥堿含量測量結(jié)果的不確定度，找出引起測量結(jié)果不確定度的主要來源，并加以分析和量化，以提高分析數(shù)據(jù)的準確可靠。 2.依據(jù)的技術(shù)標準GB/T176-2008水泥化學(xué)分析方法。3.使用的儀器設(shè)備分析天平FA2004;經(jīng)檢定合格,精度0.1mg;火焰光度計（WGH-1）精度3%;100ml容量瓶等。4測量原理及檢測程序試樣經(jīng)氫氟酸硫酸處理除去硅,用熱水浸取殘渣,以氨水和碳酸銨分離鐵、鋁、鈣、鎂。濾液中的鉀、鈉用火焰光度計進行測定。稱0.2g(精確至0.1mg)試樣于100 ml鉑皿中,加少量水潤濕，加入5-7ml氫氟酸(用塑料量筒)和15-20滴1+1

2、H2SO4,加熱，緩慢蒸干。近干時，搖動鉑皿至白色SO3煙完全逸盡后，取下冷卻。加入4050mL熱水，攪拌并壓碎殘渣，使其溶解。加1滴甲基紅用1+1氨水調(diào)至黃色，再加入10ml(NH4)2CO3溶液,攪拌，然后放入通風廚內(nèi)電熱板上加熱至沸并繼續(xù)微沸20min30min。用快速濾紙過濾，用熱水洗幾次，冷卻至20。用1+1鹽酸中和至微紅色定容。用火焰光度計進行測定；同時進行空白試驗。(1)開機打開主機電源開關(guān)。按“reset”鍵打開液化氣罐閥，立即持續(xù)按“點火”鍵，直至火焰點著為止。進蒸餾水，并觀察火焰顏色，應(yīng)呈穩(wěn)定的藍色。預(yù)熱約10min。（2）測量調(diào)零：進蒸餾水，按“reset”鍵，顯示：11

3、1，222999”，稍許儀器顯示穩(wěn)定的零點電位值。校正：進10ppm標準溶液，待電壓值穩(wěn)定后，按“調(diào)試”鍵凹進，顯示“000”，持續(xù)按“cal”鍵直至顯示標準“10.0”為止，按“measure”鍵，顯示結(jié)果應(yīng)在100.5之間。檢測：進試樣溶液，待7-8秒后，按“measure”鍵，可連續(xù)測定試樣溶液，最后用標準溶液進行回測，若漂移超出范圍（100.5），則從“調(diào)零”開始，重復(fù)上述操作過程。進蒸餾水，按“調(diào)試”鍵凸出，按“reset”鍵。（3）關(guān)機完成測定后，繼續(xù)進蒸餾水一段時間已洗滌管路，移去蒸餾水，關(guān)掉液化氣罐閥，待火焰熄滅后，關(guān)掉主機電源開關(guān)。5不確定度評定結(jié)果的應(yīng)用符合上述條件或十分接

4、近上述條件的同類測量結(jié)果，一般可以參照本例的評定方法。二數(shù)學(xué)模型R2O%=:式中：ppm火焰光度計測定值，g/ml;v容量瓶容積,ml;G試樣的質(zhì)量，g.三測量不確定度的來源分析R2O測量結(jié)果不確定度來源主要包括：(1)測量重復(fù)性的不重復(fù)引入的標準不確定度uA1；(2) 分析天平誤差引入的標準不確定度uB1；(3)容量瓶的體積引入的標準不確定度uC1。(4)火焰光度計的精度引入的標準不確定度uD1。(5)KCl、NaCl標準溶液引入的不確定度。四Na2O標準不確定度的評定:1.在同一試驗條件下，水泥堿含量檢測共進行10次，得到測量結(jié)果如表1所示：（空白值：K+(ppm)：0.2；Na+(ppm

5、)：0.3）表1 堿含量檢測原始數(shù)據(jù)編號12345678910平均值稱樣量(g)0.20030.20040.20060.20010.20030.20040.20030.20050.20030.20040.2004Na+(ppm)4.34.44.54.44.54.64.34.44.44.34.4 K+(ppm)10.610.410.510.710.510.410.310.510.410.510.5Na2O%0.210.220.220.220.220.230.210.220.220.210.22K2O%0.530.520.520.530.520.520.510.520.520.520.52Na2O

6、%+0.658 K2O%0.520.530.540.510.520.540.520.550.520.530.53表1中單次實驗標準差使用貝塞爾公式計算： u= S(x)= =0.0063則由重復(fù)性引入的相對標準不確定度為:UA1=0.0063/0.22 =0.02862. 電子分析天平計量證書標明其線性為0.1mg。該數(shù)值是托盤上的實際重量與天平讀數(shù)的最大差值。天平自身的不確定度評價建議采用矩形分布將線性分量轉(zhuǎn)化為標準不確定度。因此，天平的線性分量轉(zhuǎn)化為為標準不確定度0.1/=0.06mg;此分量必須計算兩次，一次作為空盤，另一次為毛重，以為每一次稱重均為獨立的觀測結(jié)果，兩者的線性影響檢是不相

7、關(guān)的，由此得到的質(zhì)量的標準不確定度為u= =0.0849mg。則相對標準不確定度為uB1=0.0849/200.4=0.00042。 3.容量瓶引入的不確定度包括體積校準、充滿液體至刻度的變動性、環(huán)境溫度與校正溫度不同、人員讀數(shù)四個方面。(1)體積校準：u=;100ml容量瓶=0.03ml。 =0.0173ml(2) 環(huán)境溫度與校正溫度不同引起的不確定度 根據(jù)制造商提供的信息，容量瓶在20下校準。假設(shè)實驗室溫度在3之間變動。該影響引起的不確定度可通過估算該溫度范圍和體積膨脹系數(shù)來進行計算。液體的體積膨脹明顯大于體積容器的體積膨脹，故只考慮液體膨脹即可。由溫度帶來的體積變化為：V=V液體的膨脹系

8、數(shù)T=1002.110-4（3） =0.063ml由u=得：=0.063mlC的取值因所給條件而異：若給定置信概率為p=0.95,則C=1.96；若末給定條件，則按均勻分布，C=；若確定把握認為溫度變化不會達到極限值，則按三角分布，C=。我們這里設(shè)定p=0.95,則C=1.96，所以由溫度帶來的不確定度分量為：u= =0.032ml(3) 人員讀數(shù)帶來的不確定度計算公式 帶刻度的容器(如滴定管等):u= 不帶刻度的容器(如容量瓶等):u=則u=0.4082ml因此由容量瓶體積引入的標準不確定度為UC1= =0.4098ml則相對標準不確定度為0.4098%4.查火焰光度計的精度為3%,由儀器引

9、入的標準不確定度為U= =1.73%相對標注不確定度UD1=0.0173/4.4=0.00395. NaCl、KCl標準溶液的不確定度評估5.1目的：用稱量的基準試劑配制10ug/mL的NaCl、KCl標準溶液。5.2配制方法：準確稱取已在130-150烘2h的KCl（基準）1.5829g，NaCl（基準）1.8859g，置于300mL燒杯中，加約150mL水。攪拌溶解后轉(zhuǎn)移至1000mL容量瓶中。加水稀釋至刻度，搖勻，次溶液濃度為1000ug/mL。取上述溶液10.00mL放入1000mL容量瓶中，加水稀釋至刻度搖勻，此溶液濃度為10ug/mL。測量公式(10.00為移取溶液體積，V1為容量

10、瓶體積=1000mL)5.3不確定度來源（1） 分析天平誤差引入的標準不確定度(2) 移液管、容量瓶的體積引入的標準不確定度（3）基準試劑純度引入的不確定度5.4.數(shù)學(xué)模型：5.5不確定度的評定電子天平帶來的不確定度前面已經(jīng)計算得出質(zhì)量的標準不確定度為u= =0.0849mg。則相對標準不確定度UKCl=0.0849/1582.9=0.0000536; UNaCl=0.0849/1885.9=0.000045. 移液管、容量瓶的體積引入的標準不確定度前面已經(jīng)介紹，故：(1)體積校準：u=;1000mL容量瓶=0.03mL =0.0173ml(2) 環(huán)境溫度與校正溫度不同引起的不確定度由于溫度的

11、波動范圍在3（置信水平為95%），水的膨脹系數(shù)2.110-4-1，由此而產(chǎn)生惡不確定度為10002.110-43/1.96=0.3214mL (3) 人員讀數(shù)帶來的不確定度計算公式 帶刻度的容器(如滴定管等): =0.0408mL 不帶刻度的容器(如容量瓶等): 則u=0.4082ml則有容量瓶引入的標準不確定度U=0.58則相對標準不確定度U3=0.579/1000=0.000585.6.基準試劑純度引入的不確定度基準試劑的純度介于99.95至100.05之間，因此P為1.00000.0005，干燥過程完全按照供應(yīng)商的規(guī)定進行，無不確定引入，則基準試劑純度引入的不確定度U4=0.0005/=

12、0.000295.7.合成相對標準不確定度CKCl合成相對標準不確定度=0.0009CNaCl合成相對標準不確定度=0.0009五Na2O合成標準不確定度評定Na2O的合成相對標準不確定度：uc= =0.03六K2O標準不確定度的評定:1.表1中單次實驗標準差使用貝塞爾公式計算： u= S(x)= =0.0057則由重復(fù)性引入的相對標準不確定度為:UA1=0.0057/0.52 =0.011。2.由天平及容器引入的不確定度同Na2O。3. 查火焰光度計的精度為4%,由儀器引入的標準不確定度為U= =2.31%相對標準不確定度為=0.0231/5.2=0.004七K2O合成標準不確定度評定 K2O的合成相對標準不確定度：uc=0.04八堿含量合成標準不確定度堿含量C= N