原子吸收法測定苦丁茶中鋅的不確定度評定

董宏博，趙文秀，崔桂花 (吉林醫(yī)藥學(xué)院化學(xué)教研室，吉林吉林132013)

在理化分析過程中，一切測量都是不可避免地具有不確定度。計量學(xué)家提出的測量不確定度的定義為“表達(dá)合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”［1］。測量不確定度是通過有限次測量，以及經(jīng)驗、資料等信息實現(xiàn)可操作性，是經(jīng)典誤差理論的發(fā)展和完善。估計分析結(jié)果的不確定度是化學(xué)定量分析的主要任務(wù)之一，依此確定分析測定質(zhì)量的最佳結(jié)果范圍。本研究將苦丁茶樣品用濕法消化處理，用火焰原子吸收光譜法測定了其中的鋅元素，對不確定度進(jìn)行了分析。

1 測量方法

1.1 主要儀器與試劑

9600-A型火焰原子吸收分光光度計;FA1104型電子天平。鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液1 g/L，國家鋼鐵材料測試中心。

1.2 方法步驟

將被測樣品苦丁茶80℃烘干4 h。準(zhǔn)確稱取樣品1.000g，于50 mL錐形瓶中，加濃HNO320 mL，密封過夜，次日加HClO45 mL，置電熱板上緩慢加熱消化，至溶液呈無色透明，近干為止。冷卻后，轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，用3%HNO3定容至刻線，混勻備用。用原子吸收光譜儀在213.9 nm處測量樣品的吸光度。

2 數(shù)學(xué)模型

當(dāng)測定結(jié)果以ω表述時:

式中:ω——試樣中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mg/g)

C——試樣溶液中鋅的濃度(μg/mL)

V——試樣消化液定容后的體積(mL)

m——試樣的重量(g)

合成不確定度為

3 不確定度分量主要來源分析及定量

3.1 C的不確定度

C的不確定度由4部分組成:其一是由標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度-吸光度擬合直線時所產(chǎn)生的不確定度 u1(C);其二是由標(biāo)準(zhǔn)貯備液配制標(biāo)準(zhǔn)濃度系列時所產(chǎn)生對C的測量帶來的不確定度u2(C);其三是樣品平行試驗數(shù)據(jù)重復(fù)性引起的測量不確定度u3(C);其四是樣品在消解過程中帶來的不確定度u4(C)。

3.1.1標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合引入的不確定度(A類不確定度)u1(C)

用原子吸收光譜儀分別測定鋅標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度。用最小二乘法對表1中數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到直線方程 A=a·C+b，其中 a=0.100 68，b=0.033 45(A為吸光度;C為鋅的濃度μg/mL)。

表1 鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和吸光度

樣品平行測定6次(A為 0.358 9、0.361 3、0.375 4、0.351 9、0.388 0、0.381 6)。由直線方程求得平均濃度C樣=3.338 μg/mL。

則C樣的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

則C樣相對不確定度為

3.1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液配制引起的不確定度(B類不確定度)u2(C)

1)標(biāo)準(zhǔn)貯備液質(zhì)量濃度的不確定度分量

根據(jù)說明書，1 g/L鋅標(biāo)準(zhǔn)貯備液相對不確定度為1%，視其為正態(tài)分布處理K值取3，其引入的相對不確定度為:

2)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列的不確定度分量

實驗時，用10 mL分度移液管移取鋅標(biāo)準(zhǔn)貯備液于200 mL容量瓶定容，制成50 mg/L使用液。再用10 mL分度移液管從200 mL容量瓶中分別移取0.5、1.0、2.0、4.0、6.0 mL 溶液至50 mL 容量瓶中定容，配成標(biāo)準(zhǔn)系列。

因此

3.1.3樣品測量重復(fù)性引起的不確定度(A類不確定度)u3(C)

對樣品進(jìn)行6次重復(fù)性測定，測定結(jié)果的平均值為 3.338 μg/mL，標(biāo)準(zhǔn)偏差 s=0.14 μg/mL，單次測定結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

則相對不確定度為:

3.1.4樣品在消解過程中引起的不確定度(A類不確定度)u4(C)

則標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

相對不確定度為:

以上四項合成得

3.1.5空白試劑引入的不確定度

實驗所用的試劑均為優(yōu)級純，符合標(biāo)準(zhǔn)要求，因而扣除空白所致的鋅含量微小變化產(chǎn)生的影響，可忽略［4］。

3.2 天平引入的不確定度(B類不確定度)u(m)

稱取樣品1.000 0 g。天平的計量證書指出，稱量誤差為±0.1 mg，按均勻分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

相對不確定度為:

3.3 樣品定容體積引入的不確定度(B類不確定度)u(V)

樣品消解后定容為25.00 mL，溶液不經(jīng)稀釋直接測定，不確定度來源:

3.3.1體積校準(zhǔn)時引入的不確定度

20℃時，25 mL容量瓶(A級)的容量允許誤差為±0.03 mL［2］，按三角形分布計算，則其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

3.3.2溫度變化所引入的不確定度

假設(shè)實驗室溫度在±3℃內(nèi)變動，水的膨脹系數(shù)為2.1×10-4，其體積的變化為2.1×10-4×3×25=0.016 mL，按均勻分布計算標(biāo)準(zhǔn)不確定度:

合成得樣品定容體積V引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:

則相對不確定度為:

4 不確定度的合成

5 擴(kuò)展不確定度分析

取包含因子k=2，置信概率P=95%，則擴(kuò)展不確定度為

6 結(jié)果報告

苦丁茶中鋅的分析結(jié)果為:

7 結(jié)論

通過計算和分析表明，在本次實驗中，影響不確定度的主要因素是重復(fù)性測定、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合和樣品的消解過程，而樣品質(zhì)量及定容體積對不確定度的影響可以忽略不計。

［1］曹宏燕.分析測試中測量不確定度及評定:第一部分 測量不確定度概述［J］.冶金分析，2005，25(1):77-81.

［2］曹宏燕.分析測試中測量不確定度及評定:第三部分 分析測試中主要不確定度分量的評定［J］.冶金分析，2005，25(3):82-87.

［3］鄒云娣.水中揮發(fā)酚的測量不確定度評定［J］.環(huán)境監(jiān)測管理技術(shù)，2004，16(2):30-32.

［4］劉長勇.石墨爐原子吸收光譜法測定番茄醬中鉛含量的測量不確定度分析［J］.石河子大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2005，23(3):283-285.