水中化學需氧量測定的不確定度評定

齊春艷（河北鴻康檢測技術服務有限公司，河北 石家莊 050000）

1 依據標準

《水質化學需氧量的測定重鉻酸鹽法》HJ 828-2017

2 檢測過程描述

2.1 重鉻酸鉀標準溶液配制

稱取預先在105℃烘箱中干燥至恒重的重鉻酸鉀12.2580g溶于水中，移入1000mL容量瓶定容至刻度。

式中：m——重鉻酸鉀稱重量，g；

P——重鉻酸鉀的純度，用質量分數表示；

Vk1——重鉻酸鉀的配制體積，ml；

Mk——（1∕6K2Cr2O7）重鉻酸鉀的摩爾質量，g∕mol。

2.2 硫酸亞鐵銨標準溶液配制與標定

按HJ 828-2017標準要求配制并依據標準用重鉻酸鉀標準溶液進行標定，按下式計算濃度：

式中：Ck——重鉻酸鉀標準溶液濃度；

Vk2——重鉻酸鉀標準溶液體積，5.00ml；

VFe——滴定時消耗硫酸亞鐵銨的體積，ml

2.3 樣品測定

用10ml分度吸量管吸取10.0ml水樣于錐形瓶中，依次加入硫酸汞溶液（100g∕L）、5ml 重鉻酸鉀標準溶液和幾顆防爆沸玻璃珠，搖勻。將錐形瓶連接到回流裝置冷凝管下端，從冷凝管上端緩慢加入15ml硫酸銀-硫酸溶液，以試亞鐵靈為指示劑，硫酸亞鐵銨標準溶液為滴定液，按HJ 828-2017 標準要求進行操作與滴定，滴定至終點后記錄硫酸亞鐵銨標準溶液消耗體積V1。

空白試驗：以10.0ml實驗用水代替水樣按樣品測定相同步驟進行空白試驗，記錄空白滴定時消耗硫酸亞鐵銨標準溶液的體積V0。

2.4 計算公式

式中：CFe——硫酸亞鐵銨標準溶液濃度，mol∕L

V0——空白試驗所消耗硫酸亞鐵銨標準溶液體積，ml；

V1——水樣測定所消耗硫酸亞鐵銨標準溶液體積，ml；

V2——水樣體積，ml；

8000—— 1∕4 O2摩爾質量以mg∕L為單位的換算值

2.5 測量結果

2.5.1 硫酸亞鐵銨濃度

重鉻酸鉀標準溶液濃度Ck（mol/L）0.250重鉻酸鉀加入體積Vk2（ml）5.00硫酸亞鐵銨滴定量VFe（ml）25.20硫酸亞鐵銨濃度CFe（mol/L）0.04960

2.5.2 化學需氧量結果

硫酸亞鐵銨濃度CFe（mol/L）0.04960空白滴定體積V0（ml）23.10樣品滴定體積V1（ml）21.60水樣取樣量V2（ml）10.0檢測結果CCOD（mg/L）77

3 建立數學模型

4 分析評定各標準不確定度

4.1 重鉻酸鉀重量m

4.1.1 稱量重復性

用電子天平稱量6次，計算標準偏差

序號m（g）1 2 3 4 5 6 12.257 6 12.257 8 12.258 0 12.258 1 12.258 0 12.258 3平均值12.258 0

4.1.2 天平校準

4.1.3 m測量的合成不確定度

4.2 重鉻酸鉀純度P

供應商證書提供純度為99.98±0.04%，即0.9998±0.0004，假設為矩形分布，標準不確定度

4.3 重鉻酸鉀配制體積Vk1

4.3.1 容量瓶校準

1000ml 容量瓶容量允差是±0.4ml，假設為三角分布，標準不確定度為

4.3.2 溫度：容量瓶在20℃校準，實驗室溫度在20℃±2℃變化，水的體積膨脹系數為2.1×10-4°C-1，由溫度效應導致的體積變化為±(1000×2×2.1×10-4)=±0.42ml，假設溫度變化是矩形分布，即

4.3.3 Vk1的合成不確定度

4.4 重鉻酸鉀摩爾質量Mk

從IUPAC 最新版的原子量表中查得的重鉻酸鉀（K2Cr2O7）中各元素的原子量和不確定度：

元素K相對原子質量（g/mol）39.0983不確定度（g/mol）±0.0001標準不確定度（g/mol）0.000058

0.000347 0.00018 Cr O 51.9961 15.9994±0.0006±0.0003

對于每一個元素來說，標準不確定度是將IUPAC所列不確定度作為矩形分布的極差計算得到，相應標準不確定度等于查得數值除以

重鉻酸鉀摩爾質量 M（k）=2×39.0983+2×51.9961+7×15.9994=294.1846g∕mol

標準不確定度u（Mk）：

4.5 標定硫酸亞鐵銨時加入重鉻酸鉀標準溶液體積Vk2

4.5.1 移液管校準

5ml移液管容量允差是±0.015ml，假設為三角分布，標準不確定度為

4.5.2 溫度：同5.3.2，移液管產生的體積變化為 ±(5×2×2.1×10-4)=±0.0021ml，uB2（Vk2）=

4.5.3 Vk2的合成不確定度

4.6 標定硫酸亞鐵銨時消耗硫酸亞鐵銨體積VFe

4.6.1 滴定管校準：50ml滴定管容量允差是±0.05，假定為三角分布，標準不確定度為

4.6.2 溫度：同5.3.2，滴定管產生的體積變化為±(25.20×2×2.1× 10-4)= ±0.010ml，標準不確定度為

4.6.3 重復性：進行兩次滴定，滴定值為25.22ml、25.18ml，均值為25.20ml。用極差法計算，極差R（最大值與最小值之差）0.04ml，極差系數C 為1.13，故標準不確定度為0.035ml

4.6.4 終點：終點時誤差±0.05ml（1滴的體積），兩點分布，k=1，標準不確定度為0.05∕1=0.05ml

4.6.5 VFe的合成不確定度

4.7 空白滴定體積V0

4.7.1 滴定管校準：同5.6.1，50ml 滴定管校準標準不確定度為0.020 ml 。

4.7.2 溫度：同5.3.2，滴定管產生的體積變化為±(23.10×2×2.1× 10-4)= ±0.010ml，標準不確定度為

4.7.3 終點：同5.6.4，標準不確定度為0.05ml。

4.7.4 V0的合成不確定度

4.8 樣品滴定體積V1

4.8.1 滴定管校準：同5.6.1，50ml 滴定管校準標準不確定度為0.020 ml 。

4.8.2 溫度：同5.3.2，滴定管產生的體積變化為±(21.60×2×2.1× 10-4)= ±0.009ml，標準不確定度為

4.8.3 終點：同5.6.4，標準不確定度為0.05ml。

4.8.4 V1的合成不確定度

4.9 水樣體積V2

4.9.1 移液管校準

10ml分度吸量管容量允差是±0.05ml，假設為三角分布，標準不確定度為

4.9.2 溫度：同4.3.2，吸量管產生的體積變化為±(10×2×2.1×10-4)=±0.0042ml，uB2（V2）=

4.9.3 V2的合成不確定度

4.10 重復性產生的不確定度

重復6次實驗，得出的COD濃度結果見下表：

1 6 4 2 3序號結果（mg/L）平均值（mg/L）5 77.0 76.2 78.2 77.8 78.6 75.8 77.3

5 相對合成標準不確定度和擴展不確定度

相對不確定度分量一覽表

5.1 相對合成標準不確定度

5.2 相對擴展不確定度

6 不確定度報告

化學需氧量測定結果為77mg∕L，Urel=77mg∕L×2.6%=2mg∕L，即CCOD=（77±2）mg∕L；（k=2）