EDTA容量法測定三氧化二鋁含量不確定度

侯榮浩

大連光明院節能技術研究檢測中心有限公司 遼寧大連 116031

本文依據國家認可委員會編制的CNAS-GL006《化學分析中不確定度的評估指南》[1]和《測量不確定度要求的實施指南》[2]，運用統計學理論，識別出乙酸鋅返滴定EDTA容量法測定耐火磚中的三氧化二鋁含量結果的不確定度的來源，最終量化這些來源所產生的不確定度。

1 測量方法

（1）準確稱取0.5000g試樣置于鉑金坩堝中，加入3g混合溶劑。另取1g混合熔劑覆蓋其上。置于高溫爐中熔解試樣[3]。

（2）洗出坩堝及蓋過濾并定容至250mL容量瓶中。

（3）移取50.00mL熔融液于200mL容量瓶中，加2滴酚酞指示劑，用NaOH溶液中和至試液恰呈紅色后再加入8mL NaOH。在70℃水浴上保溫30min，用水稀釋至刻度，干過濾在250mL三角燒瓶中。

（4）移取50.00mL濾液于500mL三角燒瓶中，加入20mL（0.025mol／L）EDTA標準溶液，用（1＋1）鹽酸中和至試液紅色剛好消失。并過量加4滴（1＋1）鹽酸使其酸化，加入1滴溴酚藍指示劑，用氨水調至溶液由黃變藍，加熱煮沸5min，加入15mL六次甲基四胺緩沖溶液，3滴二甲酚橙批示劑，以乙酸鋅標準滴定溶液滴定至試液由黃色變為紫紅色為終點。

2 建立數學模型

式中：C-----EDTA標準溶液濃度的數值，mol／L；

V1-----加入EDTA標準溶液的體積，20mL；

V2-----回滴過量的EDTA標準溶液所消耗的乙酸鋅標準溶液的體積，mL；

K----乙酸鋅標準溶液換算成EDTA標準溶液的換算系數；

m-----稱取試樣的量，0.5000g；

M----Al2O3的摩爾質量的數值，M=101.961g/mol；

Vt-----分取試液的體積；

VL----分取濾液的體積，50mL。

3 標準不確定度分量的評定

3.1 樣品測量重復性產生的相對標準不確定度

樣品重復測量次數P=8，樣品溶液中三氧化二鋁的含量（見表1）

表1 樣品中三氧化二鋁的含量

3.2 天平稱量產生的不確定度

按標準要求樣品稱量準確至0.0005g，按均勻分布評定，，則

因此，由稱量引入的相對標準不確定度為：

3.3 250mL容量瓶引入的不確定度

⑴吸取的樣品放入250mL容量瓶，其最大允差為0.15mL，按三角分布，包含因子則其最大允差所引入的標準不確定度為：

⑵觀察移液管標線不一致而引入的標準不確定度

⑶溶液溫度與移液管校準時溫度不一致而引入的標準不確定度

移液管校準時溫度為23℃，實驗室了取溫度變化為±5℃，水體積膨脹系數為2.1ⅹ10-4℃，按均勻分布，包含因子則溶液溫度與移液管校準時溫度不一致而引入的標準不確定度為：

由以上3個不確定度分量合成求得：

因此，由移液管吸取溶液體積引入的相對確定度為：

3.4 由EDTA標準溶液配制引入的相對標準不確定度

⑴由天平稱量引入的相對不確定度分量

按標準要求樣品稱重準確至0.0005g，按均勻分布評定，則

因此，由稱量引入的相對標準不確定度為：

（2）1000mL容量瓶引入的不確定度

（1）吸取樣品所使用的1000mL容量瓶，其最大允差為0.4mL，按三角分布，包含因子則其最大允差所引入的標準不確定度為：

（3）觀察移液管標線不一致而引入的標準不確定度

（3）溶液溫度與移液管校準時溫度不一致而引入的標準不確定度。按均勻分布，包含因子則溶液溫度與移液管校準時溫度不一致而引入的標準不確定度為：

由以上3個不確定度分量合成求得：

因此，由移液管吸取溶液體積引入的相對確定度為：

因此，EDTA標準溶液配制所引入的相對標準不確定度為：

3.5 由標定系數k引入的不確定度

3.5.1標定時分取EDTA標準溶液引入的相對標準不確定度分量

（1）10mL移液管吸取溶液體積引入的不確定度

吸取樣品所使用的10mL移液管，其最大允差為0.01mL，按三角分布，包含因子則其最大允差所引入的標準不確定度為：

（2）觀察移液管標線不一致而引入的標準不確定度

（3）溶液溫度與移液管校準時溫度不一致而引入的標準不確定度

由以上3個不確定度分量合成求得：

3.5.2標定時消耗的乙酸鋅標液體積引入的不確定度

（1）滴定時用25mL滴定管，其最大允差為0.018mL，按三角分布，包含因子則其最大允差所引入的標準不確定度為：

（2）觀察滴定管標線不一致而引入的標準不確定度：

（3）溶液溫度與滴定管校準時溫度不一致而引入的標準不確定度：

由以上3個不確定度分量合成求得：

因此，由滴定管吸取溶液體積引入的相對確定度為：

3.6 由分取比L引入相對標準不確定度

用50mL移液管移取溶液，定容于200mL容量瓶中，該過程使用的玻璃量具及其不確定度見表2。

表2 配制過程量具的不確定度一覽表

由以上因素引入的相對標準不確定度為：

3.7 預先過量加入的EDTA標液體積V基引入的不確定度

用15mL移液管移取EDTA標液。

3.8 試樣溶液滴定消耗乙酸鋅標液體積引入的不確定度

（1）滴定時用25mL滴定管，其最大允差為0.018mL，按三角分布，包含因子則其最大允差所引入的標準不確定度為：

（2）觀察滴定管標線不一致而引入的標準不確定度：

（3）溶液溫度與滴定管校準時溫度不一致而引入的標準不確定度：

由以上3個不確定度分量合成求得：

因此，由滴定管吸取溶液體積引入的相對確定度為：

3.9 標準溶液配制過程中引入的不確定度

3.9.1三氧化二鋁標準溶液

準確稱取0.5396g金屬鋁（99.999%）于聚四氟乙稀燒杯中，加入50mL蒸餾水，10g氫氧化鈉，使其溶解。稍冷，移入盛有90mL（1+1）鹽酸的燒杯中，加熱煮沸使其溶液透明，冷至室溫，移入1000mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，混勻。此溶液[c（1/2Al2O3）=0.02mol/L]。

該過程使用的量具及其不確定度見表3。

表3 配制過程量具的不確定度一覽表

3.9.2乙酸鋅標準溶液

（C=0.0125mol／L）稱取2.75g乙酸鋅（Zn（CH3COO）2·2H2O）溶于蒸餾水中，用水稀釋至1000mL容量瓶中，用冰乙酸調整溶液PH=5.5-6.0，貯于棕色試劑瓶中，使用時標定。該過程使用的量具及其不確定度見表4。

表4 配制過程量具的不確定度一覽表

4 合成不確定度及擴展不確定度

由于上述各測量不確定度分量之間無相關關系，所以實驗結果的相對標準不確定度為

取包含因子k=2，可求得擴展不確定度U（C）