不确定度计算
体积v:影响体积的主要不确定度有校准及温度。其一“校准影响”,根据JJG 196-2006《常用玻璃量器检定规程》,校准温度20℃时A级1000mL容量瓶的容量允差为0.4mL,根据《测量不确定度评定与表示》的规定,标定体积为三角分布,则容量允差引入的不确定度为,其相对标准不确定度为0.164/1000=1.64×10-4。其二“温度影响”,根据制造商提供的信息,容量瓶校准温度为20℃,设实验室内温度控制在±5℃范围内波动,则引起的体积变化为1000×5×2.1×10-4=1.05mL,假定为均匀分布,k= ,则温度引起的容量瓶体积标准不确定度为,其相对标准不确定度为6.06×10-4。所以综合这两个影响因素,urel(v)= 6.28×10-4
纯度p:按供应商提供的参考数据,分析纯氯化铵[NH4Cl]纯度为≥99.5%,将该不确定度视为矩形分布,则标准不确定度为u(p)=0.5/√3=28.9×10-4;
称量m:经检定合格的天平最大允许误差±0.1mg,将该不确定度视为矩形分布,标准偏差为0.058mg,称量3.819g时的相对标准偏差为u(m)=0.152×10-4;
重复测量数据的标准不确定度为:
2.3 铵(以氮计)的绝对量m引入的不确定度urel(m)
2.3.1 配制过程中引入的不确定度urel(1)
a.) 标准贮备液的不确定度urel(1-1):包括纯度、称量、体积及摩尔质量计算4个部分,其中,摩尔质量计算不确定度可省略不计(与其它因素相比,其对标准浓度计算相差1-2个数量级)。
0.115
0.173
0.234
0.288
0.408
0.574
0.000
0.012
0.058
0.116
0.173
0.231
0.289
0.404
0.578
0.000
-0.001
-0.003
-0.001
0
0.003
-0.001
0.004
-0.004
0
1×10-6
9×10-6
1×10-6
0
9×10-6
1×10-6
根据制造商提供的信息,吸量管校准温度为20℃,设实验室内温度控制在±5℃范围内波动,与校准时的温差为5℃,由膨胀系数(以水的膨胀系数计算)为2.1×10-4/℃得到50mL水样的标准不确定度为(假定为均匀分布):
2.2重复性测定引入的相对不确定度urel(rep)
采用A类方法评定,与重复性有关的合成标准不确定度均包含其中。对某水样进行7次重复性测定,所得结果如下:1.33、1.35、1.34、1.34、1.35、1.38、1.35mg/L,平均值1.35 mg/L。
按《分光光度法测量不确定度评定规范》(CSM01010102-2006),由标准溶液的质量-吸光度拟合的线性函数求得m时所产生的测量不确定度(即线性最小二乘法校准的不确定度),u(2-1):
表2:标准曲线中间数据计算过程
序号
y
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
2
10
20
30
40
50
70
100
0.000
0.011
0.055
1.6×10-5
1.6×10-5
1281.64
1142.44
665.64
249.64
33.64
17.64
201.64
1169.64
不确定度计算
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2、不确定度各分量的评定
根据测量步骤可知,测量氨氮质量的不确定度来源有几个方面,一是由标准曲线配制所产生的不确定度,二是测试过程所产生的不确定度。按《化学分析中不确定度的评估指南》,对于只涉及积或商的模型,例如:cN=m/v,合成标准不确定度为:
urel(1-3)=6.39×10-4
综合上述多种不确定因素,铵标准使用液配制过程中引入的不确定度为:
3.2 工作曲线引入的不确定度urel(2)
a.) 标准曲线引入的不确定度urel(2-1):根据HJ 535-2009《水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法》配制成一系列标准溶液,显色后测定其吸光度(见表1)。
表1:氨氮标准曲线
序号
加入铵标(以N计)质量,ug
吸光度,A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
2
10
20
30
40
50
70
100
0.000
0.011
0.055
0.115
0.173
0.234
0.288
0.408
0.574
设y(吸光度)对x(含量)的回归直线方程为y=a+bx,其中,a为标准曲线的截距,b为标准曲线的斜率。采用Excel自动拟合得到拟合函数:y=0.005772x,即:a=0,b=5.772×10-3,相关系数r=0.9999。
urel(1-2)=2.13×10-3
c.) 500mL移液管移取标准贮备液引入的不确定度urel(1-3):按检定证书,500mL 单标线吸管(A级)最大允差为0.25mL,假定为三角分布,则校准体积的相对标准不确定度为2.04×10-4(计算过程略);在±5℃引起的体积变化为0.525mL,按均匀分布,则温度引起的体积标准不确定度为0.303mL,其相对标准不确定度为6.06×10-4,所以,500mL单标线吸管相对合成标准不确定度为:
式中,u(c)为质量m和体积v的合成标准测量不确定度,mg/L;
u(m)为质量m的标准测量不确定度,ug;
u(v)为体积v的标准测量不确定度,mL。
2.ห้องสมุดไป่ตู้ 取样体积引入的相对不确定度urel(v)
所取水样用50mL单标线吸管移取。查JJG 196-2006《常用玻璃量器检定规程》,A级50mL单标线吸管的容量允差为0.05mL,根据JJF 1059-1999《测量不确定度评定与表示》的规定,标定体积为三角分布,则容量允差引入的不确定度为:u(△V)=0.050/√6 。
综上所述,校准贮备液不确定度为:
b.) 5mL移液管移取标准贮备液引入的不确定度urel(1-2):按检定证书,5mL 单标线吸管(A级)最大允差为0.025mL,假定为三角分布,则校准体积的相对标准不确定度为0.00204(计算过程略);在±5℃引起的体积变化为0.00525mL,按均匀分布,则温度引起的体积标准不确定度为0.00303mL,其相对标准不确定度为6.06×10-4,所以,5mL单标线吸管相对合成标准不确定度为: