室內環境檢測中基準碘酸鉀配置標準滴定溶液不確定度分析

魏香玉　韋偉

河南省建筑科學研究院有限公司（450000）

室內環境檢測中基準碘酸鉀配置標準滴定溶液不確定度分析

魏香玉韋偉

河南省建筑科學研究院有限公司（450000）

本文以“基準碘酸鉀配置標準滴定溶液”為例，分析影響其配置結果的因素，并對各不確定度分量和結果的不確定度進行分析和評定。

室內環境；碘酸鉀；不確定度

0　前言

室內環境檢測是建設工程質量檢測行業的新領域，不確定度理論也正在代替傳統的誤差理論，如何評定各種檢測結果的不確定度，成為廣大檢測技術人員廣泛討論的問題。

1　試驗步驟簡介

用恒重過的基準碘酸鉀通過溶解定容配成濃度為0.1000mol/L的標準滴定溶液。

將基準碘酸鉀在105℃±2℃下烘干約2h，至恒重后置于干燥器中冷卻至室溫。用電子分析天平準確稱量3.5667g恒重并冷卻后的基準碘酸鉀。將稱量好的基準碘酸鉀先用少量水溶解，再轉移至1000mL容量瓶中，定容至刻度。

2　建立數學模型

碘酸鉀標準滴定溶液濃度為

C（1/6KIO3）=1000mw/V［mol·l-1］

式中：1000——從mL到L的換算系數；m——工作基準試劑的質量，g；w——工作基準試劑質量分數；V——定容體積，mL；M——相當于1/6KIO3的摩爾質量的數值，單位為克每摩爾（g/mol）；數值為35.67g/mol；c——標準滴定溶液的濃度值，單位為摩爾每升（mol/L）。

3　不確定度來源的分析及定量

從碘酸鉀標準滴定溶液的配置步驟可以分析出其不確定度主要來源于三個方面，一是基準碘酸鉀的純度，二是碘酸鉀的稱量質量，三是定容體積V。

3.1純度

由基準碘酸鉀試劑證書可以得知其純度為1.0000±0.0005。假設其純度為矩形分布。標準不確定度uw的值為：

3.2基準碘酸鉀試劑的稱量質量

基準碘酸鉀試劑的稱量用的是電子分析天平，其不確定度分量主要來源于三個方面：重復性、可讀性以及由于電子天平校準產生的不確定度分量。

1）重復性

對樣品重復稱量10次，計算得出（實驗數據略）其標準偏差：

s=0.00015g=0.15mg

重復性引起的標準不確定度：

2）可讀性

萬分之一電子分析天平最后一位有效數字可讀性帶來的不確定度分量：

3）天平校準

天平誤差帶來的不確定度分量主要取決于電子天平的最大允許誤差，假設其稱量質量為均勻分布，則不確定度分量為：

3.3體積V

該定容體積有三個主要的影響：校準、重復性和溫度影響。

1）校準

制造商提供的容量瓶在20℃的體積為（1 000±0.4）mL。在這里，計算標準不確定度時是假設分布為三角形分布，其不確定度：

2）重復性

uv2＝s＝0.10mL

3）溫度

根據制造商提供的信息，該容量瓶在20℃校準，而實驗室的溫度在±4℃之間變動。該影響引起的不確定度可通過估算該溫度范圍和體積膨脹系數來進行計算。液體的體積膨脹明顯大于容量瓶的體積膨脹，因此只需考慮前者即可。水的體積膨脹系數為2.1×10-4℃-1，因此產生的體積變化為±（1 000×4×2.1×10-4）＝±0.84mL

計算標準不確定度時假設溫度變化是矩形分布，即

三種分量合成得到體積的標準不確定度u（V）：uv＝0.52mL

4　計算合成標準不確定度

中間值及標準不確定度和相對標準不確定度匯總表如表1：

表1　不確定度分量及數值

相對合成標準不確定度為：

5　計算擴展不確定度

將相對合成標準不確定度乘以包含因子2得到相對擴展不確定度U：

6　結論

分析不確定度的結果可以看出影響結果的主要因素是量瓶體積、基準碘酸鉀純度、基準碘酸鉀質量。量瓶體積和基準碘酸鉀純度的貢獻較大，為影響結果的主要因素。這里沒有對所有影響因素進行面面俱到的分析，一些貢獻較小的因素未進行分析評定。實際工作中，可根據各檢測項目的具體情況，選擇主要影響因素進行評定，但不可忽略有明顯貢獻的因素。

［1］JJF1059.1-2012，中華人民共和國國家計量技術規范［S］. 2012.

［2］測量不確定度評定與表示指南［M］.中國計量出版社，2000，4.

［3］化學分析中不確定度的評估指南［M］.中國計量出版社，2012，12.