ICP-AES法測(cè)定礦石中鉬的測(cè)量不確定度評(píng)定

云作敏,蘇 丹,張麗娟

(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局研究所,吉林長(zhǎng)春 130012)

ICP-AES法測(cè)定礦石中鉬的測(cè)量不確定度評(píng)定

云作敏,蘇 丹,張麗娟

(吉林省有色金屬地質(zhì)勘查局研究所,吉林長(zhǎng)春 130012)

采用ICP-AES法對(duì)礦石中鉬的測(cè)量不確定度的評(píng)定,詳細(xì)地闡述了對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中所引入的不確定度來源進(jìn)行分析,并對(duì)各部分不確定度分量進(jìn)行量化計(jì)算,提出了量化過程所需各參數(shù)的采集和統(tǒng)計(jì)計(jì)算方法,得出合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度,擴(kuò)展不確定度,并以不確定度的形式給出測(cè)定結(jié)果。

ICP-AES;鉬;不確定度

測(cè)量不確定度是衡量分析測(cè)試結(jié)果的尺度。不確定度越小,測(cè)量結(jié)果與真實(shí)值越接近,其質(zhì)量越高,數(shù)據(jù)越可靠。所以,測(cè)量結(jié)果必須有不確定說明才是完整并有意義[1],在經(jīng)濟(jì)全球化的今天,測(cè)量不確定度評(píng)定與表示方法的統(tǒng)一是科技交流和國(guó)際貿(mào)易的需要,在實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理和質(zhì)量保證中尤為重要[2,3]。本文采用ICP-AES法對(duì)礦石中鉬的整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程所能引入的測(cè)量不確定度進(jìn)行分析,并對(duì)樣品的測(cè)定結(jié)果進(jìn)行了不確定度評(píng)定。

1 樣品處理及數(shù)學(xué)模型的建立

準(zhǔn)確稱取0.250 0 g樣品于25 mL聚四氟乙烯坩堝中,用少量去離子水潤(rùn)濕樣品,依次加入3 mL HNO3、5 mL HF、1 mL HClO4、1 mL HCl,將坩堝置于電熱板上加熱分解樣品,加熱至白煙冒盡,取下加入1 mL HCl浸取及少量去離子水吹洗杯壁,置于電熱板上微熱溶解鹽類至溶液清亮,取下冷卻,將溶液洗入100 mL容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻,澄清待測(cè)。

根據(jù)工作曲線計(jì)算待測(cè)溶液中Mo的含量,其數(shù)學(xué)模型:

式中ωMo為礦石中鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%;C為待測(cè)溶液中被測(cè)元素的質(zhì)量濃度/μg·mL-1;V為待測(cè)溶液的定容體積/mL;M為樣品稱樣量/g。

2 分析不確定度來源

由實(shí)驗(yàn)方法的數(shù)學(xué)模型及其他有關(guān)信息分析,測(cè)量不確定度的主要來源是樣品的稱量過程、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置過程、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合過程、容量瓶的定容過程、樣品的重復(fù)測(cè)定、儀器自身的穩(wěn)定性等。

3 分析及量化不確定度分量

3.1 稱量過程引入的不確定度 urel(m)

稱量時(shí)引入的不確定度主要有天平的準(zhǔn)確性和天平的變動(dòng)性。天平的準(zhǔn)確性是由天平的線性不確定度和天平分辨力的不確定度合成的。檢定證書給出的天平線性為0.20 mg,按均勻分布計(jì)算u1(m)= 0.20/3=0.115 mg;本次采用萬分之一的天平,天平的分辨力為0.1 mg,所以u(píng)2(m)=0.29×0.1=0.029 mg。天平的變動(dòng)性可對(duì)同一樣品進(jìn)行重復(fù)稱量5次,計(jì)算得到u3(m)=0.001 4 mg。因此稱量所引入的不確定度u(m)可以根據(jù)公式=++計(jì)算得出u(m)=0.118 mg,實(shí)驗(yàn)中稱取樣品的質(zhì)量為 0.250 0 g,其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel-1=u(m)/m=0.118 mg/0.250 0 g=0.944×10-3。

3.2 樣品定容過程引入的不確定度 urel(V100)

3.2.1 容量瓶所給出體積偏差的不確定度

根據(jù) G B12806-91《容量計(jì)算器具鑒定系統(tǒng)》[4],對(duì)于100 mL的容量瓶給出的不確定度為±0.1 mL,按均勻分布計(jì)算u(V100)1=0.1/3=0.058 mL其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V100)1=0.58×10-3。

3.2.2 工作溫度與校正溫度不同引入的體積不確定度

實(shí)驗(yàn)室的溫度在±5℃內(nèi)變化,水的膨脹系數(shù)為2.1×10-4℃[3]。按均勻分布計(jì)算,所以其100 mL容量瓶體積變化為100×5×2.1×10-4=0.105 mL。

按均勻分布計(jì)算其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度u(V100)2= 0.105/3=0.061 mL。所以u(píng)rel(V100)2=0.061/100= 0.61×10-3。

3.2.3 讀數(shù)重復(fù)性引入的不確定度

對(duì)于100 mL容量瓶,用純水定容10次,稱重,按照A類不確定度計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)偏差為urel(V100)3=

引入的各不確定度分量之間相互獨(dú)立,根據(jù)公式=+=(0.944×10-3)2+(0.84× 10-3)2得出urel-2=1.26×10-3。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程引入的不確定度 u2

為消除基體干擾,做到標(biāo)準(zhǔn)溶液基體與樣品基體相匹配,本方法采用國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)G BW07238和G BW07239作為標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與樣品的處理方法相同。所以不確定度來源有稱量ub(m)和定容過程ub(v)。以上已經(jīng)算出在稱量和定容時(shí)帶入的不確定度為1.26×10-3,而每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)都是相互獨(dú)立的,所以標(biāo)準(zhǔn)溶液配制過程引入的不確定度urel-3=2×1.26×10-3=1.78×10-3。

3.4 樣品的重復(fù)測(cè)定引入的不確定度u3

4 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的合成

引入不確定度的各分量之間彼此相互獨(dú)立、互不相干,根據(jù)以上所得數(shù)值可以計(jì)算出整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的總相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定urel,公式如下:

所以總相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度uc=0.003 638。

5 標(biāo)準(zhǔn)不確定度的擴(kuò)展

擴(kuò)展不確定度是由合成不確定度uc乘以包含因子k得到,實(shí)驗(yàn)采用的置信概率為95%,其對(duì)應(yīng)的包含因子k=2[5]。所以擴(kuò)展不確定度U=k×uc= 2×0.003 638=0.007。

6 結(jié)果的表示

測(cè)定結(jié)果表示為(0.236±0.007)%(k=2)。

7 結(jié)果分析

通過對(duì)各分量的不確定度數(shù)值分析可知,不確定度的主要來源是標(biāo)準(zhǔn)曲線和樣品的重復(fù)測(cè)定,在操作中應(yīng)加以重視,其余部分在實(shí)際評(píng)定中可以忽略。

[1] 國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局計(jì)量司組編.測(cè)量不確定度評(píng)定與表示[M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2003.

[2] 柯瑞華.化學(xué)成分測(cè)量不確定度的評(píng)定[J].冶金分析,2004,24 (1):63-68,72.

[3] JJF1059-1999,測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示[S].

[4] G B12806-91,容量計(jì)算器具鑒定系統(tǒng)[S].

[5] 羅毅.化學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)[M].北京:中國(guó)科學(xué)出版社,2000.

Evaluation of the Measurement Uncertainty of Mo in Ore by ICP-AES

YUN Zuo-min,SU Dan,ZHANGLi-juan
(Geologial Exploration Bureau of Nonferrous Metals of Jilin Province,Changchun130012,China)

The paper introduced the evaluation of the measurement uncertainty of Mo by ICP-AES.The sources of uncertainty resulted from measuring process were discussed and calculated.Various parameters and calculation methods were illustrated.At last the combined standard uncertainty,the expanded uncertainty,the expanded uncertainty and the confidence interval of results were reported.

ICP-AES;Mo;uncertainty

O657

A

1003-5540(2011)04-0071-02

云作敏(1968-),女,高級(jí)工程師,主要從事巖石和土壤的分析測(cè)試工作。

2011-05-15