硫酸銨中總氮含量測定的不確定度

鄭智峰

（國家煤及煤化工產品質量監督檢驗中心,山西 太原 030012）

1 硫酸銨總氮含量的測定［1］

1.1 實驗原理

氮在無機化合物和有機化合物中的存在形式比較復雜。氮含量常以總氮、銨態氮等形式表示,GB/T535－1995《硫酸銨》規定氮含量的測試方法為蒸餾法,其適用于無機、有機產品測定,且準確度較高。本次實驗即利用蒸餾法測試硫酸銨中氮含量。硫酸銨中的銨鹽NH＋4酸性較弱,故無法利用NaOH滴定,需用蒸餾的方法將銨態氮吸收在過量硫酸中,利用甲基紅－亞甲基藍指示劑,用氫氧化鈉標準滴定溶液回滴過量的硫酸。

1.2 實驗儀器

蒸餾瓶（A）,1L；防濺球管（B）,平行地插入滴液漏斗（C）；滴液漏斗（C）,50mL；直形冷凝管（D）,有效長度約400mm,吸收瓶（E）,500mL,瓶側連接雙連球。

實驗儀器見圖1。

1.3 測試步驟

1.3.1 制備試樣溶液

將試樣溶于水后轉移至500mL容量瓶中,加入蒸餾水至刻度線定容。

1.3.2 蒸餾

1）安裝蒸餾儀器后用,50mL移液管移取50mL試液至蒸餾瓶,并加入一定量的氫氧化鈉溶液；

2）在吸收瓶中加入50mL硫酸標準溶液；

3）加熱蒸餾直至吸收瓶中收集液達到250mL～300mL時,停止加熱。

圖1 實驗儀器

1.3.3 滴定

將吸收瓶中的蒸餾液以C（NaOH）＝0.5mol/L標準溶液滴定,直至指示劑呈灰綠色為終點。

1.4 計算公式1）

硫酸銨中總氮含量計算公式見式（1）：

2 不確定度［2］的來源及各分量計算

2.1 稱量樣品時天平引起的不確定度分量計算

本實驗中使用天平的檢定誤差范圍為±0.1mg,按矩形分布原理,取k＝,則：

稱取2次的不確定度分量：

由天平變動性引起的不確定度：

則由天平引起的不確定度：

2.2 樣品測試時移液管和容量瓶引起的不確定度分量計算［3－5］

2.2.1 移液管引起的不確定度計算

1）本實驗中使用的移液管為50mL移液管,其檢定誤差范圍為－0.01mL,按矩形分布原理取k＝,則,

2）實驗中由溫度變化引起的不確定分量計算見式（2）。

式中：k為水的膨脹系數,2.1×10－4；V 為移液管容量,50mL；T為溫度變化值,±3℃；kp為95%置信概率下不確定參數,1.96。

3）實驗中由讀數引起的不確定度分量計算

操作人員讀數時允許有1%的不確定性,即,0.01mL；根據三角分布原理得：

由移液管引起的不確定分量為：

2.2.2 容量瓶引起的不確定度分量計算

1）本實驗中使用的容量瓶為500mL容量瓶,其檢定誤差范圍為±0.12mL,按矩形分布原理取則,

2）實驗中,由溫度變化引起的不確定分量計算見式（3）。

式中：k為水的膨脹系數,2.1×10－4；V 為移液管容量,500mL；T 為溫度變化值,±3℃；kp為95%置信概率下參數,1.96。

3）實驗中由讀數引起的不確定度分量計算

操作人員讀數時允許有1%的不確定性,即：0.01mL。按三角分布,得：

故,由500mL容量瓶引起的不確定度分量為：

2.3 樣品測試時由滴定管引起的不確定度分量計算（Urel3）

1）本次實驗使用50mL滴定管,一共消耗13.82mL NaOH溶液,滴定管體積檢定誤差為±0.02mL,按三角分布,則,

2）測定重復性引起不確定為：

故滴定管引起的不確定度分量為：

2.4 樣品測試時吸收瓶中加入H2SO4時使用滴定管引起的不確定度分量計算（Urel4）

測試時,加入的H2SO4體積為40mL,濃度為0.5mol/L,平行測定2次,則相對不確定度為：

2.5 空白實驗引起的不確定度分量計算（Urel6）

2.6 測試結果重復性引起的不確定度分量（Urel6）

重復測定4次后,測定結果標準差為0.07%,則相對不確定度的分量為：

2.7 合成相對不確定度

2.8 計算合成不確定度

2.9 擴展測定的不確定度

取95%置信概率,k＝2,則：

3 結論

依據 GB/T535－1995/XG1－2003《硫酸銨》中氮含量的測定方法——蒸餾后滴定法（仲裁法）,測得硫酸銨中總氮含量為21.1%,不確定度為0.45%（k＝2）。

參考文獻：

［1］ 鐘鳳園.硫酸銨：GB/T 535－1995/XG1－2003［S］.北京：中國標準出版社,1995：1－16.

［2］ 葉德培.通用計量術語及定義：JJF1001－2011［S］.北京：中國質檢出版社,2011：21－28.

［3］ 葉德培,趙峰.測量不確定度評定與表示：JJF 1059.1－2012［S］.北京：中國質檢出版社,2012：25.

［4］ 倪曉麗,邵明武.化學分析測量不確定度評定：JJF1135－2005［S］.北京：中國質檢出版社,2005：18－24.

［5］ 杜書利,張志清.常用玻璃量器檢定規程：JJG196－2006［S］.北京：中國質檢出版社,2006：10－12.