北方伟业计量集团有限公司
从铅、锌、锡的冶炼废渣中提取和回收铟,已经成为铟生产的重要来源。用火焰原子吸收法测量冶炼废渣中的铟,已经得到广泛使用。在测量过程中,需要用标准溶液在仪器最佳工作条件下,绘制工作曲线来求得铟的质量浓度。如果铟的标准溶液配制不准确,将严重影响分析质量。本文将对铟标准溶液配制中的不确定度因素进行分析和评定,并对母液稀释使用时做注意说明。
1铟标准溶液的配制称取纯金属铟(99.995%)0.5000g于250mL烧杯中,加入(1+1)HNO320mL,盖上表面皿,在电热板上加热,直至完全溶解。取下烧杯,冷却至室温,转入1000mL容量瓶中,用(1+9)HNO3稀释到刻度并摇匀。此溶液铟的质量浓度为ρ(In)=500μg/mL。
2铟标准溶液配制不确定度的来源及评定铟标准溶液质量浓度数学模型为ρ(In)=mP/V式中:ρ(In)—铟的质量浓度m—纯铟的质量P—铟的纯度质量分数V—标准溶液的体积由上式可知,3个输入量m、P、V彼此独立,因此在m、P、V的不确定度u(m)、u(P)、u(V)的评定中,最后都合成它们相应的相对标准不确定度urel(m)、urel(P)、urel(V),最终简单地合成ucrel(ρ),并计算uc(ρ)。
2.1铟的纯度导致的u(P)和urel(P)证书上给出铟的纯度P=(99.995±0.005)%,按矩形分布,u(P)=0.005%槡3=0.000029,urel(P)=0.00002999.995%=2.9×10-5。
2.2铟的质量m的u(m)和urel(m)称量铟的质量,不确定主要来源于分析天平的精度和重复性。根据天平检定证书,天平置信区间为±0.1mg,按矩形分布,精度引起的u1(m)=0.1槡3=0.0577,则u1rel(m)=0.0577500=1.15×10-4。重复性引起的标准不确定度,为天平重复性标准偏差,即u2(m)=0.1,则u2rel(m)=0.1500=2.0×10-4。综上,铟的质量m引起的urel(m)=U21rel(m)+u22rel槡(m)=2.31×10-4。
2.3溶液的体积V的u(V)和urel(V)溶液的体积不确定度主要来源于容量瓶的体积误差、稀释到刻度的误差和温度的影响。根据《JJG196-2006常用玻璃量器检定规程》,1000mL容量瓶体积允差为±0.40mL,按矩形分布,标准不确定度u1(V)=0.40槡3=0.231,则u1rel(V)=0.2311000=2.31×10-4。用蒸馏水对1000mL容量瓶进行充满刻度和称量试验,重复10次,得出标准偏差S,结果为0.02mL,即S(V)=0.02mL=u2(V),则u2rel(V)=0.021000=2.0×10-5。由于配制时的温度,在(20±4)℃范围内随机变化,这一变化区间导致测量结果V出现分散性。由于容量瓶由温度影响产生的V的变化远远小于液体因温度影响的变化,所以只按水的体胀系数2.1×10-4℃-1进行评定。按矩形分布处理,温度引起的不确定度u3(V)=1000×2.1×10-4×4槡3(分子部分为容量瓶体积变化区间)=0.485,则u3rel(V)=0.4851000=4.85×10-4。综合以上三个来源,体积引起的urel(V)=u21rel(V)+u22rel(V)+u23rel槡(V)=5.38×10-4。由以上2.1、2.2和2.3中urel(P)、urel(m)和urel(V)的值合成铟标准溶液的相对标准不确定度Urel=u2rel(P)+u2rel(m)+u2rel槡(V)=5.86×10-4。
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