多孔粒狀硝酸銨中游離水含量測定不確定度評定

馮金艷

【摘 要】 論述了卡爾·費休容量法測定多孔粒狀硝酸銨中游離水含量測定過程中不確定度產生的原因和計算方法。從而計算出了多孔粒狀硝酸銨中游離水含量相對標準擴展不確定度，并對測定結果進行了表述。

【關鍵詞】 多孔粒狀硝酸銨游離水不確定度評定

多孔粒狀硝酸銨是一種重要的化學肥料和化工原料，國內外有著廣泛的應用市場，需求量不斷擴大。但由于多孔粒狀硝酸銨具有吸水結塊的缺點，嚴重影響了它的使用性能。因此，多孔粒狀硝酸銨中游離水的含量，成為衡量其品質和用途的重要依據。科學合理的評定多孔粒狀硝酸銨中游離水的含量測定結果的不確定度，對于多孔粒狀硝酸銨中游離水含量的量值確定和硝酸銨用戶具有重要意義。本文按照GB/T2947-2002《尿素、硝酸銨中游離水含量的測定》[1]中的卡爾費休法測定多孔粒狀硝酸銨中游離水含量，根據JJF1059-1999《測量不確定度評定和表示》[2]及其技術規范的要求分析計算了該測定水平下硝酸銨中游離水含量測定結果的不確定度。

1、多孔粒狀硝酸銨中游離水含量測定

1.1藥品與儀器

電子天平（萬分之一）、瑞士產703型卡氏水分儀、50微升注射器、分析純卡爾費休試劑、分析純甲醇

1.2測量方法

使用703型卡氏水分儀進行背景滴定，滴定完畢后，50微升注射器稱量蒸餾水25微升，進行滴定度分析，并記錄消耗卡爾費休試劑體積數備用。用稱量管稱量1～5克多孔粒狀硝酸銨樣品，迅速倒入滴定容器中，立即蓋好橡皮塞。攪拌至多孔粒狀硝酸銨溶解，用卡爾費休試劑滴定并記錄消耗體積數。

2、建立數學模型

多孔粒狀硝酸銨中水分質量分數：

X＝

T——卡爾費休試劑對水的滴定度，mg/ml;

V——滴定消耗卡爾費休試劑的體積，ml;

m——多孔粒狀硝酸銨的質量，g;

X——多孔粒狀硝酸銨中水分質量分數,%;

3、不確定度來源

3.1重復性引入的不確定度。

3.2多孔粒狀硝酸銨樣品質量引入的不確定度。

3.3滴定樣品消耗卡爾費休試劑體積引入的不確定度。

3.4標定卡爾費休試劑滴定度引入的不確定度。

4、不確定度評定

4.1重復性引入的不確定度分量。

標定重復性引起的不確定度以重復性的標準差表示，測量結果如下：

多孔粒狀硝酸銨中水分質量分數的標定結果（n＝10）

據貝賽爾公式，

=0.0082

uArel（x）＝=0.033

4.2多孔粒狀硝酸銨質量引起的相對不確定度分量

稱量多孔粒狀硝酸銨引入的不確定度來源主要為天平的最大允許誤差，依據天平的說明書，天平的最大允許誤差為0.1mg，天平線性為±0.2mg，均為矩形分布，因此最大允許誤差引入的不確定度為

U1=＝0.000058g

U2= =0.00012g

合成不確定度為：

U(m)= =0.00018 g

urel（m）＝＝0.00012

4.3滴定多孔粒狀硝酸銨樣品消耗卡爾費休試劑體積引入的不確定度分量。

化驗室溫度在（20±4）℃內波動，溫度引起的體積變化區間為±0.365×4×2.1×10-4=0.00031ml按矩形分布，因此引入的不確定度為：

U1=ml

根據水分儀儀器技術標準要求體積引起的標注偏差為0.0001 ml引入的不確定度:

U2=

U(v)=

urel（v）＝

4.4標定卡爾費休試劑滴定度引起的不確定度分量

4.4.1標定滴定度重復性引起的不確定度分量

標定重復性引起的不確定度以重復性的標準差表示，測量結果如下：

滴定度的標定結果（n＝10）

據貝賽爾公式，

=0.0054mg/ml

uArel（T）＝=0.00053

4.4.2稱量蒸餾水質量引入的不確定度分量

稱量蒸餾水質量引入的不確定度來源主要為天平的最大允許誤差，依據天平的說明書，天平的最大允許誤差為0.1mg，天平線性為±0.2mg，均為矩形分布，因此最大允許誤差引入的不確定度為

U1=＝0.000058g

U2=g

合成不確定度為：

U(m)= =0.00018 g

urel（m）＝＝0.0072

4.4.3滴定度分析消耗卡爾費休液體積的數值的相對不確定度。

化驗室溫度在（20±4）℃內波動，溫度引起的體積變化區間為±7.736×4×2.1×10-4=0.0065ml按矩形分布，因此引入的不確定度為：

U1=ml

根據水分儀儀器技術標準要求體積引起的標注偏差為0.0001 ml引入的不確定度:

U2=

U(v)=

urel（v）＝

4.4.4標定卡爾費休試劑滴定度的相對標準不確定度為：

UxBrel(x)==0.0072mg/ml

U==0.0072

urel（t）＝

5、多孔粒狀硝銨中游離水含量平均值的相對標準不確定度

多孔粒狀硝酸銨中水分質量分數平均值的相對標準不確定度為：

UxBrel(x)=

=

=0.0023

6、多孔粒狀硝酸銨中水分質量分數平均值的擴展不確定度

取包含因子k＝2，則多孔粒狀硝酸銨中游離水含量平均值的擴展不確定度為：

U(x)=kuc（x）＝2×× x

＝2××0.08

＝0.0053

7、 多孔粒狀硝酸銨中游離水含量測定結果

多孔粒狀硝酸銨中游離水含量測定結果表示如下：

X=（0.08±0.0053）%（k＝2置信概率95%。）

參考文獻

［1］GB/T2947-2002《尿素、硝酸銨中游離水含量的測定》

［2］JJF1059-1999《測量不確定度評定和表示》

注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。