Ag-DDTC分光光度法測定硫鐵礦和硫精礦中砷含量的測量不確定度評定

馬秀華，林明芬（云浮硫鐵礦企業集團公司，廣東云浮 527300）

Ag-DDTC分光光度法測定硫鐵礦和硫精礦中砷含量的測量不確定度評定

馬秀華，林明芬
（云浮硫鐵礦企業集團公司，廣東云浮 527300）

對Ag-DDTC分光光度法測定硫鐵礦和硫精礦中砷含量的不確定度進行了評定，分析了測量不確定度的來源，包括試樣稱重引入的不確定度、標準溶液濃度引入的不確定度、試樣分取體積引入的不確定度、標準曲線擬合引入的不確定度等。通過評定，標準曲線擬合引入的不確定度最大。

不確定度；硫鐵礦和硫精礦；砷；Ag-DDTC分光光度法；評定

根據CNAS-CL01：2006《檢測和校準實驗室能力認可準則》（ISO／IEC17025：2005）中5.4.6.2條款規定［1］“檢測實驗室應具備并應用評定不確定度的程序”和CNAS-CL07：2006《測量不確定度評估和報告通用要求》中5.4條款規定［2］“檢測實驗室應有能力對每一項有數值要求的測量結果進行測量不確定度評估”，由此測量不確定度評定已成為當前實驗室通過中國合格評定國家認可委員會認可的必要條件之一。同時，測量不確定度作為測量結果質量的量化指標越來越受到世界各國測量領域的重視，也是國際檢測實驗室之間互認和通用準則接軌的基礎。本文采用JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》的評定方法［3］，尋找和分析了不確定度的來源，探討了用Ag-DDTC分光光度法測定硫鐵礦和硫精礦中砷含量不確定度的評定。

1 技術規定

1.1 被測對象

評定Ag-DDTC分光光度法測定硫鐵礦和硫精礦中砷含量的測量不確定度。

1.2 引用文獻

JJF 1059.1—2012《測量不確定度評定與表示》；GB／T 601—2002《化學試劑標準滴定溶液的制備》；GB／T 2464—1996《硫鐵礦和硫精礦中砷含量的測定Ag-DDTC分光光度法》。

1.3 測量方法

用Ag-DDTC分光光度法測定硫鐵礦和硫精礦中砷含量，按照GB／T 2464—1996進行。

1.4 測量過程

具體測量步驟［4］：稱取樣品，加氯酸鉀-硝酸溶解，加硫酸蒸發至冒白煙，冷卻后移入100 mL容量瓶定容。移取V m L該溶液，置于砷化氫氣體發生瓶中，加入硫酸和酒石酸，加水至體積約35 mL，加2 m L二氯化錫，放置15 min，加5 g鋅粒，用10.0 mL砷化氫吸收液吸收40 min，以三氯甲烷沖洗導管至吸收管中，滴加三氯甲烷至10.0 m L。用1 cm吸收池，于分光光度計波長550 nm處，以空白試驗溶液作參比測量吸光度，從工作曲線上查出相應的砷的質量。

工作曲線的繪制：移取砷標準溶液，加入硫酸、酒石酸，加碘化鉀、二氯化錫、加鋅粒，用砷化氫吸收，加三氯甲烷，以零濃度溶液作參比測量其吸光度。以砷濃度為橫坐標，相應的吸光度為縱坐標繪制工作曲線。

1.5 試驗條件

試驗在室溫15～25℃下進行。

1.6 數學模型

試驗應用下列數學模型：

式中：ωAs為砷的質量百分含量／%；m1為從工作曲線上查得被測試樣溶液中砷的質量／μg；m為試樣的質量／g；V分取試樣溶液的體積／m L；V0為容量瓶定容體積，100 mL。

2 不確定度來源的確定和分析

不確定度來源：（1）試樣稱量引入的標準不確定分項u（m）；（2）標準溶液定值引入不確定度分項u（c）；（3）分取試樣體積V引入的不確定度分項u（V）；（4）標準曲線擬合求得m1引入不確定度分項u（m1）。根據以上分析，不確定度來源如圖1所示的因果圖［5］。

圖1 因果圖

3 標準不確定度各分量的評定

3.1 試樣稱量引入的標準不確定分項u（m）的評定

天平制造商給出了±0.2 mg的線性分量，按矩形分布考慮，換算成標準不確定度為：

線性分量用重復計算兩次，一次是空盤，另一次是毛重。

稱取試樣質量m＝0.401 1 g，則：

3.2 標準溶液定值引入的不確定度u（c）

3.2.1 標準溶液引入的相對不確定度

所使用的砷標準溶液GBW（E）080117是由國家質量監督檢驗檢疫總局批準，中國計量科學研究院提供，濃度為100μg／mL，標準證書給出其相對擴展不確定度為0.8%，k＝2，則：

3.2.2 標準溶液初次稀釋過程引入的不確定度

砷標準溶液（100μg／mL）20 mL，用500±0.25 m L容量瓶定容，配制成砷標準溶液c1＝4μg／mL砷標準溶液。

3.2.2.1 容量瓶校準引入的不確定度

制造商提供的容量瓶在20℃的體積為500± 0.25 m L，假設三角形分布。

3.2.2.2 定容時溶液溫度與容量瓶校準時的溫度差異引入的不確定度

水的體積膨脹系數為2.1×10-4／℃，溫度變化范圍為±5℃，近似于矩形分布，其不確定度分項為：

3.2.3 移取標準溶液砷含量系列體積所引起的不確定度

移取含砷4μg、8μg、12μg、16μg、20μg標準溶液：用1 m L分度吸量管（1±0.008 mL）吸取1mL砷標準溶液C1，用2 mL分度吸量管（2±0.012 mL）吸取2 m L砷標準溶液C2，用5 m L分度吸量管（5± 0.025 m L）分別吸取3 mL、4 mL、5 mL砷標準溶液C3、C4、C5，計算其相對標準不確定度如下：

1 mL分度吸量管吸取1mL砷標準溶液C1：

3.3 分取試樣體積V引入的不確定度分項u（V）

試樣經100±0.10 m L容量瓶定容，然后用10± 0.020 mL單標線吸量管吸取V＝10 mL試樣。

3.3.1 容量瓶引入的不確定度

同3.2.2的方法，計算其相對標準不確定度：0.000 73。

3.3.2 單標線吸量管引入的不確定度

同3.2.3的方法，計算其相對標準不確定度：0.001 0。

3.4 標準曲線擬合求得m1引入不確定度分項u（m1）

儀器經預熱，在用空白溶液調零后，分別對五種標準溶液進行3次重復測定，測量數據見表1。

表1 標準溶液中砷含量與吸光度數據表

表1中Yi（I）為減去空白吸光度后所得各標準溶液吸光度值；Y（I）是三次重復測定的平均值；五個標準溶液的排序為i＝1，2，3，4，5，n＝5；每個標準溶液測三次的排序為j＝1，2，3，m＝3。

校準曲線為：

Yj＝B1mi+B0

式中：Yj為第i個標準溶液的第j次吸光度；mi為第i個標準溶液的砷含量；B1為斜率；B0為截距。

表2 線性最小二乘法擬合結果

圖2 砷標準曲線

用7230G可見分光光度計測量某試樣溶液兩次得到砷含量m0＝2.40μg，而標準不確定度［3］：

式中：P為測量m0的總次數（P＝2）；N為測量標準溶液的總次數（N＝mn＝15，m＝3，n＝5）；j為測量標準溶液的序數（j＝1、2、3…N）；i為標準溶液的序數（i＝1、2、3、4、5）；ˉm為5個標準溶液砷含量的平均值／μg；m0為被測試樣溶液的砷含量／μg。

4 砷含量的相對合成不確定度

砷含量的相對標準不確定度分項匯總見表3。

表3 砷含量的相對標準不確定度分項匯總

合成相對不確定度：

將m1＝2.40μg，V＝10.00mL，m＝0.401 1 g代入式（1）計算硫鐵礦中砷的含量：

5 擴展不確定度及測量結果表示

取包含因子k＝2，則擴展不確定度為：

U＝k×uc＝2×0.000 48＝0.001

砷（ωAs）結果表示為：

ωAs＝（0.006±0.001）%

［1］ CNAS-CL01-2006，檢測和校準實驗室能力認可準則［S］.

［2］ CNAS-CL07-2006，測量不確定度評估和報告通用要求［S］.

［3］ JJF 1059.1-2012，測量不確定度評定與表示［S］.

［4］ GB／T 2464-1996，硫鐵礦和硫精礦中砷含量的測定Ag-DDTC分光光度法［S］.

［5］ CNAS-GL06-2006，化學分析中不確定度的評估指南［S］.

Evaluation of the Uncertainty of Arsenic Content in Pyrite and Sulphur Concentrate by Ag-DDTC Spectrophotometry Method

MA Xiu-hua，LING Ming-fen
（Yunfu Pyrite Enterprise Corporation，Yunfu 527300，China）

In this paper，the uncertainty of determination of arsenic content in pyrite and sulphur concentrate by Ag-DDTC spectrophotometry method was evaluated.The main sources of uncertainty were analyzed，including sample weighing the standard solution concentration，the volume and the standard curve fitting to introduce uncertainty，etc.Through the evaluation，the uncertainty of standard curve fitting is introduced into the larger.

uncertainty；pyrite and sulphur concentrate；arsenic；Ag-DDTC spectrophotometry；evaluate

TG115.3+3

A

1003-5540（2016）01-0077-04

2015-10-26

馬秀華（1971-），女，工程師，主要從事產品質量檢驗工作。