高氯酸重量法測定錳硅合金中硅含量的不確定度評定

張秀麗

（新疆有色金屬研究所烏魯木齊830000）

高氯酸重量法測定錳硅合金中硅含量的不確定度評定

張秀麗

（新疆有色金屬研究所烏魯木齊830000）

本文按照國標(biāo)GB∕T5686.2-2008中高氯酸重量法測定錳硅合金中的硅含量，依據(jù)中華人民共和國國家計量技術(shù)規(guī)范中的JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》中對于不確定度的計算方式，來判斷其分析結(jié)果的不確定度。

高氯酸重量法錳硅合金硅不確定度評定

1 前言

很多重要的決策都是建立在化學(xué)定量分析的結(jié)果基礎(chǔ)上，當(dāng)我們使用分析結(jié)果來作為決策依據(jù)的時候，很重要的一點(diǎn)是必須對這些結(jié)果的質(zhì)量有所了解，自我國JJF1059—1999規(guī)范發(fā)布以后,對于檢測分析實(shí)驗(yàn)室,理化檢驗(yàn)的結(jié)果都需要進(jìn)行不確定度的評定與表示。測量不確定度是對測量結(jié)果質(zhì)量和水平的科學(xué)表達(dá)。對不確定度的評定是依據(jù)國際、國內(nèi)相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求,也是滿足客戶、消費(fèi)者和其他各方面對不確定度評定的期望和需求。

重量法測定錳硅合金中的硅，是國標(biāo)的方法，也是適用范圍最廣、最經(jīng)典的分析方法。在所有重量法中，高氯酸脫水重量法測定硅最為常用。本文將就高氯酸脫水重量法測定硅錳合金中硅含量的不確定度進(jìn)行分析，探討實(shí)驗(yàn)室中方法的準(zhǔn)確性。

2 分析試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)原理

稱取3.0000g試樣，用過氧化鈉在坩堝中熔解，以水浸取，以高氯酸蒸發(fā)冒煙使硅酸脫水。經(jīng)過濾洗滌后，將沉淀于1100℃灼燒至恒量，加氫氟酸使硅形成四氟化硅，揮發(fā)除去，再灼燒至恒量，通過稱量氫氟酸處理前后的重量差，計算硅的百分含量。

2.2 儀器設(shè)備

MettlerToledo電子分析天平：萬分之一，檢定允許差：±0.0001g；鉑金坩堝約23g。

2.3 數(shù)學(xué)模型

式中：m1為氫氟酸處理前沉淀質(zhì)量(g)；m2為氫氟酸處理后殘?jiān)|(zhì)量(g)；m3為氫氟酸處理前空白試驗(yàn)的沉淀質(zhì)量(g)；m4為氫氟酸處理后空白試驗(yàn)的殘?jiān)|(zhì)量(g)；m0為試料量(3.0000g）；0.04674為二氧化硅換算為硅的換算系數(shù)。

從上述數(shù)學(xué)模型和測量過程分析。測量過程不確定度主要來源有：測量過程的重復(fù)性引起的測量不確定度；稱樣引起的測量不確定度；坩堝和沉淀稱量引起的測量不確定度。

3 不確定度的來源分析

⑴測量過程的重復(fù)性引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u1（A類不確定度）；

⑵稱樣引起的測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u2；

⑶樣品處理過程中稱量引起的測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度u3。

4 各測量不確定度分量的評定

4.1 測量重復(fù)性引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

對同一樣品進(jìn)行了12次平行測量，其測定結(jié)果見表1。

表1 測量結(jié)果及硅含量的計算

4.2 稱取試樣引起的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

測量時稱取試樣3.0000g，天平允差為±0.0001 g，按矩形分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：，線性分量應(yīng)重復(fù)計算兩次，一次為空盤，另一次為毛重，產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2×0.0000582=0.000082g，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4.3 樣品處理過程中稱量引起的測量相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

樣品處理過程中的稱量共進(jìn)行了4次，分別為數(shù)學(xué)模型中的m1、m2、m3及m4。

所用天平的允差為±0.0001g，按矩形分布處理，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為，線性分量應(yīng)重復(fù)計算兩次，一次為空盤，另一次為毛重，產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為2×0.0000582=0.000082g，相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

4.4 合成相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4.5 擴(kuò)展不確定度

在95%的置信概率下，包含因子k=2

則U=k×Ucrel×w(Si)∕10-2=2×0.37%×10.37=0.08%

5 結(jié)語

氫氟酸重量法測定錳硅合金試樣中硅含量不確定度報告如下：按照GB∕T5686.2-2008所規(guī)定的測量程序，被測樣品中Si含量結(jié)果為10.37%；其擴(kuò)展不確定度U=0.08%，樣品中硅含量為：10.37%±0.08%,即有95%的可能性在10.29%～10.45%之間。

[1]JJF1059-1999.測量不確定度評定與表示.

[2]GBT5686.2-2008.錳鐵、錳硅合金、氮化錳鐵和金屬錳硅含量的測定鉬藍(lán)光度法、氟硅酸鉀滴定法和高氯酸重量法.

[3]趙燕，等.重量法測定硅鐵中硅的測量不確定度評定，山東冶金.2012,34(4).

收稿：2015-07-10

10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.06.032