生活飲用水中總鐵含量測(cè)定不確定度評(píng)定

王麗 楊永紅

摘 要：分析了采用二氮雜菲分光光度法測(cè)飲用水中總鐵不確定度的來源，即標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度產(chǎn)生的相對(duì)不確定度、工作曲線擬合產(chǎn)生的相對(duì)不確定度以及方法本身產(chǎn)生的不確定度，發(fā)現(xiàn)不確定度的主要來源是方法誤差和工作曲線擬合。因此，在測(cè)定中，應(yīng)注意這兩方面的控制，以提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。

關(guān) 鍵 詞：飲用水；總鐵；不確定度；分光光度法

中圖分類號(hào)：O 657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0460（2015）07-1674-03

Uncertainty Evaluation of Measurement of Total Iron Content in Drinking Water

WANG Li，YANG Yong-hong

（Xinjiang Institute of Light Industry Technology， Xinjiang Wulumuqi 830021，China）

Abstract： Sources of uncertainty in determination of total iron in drinking water by phenanthroline spectrophotometric method were analyzed， including the concentration of standard solution， the working curve fitting， the method itself. Its found that the main source is the method error and working curve fitting. Therefore， in order to improve the accuracy of measurement results， the control of these two aspects should be paid attention to in the measurement.

Key words： Drinking water ； Total iron ； Uncertainty ； Spectrophotometric method

測(cè)量不確定度是表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測(cè)量不確定度作為測(cè)量結(jié)果質(zhì)量的量化指標(biāo)，越來越受到重視。本文依據(jù)JJF1059-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》[1]以及《化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南》[2]，對(duì)二氮雜菲法測(cè)水中總鐵含量的不確定度進(jìn)行了評(píng)定，分析了不確定度的來源，從而在檢測(cè)過程中進(jìn)行質(zhì)量控制，提高測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度。

1 實(shí)驗(yàn)部分[3]

1.1 測(cè)量原理

在pH3～9條件下，低價(jià)鐵離子與二氮雜菲形成穩(wěn)定的橙色配合物，在波長(zhǎng)510 nm處有最大吸收。水樣先經(jīng)加酸煮沸溶解難溶的鐵化合物，同時(shí)消除氰化物、亞硝酸鹽、多磷酸鹽的干擾。加入鹽酸羥胺將高價(jià)鐵還原為低價(jià)鐵，消除氧化劑的干擾。

1.2 儀器試劑

鐵標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液（100 μg/mL）：稱取0.702 2 g硫酸亞鐵銨[（NH4）2Fe（SO4）2?6H2O]溶于少量純水，加3 mL HCl（ρ20=1.19 g/mL）于容量瓶中，用純水定容至1 000 mL。

鐵標(biāo)準(zhǔn)溶液（10.0μg/mL）：吸取10.00 mL鐵標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，移入容量瓶中，用純水定容至100 mL，使用時(shí)現(xiàn)配。

鹽酸羥胺溶液（100 g/L）（用時(shí)配制）；二氮雜菲溶液（1.0 g/L）；乙酸銨緩沖溶液（pH4.2）；鹽酸溶液（1+1）；鐵標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（10.0 ?g/mL）（用時(shí)配制）。

錐形瓶150 mL、具塞比色管50 mL、722N分光光度計(jì)。

1.3 分析步驟

吸取50.0 mL混勻的水樣于150 mL錐形瓶中。 另取150 mL錐形瓶8個(gè)，分別加入鐵標(biāo)準(zhǔn)使用溶液0、0.25、0.50、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL，各加純水至50 mL。 向水樣及標(biāo)準(zhǔn)系列錐形瓶中各加4 mL鹽酸溶液和1 mL鹽酸羥胺溶液，小火煮沸濃縮至約30 mL，冷卻至室溫后移入50 mL比色管中。向水樣及標(biāo)準(zhǔn)系列比色管中各加2 mL二氮雜菲溶液，混勻后再加10.0 mL乙酸銨緩沖溶液，各加純水至50 mL混勻，放置10～15 min。

與510 nm波長(zhǎng)，用2 cm比色皿，以純水為參比，測(cè)量吸光度。 繪制工作曲線，從曲線上查出樣品管中鐵的質(zhì)量。

2 數(shù)學(xué)模型

飲用水中總鐵的質(zhì)量濃度：

式中：ρ（Fe）—飲用水中總鐵濃度，mg/L；

m—標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得樣品管中鐵的質(zhì)量，μg；

V—水樣體積，mL。

3 不確定度的來源

（1）由標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度引入的不確定度ur（x1）；

（2）由工作曲線擬合引入的不確定度ur（x2）；

（3）由方法誤差引入的不確定度ur（x3）。

4 由標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度引起的不確定度 ur（x1）[4]

標(biāo)準(zhǔn)溶液在配制過程中會(huì)產(chǎn)生不確定度，標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度會(huì)直接影響測(cè)定結(jié)果的不確定度。硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的不確定度來源主要有：硫酸亞鐵銨純度引起的不確定度、天平稱量引起的不確定度、容量瓶定容引起的不確定度、儲(chǔ)備液稀釋引起的不確定度。

4.1 硫酸亞鐵銨純度引起的不確定度

硫酸亞鐵銨試劑標(biāo)簽上給出的純度為99.0%±1%，按照矩形分布確定其不確定度，相對(duì)不確定度值為：

4.2 天平稱量引起的不確定度