離子色譜儀測定油田水中鈉離子的不確定度報(bào)告

離子色譜儀測定油田水中鈉離子的不確定度報(bào)告1.依據(jù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中華人民共和國國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《油田水分析方法》SY/T5523—2016鈉離子的測定。測量原理離子色譜的分離機(jī)理是基于流動相與固定相上的離子交換基團(tuán)之間發(fā)生的離子交換過程。待測離子經(jīng)過分析柱與固定相上離子發(fā)生交換，淋洗液再將交換柱固定相上待測離子依次淋洗下來待測離子依次進(jìn)入電化學(xué)檢測器進(jìn)行測量，得到隨時間變化的相應(yīng)離子的色譜圖，采用外標(biāo)法進(jìn)行定性、定量分析。使用的儀器和試劑3.1戴安公司ICS-900離子色譜分析儀，經(jīng)檢定合格，定量環(huán)10吐±0.1卩L。3.2鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液，1000mg/L,標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書標(biāo)明其擴(kuò)展不確定度U=0.7%,k=2,由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供。3.3經(jīng)檢驗(yàn)合格容量瓶100mL,A類,在20°C時,允差±0.1mL;加液槍1mL,A類,允差±0.008mL。測量程序標(biāo)樣處理鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度1000mg/L,用1mL加液槍，100mL容量瓶進(jìn)行稀釋，稀釋濃度大約與被測量溶液的濃度為同一個數(shù)量級。稀釋好后備用。儀器校準(zhǔn)用離子色譜儀，對稀釋好的鈉離子標(biāo)準(zhǔn)溶液。進(jìn)行鈉離子含量測定，標(biāo)定儀器，采用外標(biāo)法進(jìn)行定性、定量分析。樣品處理及測量被測樣品為泥漿濾液，需處理。首先將樣品通過0.45mm濾膜過濾水樣，除去顆粒物，然后將未知樣稀釋1000倍后,進(jìn)行準(zhǔn)確測量。樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品在相同的色譜條件下,相同進(jìn)樣量,進(jìn)行測定,儀器譜圖自動顯示出測量結(jié)果。鈉離子含量測定過程如下。圖1水樣品中鈉離子含量的測試流程圖數(shù)學(xué)模型和不確定度傳播率水中鈉離子含量CX的數(shù)學(xué)模型Ax VsCx=CsX寸X礦mg/L (1)sx式中，C——被測樣品中鈉離子含量，mg/L;XCS 標(biāo)準(zhǔn)R溶液中鈉離子含量，mg/L;Ax 被測水鈉離子的峰面積yS/cm?min;As 標(biāo)準(zhǔn)鈉離子的峰面積yS/cm?min。Vx—被測樣品進(jìn)樣體積yL;Vs 標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)樣體積yLo將輸入量CS、A、A、V和V的重復(fù)性因素組合在一起，歸入輸出量C的重復(fù)性因素，Sxsx s因此不需分別評定各輸入量重復(fù)性引入的不確定度分量,而是直接評定測量結(jié)果C的重復(fù)X性引入的不確定度分量。為此將式(1)改寫如下Ax VsCx=CsX寸XVsXfrmg/L⑵sx式中，f是測量重復(fù)性，其數(shù)值為1or不確定度來源樣品中鈉離子含量Cx的不確定度來源有4個方面：6.1標(biāo)準(zhǔn)鈉離子溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(CS)，包括包括3個來源：標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度引rS入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(C0)；稀釋中容量瓶引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(V1),其包含定容、溫度影響和重復(fù)性。重復(fù)性歸入到輸出量C的重復(fù)性f中。因此只需要評定100mL容量瓶xr體積定容和溫度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。稀釋中加液管引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(V2)；其包含定容、溫度影響和重復(fù)性。重復(fù)性歸入到輸出量C的重復(fù)性f中；ImL輸出量Cxrx的重復(fù)性fr中；lOOmL定量環(huán)定容的最大允差為±lmL，膨脹系數(shù)為2.1xlO#C-i,實(shí)驗(yàn)室溫度可控制在(20±5)C，引起的體積相對變化約為±0.1%，可忽略不計(jì)。因此只需要評定體積定容引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。6.2被測樣品進(jìn)樣體積V引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V),包括3個方面，即100mL定量xrx環(huán)定容、溫度影響和重復(fù)性。重復(fù)性歸入到輸出量C的重復(fù)性fr中；100mL定量環(huán)定容的X最大允差為±1mL，其相對允差為±1%，液體體積膨脹系數(shù)為2.1X10-4C-1，實(shí)驗(yàn)室溫度可控制在(20±5)C，引起的體積相對變化約為土0.1%，可忽略不計(jì)。因此只需要評定體積定容引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。6.3標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)樣體積V引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V),也包括3個方面，即100mL定量s rs環(huán)定容、溫度影響和重復(fù)性。同理也只需要評定體積定容引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量。6.4測量重復(fù)性f引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(f)。r rr標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定7.1測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定Sur(fr)預(yù)評定時進(jìn)行10次獨(dú)立測量，測量重復(fù)性導(dǎo)致的標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定如表2：測量結(jié)果的算術(shù)平均值：Cx=10.234mg/L表2水中鈉離子含量測量結(jié)果一覽表(單位mg/L)序號12345測量結(jié)果Cxi10.23610.25710.25410.23410.2(Cxi-Cx)20.0000040.0005290.0004000.0000000.001156序號678910測量結(jié)果Cxi10.21210.26610.22310.22810.23(Cxi-Cx)20.0004840.0010240.0001210.0000360.000016應(yīng)用貝塞爾公式計(jì)算單次測量的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差，丈(Ci-C)21S(Cx)=[j =0.02047 (3)n-1測量結(jié)果由2次平行測量的算術(shù)平均值給出，故其重復(fù)性引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

u(fju(fj=s(Cx)=°-023092=0.01632mg/Lv'2測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(fr)u(f)二JrrCx7.2標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(CS)7.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(C0)。標(biāo)準(zhǔn)溶液為國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)授權(quán)，有證書上給出的標(biāo)準(zhǔn)溶液中鈉離子的濃度為1000mg/L，擴(kuò)展不確定度Urel=0.7%，k=2。7.2.2稀釋用容量瓶體積引起的不確定Sur(V1)1)容量瓶體積定容。稀釋使用容量瓶100mL,A類，在20°C時。允差土0.1mL,半寬a=0.1mL,服從三角分布，包含因子k=「?，體積校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1(vu1(v1)0.10.04mL2)溫度影響。容量瓶已經(jīng)在20C校準(zhǔn)，而實(shí)驗(yàn)室的溫度在20±5C之間變化。水的體積膨脹系數(shù)為2.1X10-4C-1,由溫度效應(yīng)產(chǎn)生的體積變化為±(100x5x2.1x10-4)=±0.105mL。假設(shè)服從均勻分布，區(qū)間半寬度為a(V])=0.105mL,包含因子為k(V])=「。由此引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度出(￡)為u2(V1)=au2(V1)=a(V])=0.1051)=0.0606mL3)容量瓶體積引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度容量瓶體積定容和溫度影響2個不確定度分量互不相關(guān)其合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V1)采用方和根方法合成得到u(V])=Vu((V1)+u22(V])=V°.°42+0.06062=0.0726mL0.0726100=0.0726%V1=100mL容量瓶定容的相對合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度片宀])0.0726100=0.0726%ur(V1)u(V)二二1=r1V17.2.3稀釋用加液槍體積定容引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(V2)稀釋標(biāo)準(zhǔn)溶液采用1mL加液槍，其相對允差±0.008%，半寬a=0.008%，服從三角分布，包含因子k=」，體積定容引入的相

對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（V對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（V2）=r2a=0.008k <6=0.327%7.2.4標(biāo)準(zhǔn)溶液引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(CJ標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度C。、容量瓶體積V］、加液槍體積V2，3個分量互不相關(guān)，其合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(CS)采用方和根方法合成得到u(C)=7u2(C)+u2(V)+u2(V)=V0.352+0.07262+0.3272=0.484%rs r0 r1 r27.3被測樣品進(jìn)樣體積定容引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(Vx)全自動進(jìn)樣器1吐，±0.1gL定量環(huán),相對允差為±1%，半寬a=±1%，服從均勻分布，包含因子k=「；，進(jìn)樣體積定容引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur（Vur（Vx）=rxa=1%

k<30.577%7.4標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)樣體積定容引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度ur(Vs)全自動進(jìn)樣器1gL,±0.1gL定量環(huán),相對允差為±1%，半寬a=±1%，服從均勻分布，包含因子k=「，進(jìn)樣體積定容引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V)=：=!%=0.577%

rxk €3合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評定由式(6)，樣品中鈉離子含量測定的合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度%(CxIU2(Cs)+UrW 心+人心=<0.4842+0.5772+0.5772+0.1592'%=0.962%本次試驗(yàn)C=10.234mg/L，樣品中鈉離子含量測