等离子体发射光谱法测定磷矿中镁含量的不确定度评定

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磷矿是-种重要 的化工矿物原料，磷矿 中镁 的测定-般采用火焰原子吸收光谱法和容量法，现也可用电感耦合等离子体发射光谱法测定 ]，操作简单快速，准确度及精确度高，但-个完整的分析结果除了给出最佳估计值，还应对其进行不确定度评 定 。 本 文 参 照 CSM010101O4- 2006引，JJF1O59-1999测量不确定度评定与表示 》 ，对等离子体发射光谱法钡IJ定磷矿中镁含量进行了不确定度评定。

2 实验部分2.1 仪器与试剂BSA224SCW 型电子天平(赛多利斯科学仪器有 限公司)，量程 ：0～220g，线性误差±0.O002g，最小分度值 0.0001g；IRIS TMER/S全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪(美国热电公司)；A级容量瓶 lOOmL，允许差--0.1OmL；单标线吸管：5、1O、15、20、25mi ；盐酸 ：优级纯 (南京化学试剂有限公司)；硝酸：优级纯(南京化学试剂有限公司)；镁标准溶液：1000g/mI ，国家有色金属及电子材料分析测试中心 ；实验室用水均为去离子水。

2.2 试样溶液的制备称取 0.1O00g试样于 250mL烧杯中，少量去离子水润湿，加入优级纯浓盐酸 15mL，浓硝酸 5mI ，盖上表面皿，于恒温电热板上加热 20分钟，冷却至恒温，将溶液转移定容至 100mL单标线容量瓶中，摇匀 。

2.3 校准曲线的绘制用 10mL单标线吸管移取 10.0mL镁标液(1000g/mL)于 100mL容量瓶中，用 1 9/6盐酸溶液定容至刻度，混匀，得 100>g/mI 的镁标液，再用单标线吸管分别移取 5.0、10.0、15.0、2O.0、25.0mL的镁标液 (100>g/mL)于 lOOmL容量瓶 ，得 5、10、作者简介：郭风云，1981年出生，女，工程师，主要从事分析化学研究。E-mail：397754589###qq.corn。

2013年第1期 分 析 仪 器 75I5、20、25/g/mL的标准系列。

3 结果与讨论3.1 数学模型数学模型如下：∞( )(%)- ：×100m 式中o(Mg)为试样中镁的质量分数，m。为从标准曲线上计算出的镁的质量( g)，m为称取的试样 的质量(O.1000g)。

3.2 不确定度来源分析从测量过程和数字模型分析，测定磷矿中镁的不确定度主要来源于测定全过程的重复性，样品的称量，标准溶液，标准曲线，玻璃量具及仪器等，每- 种来源又受到不同因素的影响。

3.3 不确定度分量的评定3.3.1 测量重复性的不确定度 "(s)为获得测量重复性的不确定度，对同-试样进行了 3次测定，测定值分别为 13.44、13.27、13。

13，ug/mL。平均值 - 13.28，标 准偏差 S-- o.1552，标准不确定度 ( )-√： 0.0896，相对标准不确定度 Urel(s)- -P0.006753.3.2 样品称量的不确定度 Ⅱ(m)在样品称量过程中，不确定度由两部分组成，即称量读数重复性和天平称量误差。称量读数重复性已包括在测量重复性中，不再评定。样品称量所用天平的最小分度值为 ±0.O001g，线性分量按矩形分布，标准不确定度为 -0.000058g，43由于分量是两次称量，-次是归零，-次是样品，因此，试 样 质 量 的 标 准 不 确 定 度 (m)-42×(O.000058g)。-0.000082g，相对标准不确定度为 l( )： 0.000082g/0.1g-0.00082。

3.3.3 试样溶液总体积的不确定度lI(V)样品定容于 100mL容量瓶 中，根据 JJG196-2006常用玻璃仪器检定规程》，20℃100mL A级容量瓶的容量允许差为 土0.10 mL，按三角型分布，其标准不确定度 u(V )- -0.041mL。由溶√6液体 积 引起 的相对 标准 不确 定 度 。(V )-0.041mL/100mL0.00041。

- 般溶液实际温度与容量瓶校准时温度有差异，本实验室温度与校准温度-般相差 ±5℃，水的膨胀系数为 2.1×1O ℃ ，假设温度变化为矩形分布，则由温度引起的不确定度为：100mL×2.1×1O ℃1×5℃/√3-0.061 mL，由温度引起的相对不 确定度 为 l(V2)-0.061 mL/100mL-0.00061。

所以样品溶液稀释定容至 100mL容量瓶引起的相对标准不确定度为U reJ( )- JUrel( 1)。U l( 2) 丽 F 丽丽 -0.000733.3.4 标准溶液配置的不确定度 u(c)镁单元素标准溶液浓度为 lO00>g/mL的相对扩展不确定度为 0.7 oA(包含因子 是-2)的标准不确定度为 1000g/mL×0.7 /2-3.5/g/mL。其相对标准不确定度 l(c1)-3.5/lg/mL/1000>g/mL0.0035配置 100>g/mL镁使用标准溶液的不确定度：用 10mL单标线吸管移取 10.0mL的镁标准溶液(1O00>g/mL)于 100mL容 量 瓶 中定 容。根 据JJG196-2006常用玻璃仪器检定规程》，10.0单标线吸管的允许差±0.02mL，按三角形分布处理，不确定度为 0.o2/√6-0.O082mL，相对标准不确定度 rel(c21)- 0.O082mL/lOmL- 0.00082；温度效应产生的不确定度为 lOmL×2.1×1O ℃I1×5℃/√3：0.O061mL， rel(C2.2)- 0.0061/10-0.00061；lOOmL容量瓶的不确定度与 3.3.3计算相同，即 I(c3)-0.00073。

因此 ，标 液配 置引起 的相对 标准 不确 定度 为re1(c)- u (c1) Urel(c21) 1(cz2) l(白)。

-0.00373.3.5 样 品溶 液 中镁 元素 测定值 的不 确定 度 H(c0)镁元素测定值的不确定度主要来源于制备标准曲线的系列标准溶液体积的不确定度 u(c。 )和标准工作曲线的不确定度 u(c。)。

制备标准曲线时采用单标线吸管分别移取标液(100>g/mL)5.0、10.0、15.0、20.0、25.0，其不确定度如表 1。

76 分 析 仪 器 2013年第1期rel(c01)- √O.0014 4-0.0010 4-0.00093 4-0.00085 4-0.00076- 0.0023标准工作曲线的不确定度 u(c。 )见表 2。

表 2 标准工作曲线的不确定度u(co )校准曲线的标准偏差为S ：对试样进 行 3次平行 测定 的光谱 强度 为267113.5、263825.4、261025.8，平 均 值 为263988.23，在标准曲线上查得镁 浓度 c。为13.28g/mL。

(c0- )。- (13.28- 15)。- 2.95∑(c - )。-250- 0.147(coz)- - 0.011Co(c。)- i -0.0114 磷矿中镁含量的不确定度评定4.1 合成标准不确定度 。l(∞)Vurel(s) I(m) re z( ) rel(f) 十” l(c0)。

：0.013∞( )- m-o X-10-6× 100- 1.33 U - 乱rej( )×m oj(Mg)- 0.O13× 1.33-0.017%4.2 扩展不确定度95 置信概率下赛含因子 k：2，将合成标准不确定度乘以包含因子，即 U 。-是×U得到测量结果的扩展不确定度。

4.3 不确定度报告所测试样 中镁的质量分数可表示为 (1.33±0.034) ，k- 2。

5 结论等离子体发射光谱法测定镁含量的不确定度评定是实验室数据结果准确的可靠保证，本文通过对等离子体发射光谱法测定镁含量的不确定度来源进行分析，获得了各单项的不确定度，并计算出合成不确定度，给出了 ∞(Mg)( )的置信区间为r1.296，1.3643。