離子色譜法測定工作場所空氣中氯化氫含量的不確定度評定

曹瑞博

【摘 要】本文建立了實驗室中離子色譜法測定工作場所中氯化氫含量的不確定度評定的方法，使實驗結果具有更高的精密度。方法合成相對標準不確定度為3.5%，擴展不確定度為U= 3.5μg/ml，k=2。不確定度評定過程符合技術規范要求，適用于同類實驗的不確定度評定。

【關鍵詞】離子色譜；工作場所；鹽酸；不確定度

【中圖分類號】R657.75 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-0019（2018）10-004-02

測量結果的不確定度是指合理地賦予被測量之值的分散性與測量結果相聯系的參數[1]。《實驗室資質認定評審準則》[2]認為當不確定度影響到對結果符合性的判定時，報告中都需要包括不確定度信息。對空氣中氯化氫（HCl）的測量結果進行不確定度評定，找出實驗過程中對結果影響較大的因素，使實驗結果具有更高的精密度，方法更可靠。

1 材料與方法

1.1 儀器 Dionex ICS-1100離子色譜儀。

1.2 方法 根據GBZ/T 160.37-2004《工作場所中有毒物質測定 氯化氫和鹽酸的離子色譜法》的原理，結合本實驗室色譜條件，建立數學模型。

數學模型X=c×AAS×V1×V2×Frep

式中：X—吸收液中氯化氫的含量（μg）；c—標準溶液中氯化氫的濃度（μg/ml）；AS—標準溶液的峰面積；A—樣液中氯化氫的峰面積；V1—試樣稀釋倍數；V2—吸收液體積（ml）；Frep—重復性測定影響因子。

1.3 不確定度來源 根據國標所建立的數學模型中，可以看到測定氯化氫含量的不確定度來源：①標準溶液配制過程；②吸收液稱取和稀釋過程；③試樣重復性測定過程；④樣品稱量過程。

2 結果

2.1 標準溶液中氯化鉀濃度引入的不確定度 不確定度含氯化鉀純度（p），稱量，定容，配制標準中間溶液，配制梯度標準管。

2.1.1 氯化鉀純度引入的不確定度 根據標準物質證書信息，氯化鉀的純度為98.3%，擴展不確定度為1.0%（k=2），urel（P）=0.l00509。

2.1.2 標準物質稱量引入的不確定度 氯化鉀稱樣量m為2044.01mg，天平的示值允差為0.02mg。取矩形分布，urel（m）=5×10-6。

2.1.3 標準儲備溶液定容引入的不確定度 實驗中使用2個100ml容量瓶，urel（V100ml檢）=0.l00058。溫度的變化會在定容過程中引入不確定度，通過溶劑的膨脹系數估算引入的不確定度。本實驗中使用的溶劑是水，urel（V25℃膨）=0.l00075。標準溶液定容引入的不確定度：urel（V2×100ml）=0.00134

2.1.4 配制標準中間溶液引入的不確定 配制過程使用了量程為1ml的移液器和50ml容量瓶。量程為1ml的移液器urel（V1ml）=0.l00577，單標線50ml容量瓶urel（V50ml）=0.00095。所以，標準中間溶液引入的不確定度：urel（V中間）=0.00580

2.1.5 配制梯度標準管過程中引入的不確定度 分別吸取標準中間液0.25ml，0.50ml，0.75 ml，1.00 ml，1.25 ml，1.50 ml，1.75ml，2.00 ml于50 ml容量瓶中，使用量程為300（l、1 ml、5 ml的移液器和50 ml的容量瓶，urel（移液器）=0.026077。配制梯度標準管過程中引入的不確度urel（V梯度）=0.02609。

2.1.6 標準溶液中氯化鉀濃度引入的不確定度合成 最終合成不確定度urel（標液）=

urel2（P）+urel2（m）+urel2（V2×100ml）+urel2（V中間）+urel2（V梯度）

=0.02721

2.2 標準曲線制作引入的不確定度 標準曲線的濃度為0.5μg/ml，1.0μg/ml，1.5μg/ml，2.0μg/ml，2.5μg/ml，3.0μg/ml，3.5μg/ml，4.0μg/ml，每個濃度分別進樣3次，制作標準曲線為Y=-0.01910.1256X，R2=0.9993，試樣進行6次平行測定，得鹽酸含量為50.0μg/ml，標準曲線引入的不確定度。

2.3 樣品測定引入的不確定度

2.3.1 樣品稱量所引入的不確定度

稱量采用1ml移液器，urel（原樣量取）=0.l00577。

2.3.2 樣品稀釋定容引入的不確定度

稀釋定容采用25ml容量瓶，urel（V25ml檢）=0.l00069。

所以，

urel（樣品稱量）=urel2（原樣量取）+urel2（V25ml檢）+urel2（V25℃膨）=0.00586。

2.4 樣品測量重復性引入的相對不確定度 待測樣品重復測定6次，結果分別為49.5μg/ml，50.0μg/ml，49.8μg/ml，49.5μg/ml，50.3μg/ml，51.0μg/ml，c=50.l0μg/ml，標準偏差用貝塞爾公式計算[1]：S（c）=ni=1（ci-c）2n-1=0.5710，重復性測定的標準不確定度為：urel（樣品重復）=S（c）n×c=0.00466。

2.5 最終合成標準不確定度 整個實驗最終合成標準不確定度：

urel（X）=

urel2（標液）+urel2（標線）+urel2（樣品稱量）+urel2（樣品重復）

=3.5%

標準不確定度為：u（x）=1.75μg/ml，擴展不確定度：在置信水平95%時，取包含因子k=2，得U=3.5μg/ml。

3 討論

k=2時，測定氯化氫的濃度50.0±3.5μg/ml，該法的不確定度主要來源標準管的配制和標準曲線的制作。

通過不確定度分析發現，在實驗操作中，使用合適量程的移液器，盡量滿量程或者接近滿量程吸取溶液，同時增加標準系列配制中的P和n值，是減少不確定度的重要途徑。

通過方法得出的不確定度，做出可信度和可信區間，在本實驗室氯化氫檢測結果處于臨界值時，對結果的判定尤為重要。

參考文獻

[1] 魏昊.化學分析中不確定度的評估指南[M]. 北京：中國計量出版社.2002.

[2] 國家認證認可監督管理委員會. 實驗室資質認定評審準則[M]. 北京：中國計量出版社，2010.