石墨炉原子吸收法测定水中银质量分数不确定度的评定
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【摘要】根据测量不确定度评定与表示理论,采用石墨炉原子吸收法测定水中银测量不确定度,通过计算和评定,得出该法测定水中银质量分数的测量结果为21.1µg/L 时,取包含因子 k=2 (约95%置信概率),扩展不确定度 U=0.8 µg/L。该不确定度评价方法在实际工作中具有较强的实用价值。
【关键词】石墨炉原子吸收不确定度
中图分类号:R115 文献标识码:A 文章编号:1005-0515(2010)03-030-03
1实验部分
1.1仪器与试剂
PE-AA800原子吸收光谱仪(PE公司);银标准储备液(1000µg/mL,国家标准物质中心);HNO3(优级纯);磷酸二氢铵(优级纯);水为超纯水。
1.2实验方法
按GB/T5750.6(12)- 2006《银的无火焰原子吸收分光光度法》检测,重复6次测定水中银的质量分数。
1.3测试过程
吸取10.00mL水样,加1.0mL磷酸二氢铵溶液,上AA-800测定。
1.4测试原理
样品经适当处理后,注入石墨炉原子化器中,所含银粒子在石墨管内经原子化高温原子化后,吸收来自同种元素空心阴极灯发射的328.1nm共振线,其吸收量与银质量分数成正比,与标准液比较定量。
1.5数学模型
式中:
ω(Ag) :样品中银的质量分数,µg/L ;
ρ:样液中扣除试剂空白后银的质量浓度,ng/mL;
V1 :测定样品的体积,mL;
V :原水样体积,mL。
1.6实验数据
吸取加标水样10.0mL,加1.0mL磷酸二氢铵溶液,直接测定6次,样液中银的质量浓度为21.1µg/L。
2结果与讨论
2.1测量不确定度的来源分析
2.1.1水样吸取时产生的不确定度:来自于移液管的精度。
2.1.2在对水样中银的质量浓度测定时产生的不确定度:来自原子吸收光谱仪通过标准曲线求得质量浓度所产生的不确定度,标准溶液的纯度、标准储备液稀释时产生的不确定度,样液重复测量所产生的不确定度,AAS校准过程产生的不确定度。
2.2不确定度各分量的分析和计算
2.2.1样品量m的标准不确定度u(m)
使用10.0mL的无分度吸管量取样液,其标准不确定度来源为:
(1)吸管体积的不确定度。检定证书给定容量允差为±0.01mL,按均匀分布,则不确定度分量:
(2)充满液体至吸管刻度的估读误差。通过重复测定10次,统计出标准偏差为0.0092,则不确定度分量:
(3)吸管和溶液的温度与校正时的温度不同引起的体积不确定度。假设温差为2℃,水膨胀系数为2.1×10-4,P=0.95(k = 1.96), 体积变化:
V×液体的膨胀系数×ΔT=10×2.1×10-4×2=0.0042mL
则不确定度分量:容器的最小刻度
(4)人员读数带来的不确定度。10mL无分度吸管的最小刻度为0.1mL,则人员读数不确定度:
则10.0mL无分度吸管带来的不确定度为:
则10.0mL无分度吸管带来的相对不确定度为:
2.2.2标准物质不确定度
2.2.2.1标准储备液的不确定度u(ρ)
银标准储备液(GSB041712-2004)为国标中心提供,质量浓度为:(1000±1)μg/mL(k=3)
则银标准储备液的标准不确定度为:
u(ρ)0.333µg/mL
urel(ρ) = ρ = 1000µg/mL= 0.0333%
2.2.2.2 稀释过程引入的不确定度
稀释过程:用1mL移液器吸取1mL银标准储备液,置于100mL容量瓶(A级)中,用1%硝酸溶液定容至刻度,制成10µg/mL的银标准使用液。
则稀释因子f = f100
(1) 移液器导致的不确定度
容量允差:
根据JJG646-1990《定量、可调移液器试行检定规程》规定1mL可调移液器吸取1mL时容量允差为1.5%,容量允差包括体积校准;充满液体至滴定管刻度
的变动性(重复性),人员读数,取矩形分布:
温度带来的不确定度:假设3℃ 差异,P=0.95,体积变化为
移液器带来的合成不确定度为
相对不确定度:
(2) 容量瓶带来的不确定度
体积带来的不确定度分量:JJG646-1990《常用玻璃量器》规定,20℃时100mL容量瓶(A级)的容量允差为±0.10mL,取矩形分布,则容量瓶体积带来的不确定度:
温度带来的不确定度分量:
⊿V = V×液体膨胀系数×⊿T = 100×2.1×10-4 ×3 = 0.063mL
容量瓶带来的合成不确定度:
相对不确定度:
(3)稀释因子带来的相对不确定度:
由标准物质在稀释过程中带来的不确定度:
2.3最小二乘法拟合标准曲线校准产生的不确定度
2.3.1拟合过程
采用4个浓度水平的银标准溶液,用石墨炉法分别测定两次,得到相应的吸光值y,用最小二乘法进行拟合,得到直线方程和相关系数。
直线方2程:y=α+bC
式中 α——为直线截距;
b——为直线斜率,也称回归系数。
对样品测定液进行了6次测量,由直线方程求得平均质量浓度:C = 21 ......
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