电位滴定仪测定锰铁中锰的测量不确定度评定
滴定法测定锰矿中锰的测量不确定度评定
滴定法测定锰矿中锰的测量不确定度评定
滴定法测定锰矿中锰的测量不确定度评定
采用高氯酸氧化硫酸亚铁铵滴定法测定锰矿中锰含量,应用统计学理论对其分析结果不确定度的产生原因进行分析,建立测量过程分量的数学模型,分析测量过程不确定度来源及各不确定度分量对总不确定度的影响,确定测定结果的置信区间.给出锰矿中锰的含量及其置信区间为27.20%±0.10%.
作者：陶俊 TAO Jun 作者单位：昆明钢铁股份有限公司技术中心,云南,昆明,650302 刊名：云南冶金 ISTIC 英文刊名： YUNNAN METALLURGY 年，卷(期)： 2009 38(2) 分类号： O655.2 关键词：测量不确定度锰滴定法置信区间。
高氯酸氧化亚铁滴定法测定锰铁中锰不确定度评定(比较法)
LYS Science-Technology& Management
高氯酸氧化亚铁滴定法测定 锰铁中锰不确定度评定（比较法）
肖星谭卉
（涟钢质量部）
摘 要 应用统计学理论对高氯酸氧化亚铁滴定法中利用不同锰铁标准样品同步测定比较法获得样品中锰 含量其分析结果不确定度产生原因进行分析,建立测量过程分量的数学模型,分析测量过程不确定度来源及各 不确定度分量对总不确定度的影响。给出该锰铁中锰的置信区间为 73.98%±0.26%。 关键词 高氯酸氧化亚铁滴定法；锰铁；不确定度；比较法
λS 0.345
编号
2 3 4 5 6 n X平 S λ（0.05，6） λS
表2
1#V1/ml 42.48 42.38 42.40 42.55 42.60 42.45
6 42.47 0.087 1.822 0.158
滴定体积及数据处理结果
|uP|/ml 2# V2/ml |uP|/ml 5-4-28V/ml
1.2 主要仪器与标准物质
天平：1/10000，检定允许差±0.1mg； 50ml 滴定管 A 级, 检定允许差±0.05ml； 10ml 单 标 线 吸 管 A 级 , 检 定 允 许 差 ±0.020ml ；重铬酸钾（1/6K2Cr2O7）0.064mol/L； 硫 酸 亚 铁 铵 标 准 溶 液 [(NH4)2Fe(SO4)2] ≈0.064mol/L。 测量标准： YSBC11602-99 高碳锰铁，锰标准值 73.88%， 标准偏差 0.04%，n=6； YSBC25614-1996 中 碳 锰 铁 ， 锰 标 准 值 74.58%，标准偏差 0.15%， n=8。
1.3 数学模型
通过测量标准物质和样品消耗硫酸亚铁铵 的体积，按下式计算样品中锰质量分数 ω：
电位滴定法测定锰的不确定度评定
２１ ０ ２年 ７月
广
州
化
工
Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ４ １ ４ ．１
Ｇ ａ ｇ ｈ ｕ Ｃ ｅ ｃ ｌＩ ｄ ｓ ｙ ｕ ｎ ｚ ｏ ｈ ｍｉａ ｎ ｕ ｔ ｒ
Ｊ ｌ． ０ ２ ｕｙ ２ １
电位 滴 定 法 测定 锰 的不 确 定 度 评 ： 定
吴开洪
１ 测 定 方 法
１ １ 主要 仪器 、 ． 器皿和 环境 条件
素， 以便 对 检 测 过 程 中 人 为 因 素 进 行 更 加 有 效 的 控 制 。
匀。
１２ ２ 高锰酸钾标 准溶液 （ ． １ｍ ｌＬ 的配制 ．． ０ ０ ｏ ） ／ 称 取 约 １５ 高 锰 酸 钾 于 １０ Ｌ水 中 溶 解 ， 置 ６天 后 ．８ｇ ００ ｍ 放
用玻璃砂芯过滤式坩埚过滤于棕色玻璃瓶 中， 匀。 混 １ ２ ３ 高 锰 酸 钾 标 准 溶 液 的标 定 ．． 准确移取 ２ ０ｍＬ锰 标 准 溶 液 于 盛 有 ２ ０ｍ ５ Ｌ饱 和 焦 磷 酸 钠
（ 山市邦普循环科技有限公法测定镍钻锰酸锂（ ｉｉ ｏＭ ０ ） Ｌ ｎ一 中锰含量， ＮＣ 分析测量不确定度来源 ， 对主要不确定度分量进行
了合理 的评定 ， 包括重复测定的不确定度 ， 称量引入 的不确定度 ， 属锰纯度 引入的不确定 度 ， 摩尔质量 的不确定度 以及 体积产生 金 锰 的不确定度 。通过对各相对标准不确定度分量 的计算 ， 出合 成标 准不确定度（ 和扩展不确定 度 （ ） 求 Ｕ） ｕ 。结果表 明 ， 响合成标准 影 不确定度 的主要 因素是体积 和测定 的重 复性 。
Ｋａ ｉ— ｈ ｎ ｏ ｇ
（ ｏｈｎＢ ｕ ｐＲ ｃ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｏ ， ｔ． Ｇ ａｇ ｏ ｇＦ ｓａ ２ ２４， ｈｎ ） Ｆ ｓａ ｒｎ ｅｙｌ ｇＴ ｃ ｎ ｌ ｙＣ ． Ｌｄ ， ｕｎ ｄ ｎ ｏｈ ｎ５ ８ Ｃ ｉａ ｉ ｏ １
等电位测试仪测量结果的不确定度评定
等电位测试仪测量结果的不确定度评定作者：万柔来源：《科学导报·学术》2020年第73期一、概述1测量依据JJG366-2004《接地电阻表检定规程》2测量环境温度（20±5）℃，相对湿度≤80%。
3标准器及配套设备接地电阻表检定装置JDB-1。
4被测对象等电位测试仪KD2531T2。
5测量过程采用直接测量法测量等电位测试仪的示值误差，并在此基础上开展不确定度评定工作。
二、数学模型设标准器输出标准参数值为RN，被检设备显示的相应数值为RX，被检表的示值误差可表示为：（1）式中：△R——示值误差;Rx——被检表读数值;RN——标准器输出值;三、不确定度分量的评定1由被检表读数的重复性引入的标准不确定度分量u（RX1）。
读数值RX的标准不确定度u（RX1）主要是等电位测试仪的测量重复性，可以通过连续测量得到测量列，采用A类方法进行评定。
2由被检表分辨力带入的不确定度分量u（RX2）。
（1）选择10Ω代表（0.01Ω～20Ω）测量范围的不确定度评定测量电阻点被检等电位测试仪KD2531T2在示值为10Ω的分辨力为0.01Ω，其在±0.005Ω的半宽区间为均匀分布，取包含因子k=3故：u（RX2）=0.005/ =0.0029Ω（2）选择100Ω代表（20Ω～200Ω）测量范围的不确定度评定测量电阻点被检等电位测试仪KD2531T2在示值为100Ω的分辨力为0.1Ω，其在±0.05Ω的半宽区间为均匀分布，取包含因子k=3故：u（RX2）=0.05/ =0.029Ω（3）选择1000Ω代表（200Ω～2000Ω）测量范围的不确定度评定测量电阻点被检等电位测试仪KD2531T2在示值为1000Ω的分辨力为1Ω，其在±0.5Ω的半宽区间为均匀分布，取包含因子k=3故：u（RX2）=0.5/ =0.29Ω3 由JDB-1接地电阻表检定装置引入的标准不确定度u（RN）。
任务三锰矿石中锰含量的测定知识目标
任务三锰矿石中锰含量的测定知识目标：电位滴定法、惰性金属电极、电位滴定终点的确定方法能力目标：1．能够准确判断电位滴定的终点。
2．能够利用电位滴定法测定锰矿石中锰含量教学方法引探和讲练结合、操作与指导结合教学学时每20人一个学习组，1人一台ZD-2A自动电位滴定仪，整个任务需 4 学时。
教学设计问题：如何准确测定锰矿石中锰含量？汇总所查资料，师生共同讨论，提出分析方案教师展示展示学生对此过程中不理解处提问，教师解惑教师引导，讲授电位滴定法学生观察电极，描述电极的构造及在测定中的作用学生完成锰矿石中锰含量的测定问题：电位滴定法测锰含量时滴定终点如何判断？学生讨论，教师总结讲解电位滴定终点的确定方法布置作业：如何测定饮用水中pH、F-、Fe2+含量？教案课程引入由问题引入教学：问题：锰含量是锰矿石的技术指标之一，那么该如何测定呢？ 学生根据所查资料分组讨论并提出解决方案。
答案：原子吸收光谱法、电位分析法、分光光度法等。
比较优劣，引出本次课程的教学任务：“电位滴定法测定锰矿石中锰含量”展示GB/T1502-2002，学生分组讨论实验过程。
知识点讲解-1 Ø 电位滴定法 ² 定义：电位滴定法是利用滴定过程中指示电极电位的突跃来确定滴定终点的一种电化学容量分析方法。
² 比较电位滴定法与直接电位法和化学滴定法的区别 与化学滴定法的区别 定量参数不同 与直接电位法的区别确定滴定终点方法不同² 基本原理：开始滴定时，随着滴定剂的不断加入，待测离子与滴定剂之间发生化学反应，被测离子浓度发生相应的变化。
由于指示电极的电位与被测离子浓度有关，因此，指示电极的电位也相应发生变化。
在化学计量点附近，被测离子浓度发生突变，指示电极的电位也相应发生突变。
根据电池电动势的变化，可以判断滴定终点。
² 实验装置：指示电极：铂电极、参比电极：双液接甘汞电极、滴定管、酸度计、电磁搅拌器、搅拌子² 滴定方法：组装仪器装置后，将滴定剂装入滴定管，调节好零点，准确移取一定量试液于滴定池中，插入电极，开启电磁搅拌器和直流毫伏计，读取初始电动势（或pH ）后开始滴定。
氢醌滴定法测定锰铁中锰
氢醌滴定法测定锰铁中锰
氢醌滴定法测定锰铁中锰
氢醌滴定法是利用可逆的氢醌滴定反应来测定锰的有效方法，它具有较高的精确度和准确性，可以在短时间内实现高精度的测定。
氢醌滴定法测定锰铁中锰的步骤如下：
一、样品的预处理
将需要测定的锰铁样品用碱性四氯化碳溶液进行溶解，然后用硅藻土滤液过滤，再加入钾氢交换模拟剂和氯化钠溶液，滤液浓缩至容量上限，这是钾化溶液后，即可得到样品溶液。
二、反应混合液的配置
将容量不低于25mL的容器中放入足够的样品溶液，加入测定用的硝酸钾稀释溶液和氯仿溶液，混合液稠度调至0.5mol/L，然后加入汞氢醌及溴化锂，混合均匀，使样品中锰能够反应完全，然后放入带有玻璃球的反应器中，待滴定时使用。
三、氢醌滴定
将反应器中的反应混合液放入滴定管内，调整称量管使助滴定液滴定稳定，用滴定液将样品中的锰进行滴定，当反应混合液由黄绿色变成深紫色时即表明锰的滴定反应已结束。
随后，用助滴定液再滴定10滴，再观察反应混合液的颜色，确保滴定稳定。
四、分析结果的计算
将滴定液的消耗量记录下来，使用滴定液的浓度以及样品的体积计算出样品中锰的量，即可得到锰的准确测量结果，以便进行科学研究并得出有效成果。
总之，氢醌滴定法测定锰铁中锰可以高精度快速测定锰的体积，获得准确可靠的测量结果，是科学研究中实验测定锰量最常用的方法。
自动电位滴定仪不确定度评定
自动电位滴定仪（示值误差）测量结果的不确定度评定报告一、简述本规程示值误差的不确定度评定分为两部份： 1、电计示值误差测量结果的不确定度评定 2、仪器示值误差测量结果的不确定度评定二、不确定度评定1、电计示值误差测量结果的不确定度评定 1.1、方法简述：规程中规定仪器“5.2.2.3电计示值误差”和“5.2.2.4电计示值重复性”的检定方法为：“5.2.2.3 电计示值误差的检定：接好线路，接通开关K ，高阻R 短路，调节pH 检定仪，使其输出标准电位信号b E ，输入仪器电计，测量并记录电计读数。
用递增和递减的方法各测量一次，计算电计示值平均值a E 。
按公式（1）计算电计示值误差E ∆。
其中，取绝对值最大的为电计示值误差。
%100-a ⨯=∆cbE E E E （1） 式中：E ∆—电计示值误差，%F ∙S ；a E —电计示值平均值，mV ；b E —标准电位信号值，mV ；E c — 仪器满量程电位值，mV 。
”再按“5.2.2.4 电计示值重复性： 接好线路，断开开关K ，高阻R 接通，分别调节pH 检定仪，使其向仪器电计输入+600 mV 和-600 mV 电压信号，同时分别记下电计示值i E 。
上述操作重复10次，按公式（2）计算电计示值重复性r s 。
其中，取较大值为电计示值重复性。
()%100121⨯-=-=∑Ein i E E s ni ir （2）式中：r s —电计示值重复性，%；n — 测量次数， n=10； E i —i 组测量的电计示值， mV ；i E — i 组n 次测量的电计示值平均值， mV 。
”1.2、测量模型根据电计示值误差的计算公式：%100-⨯=∆cba E E E E不确定度的影响因素有二个：电位标准值、仪器测量重复性引入的不确定度分量。
对各个不确定度分量进行微分，求导后可以得到电计示值误差不确定度的计算公式：)()1()(1)(222a 2b cc E u E E u E E u -+=∆）（22)())(()(）（cb ca E E u E E u E u +=∆ 公式（Ⅰ）公式（Ⅰ）即为电计示值误差不确定度的计算公式。
自动电位滴定仪
自动电位滴定仪（电计示值误差）测量结果的不确定度评定1、概述：1.1 测量依据JJG814-2015《自动电位滴定仪检定规程》1.2 被测对象：0.1级自动电位滴定仪1.3 测量方法及主要设备本检定装置是用标准仪器向被检电位滴定仪输入标准信号，采用直接比较法对电计进行测量。
用于校准的标准器和配套设备如下：表1实验室计量标准器和配套设备1.4 环境条件温度;(20±5)℃,室温变化不大于1℃/h，相对湿度为≤80%，附近无机械振动和电磁干扰2、测量模型及不确定度来源分2.1 测量模型(电计部分）式中:---- 电计示值误差，MV---- 电计示值平均值，MV---- 标准电位信号值，MV2.2不确定度来源分析电计部分的不确定度来源2.1.1 检定时重复测量的标准不确定度2.1.2 酸度计检定仪引入的标准不确定度3、标准不确定的评定3.1 测量重复性的标准不确定度测量结果的重复性引入的不确定度；用本装置对选定的自动电位滴定仪进行测量，在200MV点连续测量10次记录如下：表2测量数据次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10测量值200.1 200.0 200.1 200.1 200.0 200.1 200.1 200.0 200.1 200.0 所以单次测量的实验标准偏差=0.0516，由于重复性条件下测量,2次，以其平均值作为测量结果，则3.2 酸度计检定仪引入的标准不确定度0.006级的酸度计检定仪电压标准值的最大允许误差是0.05MV,那酸度计检定仪引入的标准不确定度4、合成标准不确定度及扩展不确定度4.1 不确定度分量汇总表3不确定度分量一览表不确定度分量不确定度来源的值测量重复性0.036 1 0.036酸度计检定仪0.0289 1 0.02894.2 合成标准不确定度由于各输入量不相关，灵敏度系数为1，所以自动电位滴定仪电计的标准不确定度为5、扩展不确定度的评定取包含因子为2，扩展不确定度为6、测量结果的不确定度报告及表示0.1级的自动电位滴定仪的扩展不确定度为继续阅读。
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２ 不 确 定 度评 定
２１ 测量 原理 及测 量数 学模 型 ．
在 中性焦 磷 酸介质 中 ， 高锰 酸 钾标 准溶 液进 用
的体 积 ， ： ｍＬ
Ｍ — 锰 的相对 原子 量 ， ｍ ｌ — ｇ， ｏ：
ｍ — —
ｌｍ Ｏ Ｌ硝 酸 （ １ ２／ Ｌ 、０ Ｌ盐 酸 （ １１ｇｍ 、 ｐ ． ｇｍ ） ２ ｍ ４ ｐ ． ／ Ｌ）３ ９ 滴 氢 氟酸 （ １ ５／ ） 于低 温 加热 使 试样 溶解 ， ｐ． ｇ １ ｍＬ ， 稍
用 水 仔 细 冲 洗 瓶 壁 并 继 续 加 热 数 分 钟 ，加 入 ｌＯ Ｌ热水 ， Ｏｍ 冷却 至室 温 。移 入 ２ ０ Ｌ容 量瓶 中 ， ５ｍ 用水 稀 释至刻 度 ． 匀 。 摇
移取 ５ ． ｍ ００ Ｌ溶 液 于 ６ ０ Ｌ烧 杯 中 ．用水 稀 ０ ０ｍ
ｒ
２２ 不 确 定度 来源 识别及 其 分量 的评 定 ．
１ 实验方 法【 ． ２ １ 】 称取 ０５ ０ ． ０克试 样 置于 ３ ０ｍ ０ ０ Ｌ烧 杯 中 ． 入 加
ｗ％） （ ：
式 中：
（） １
高锰酸钾标准溶液 的浓度 ， ｏ ／； ｍ ｌＬ
准溶 液 的体积 ， Ｌ： ｍ
Ｖ—— 滴 定试 样溶 液 时消耗 高锰 酸钾 标 Ｖ 一 空 白试 验消 耗 高锰 酸钾标 准溶 液
因进行 分析 ． 立测 量过程分 量 的数 学模 型 ， 建 分析 测量 过程 不确定度 来源及各 不 确定度 分 量对 总
不 确 定 度 的 影 响 ， 定测 定 结 果 的 置 信 区 间 。 出锰 铁 中锰 的 含 量 及 其 置信 区 间 为 ８ ．５ 确 给 ０４ ％
±０３８ 。 ． ％
锰 铁 标 样 （ 准 值 为 ８ ．８ 重 复 测 定 ５次 ， 标 Ｏ ％） ４ 测定 值 分 别 为 ８ ．２ 。０３ ％ ，０４ ％ ，Ｏ５ ％ ， Ｏ ％ ８ ．８ ８ ．６ ８ ．１ ４ ８ ． ％ ， 均值 为 ８ ．５ ， 用 贝 塞 尔 法 ， 准 偏 ０４ ８ 平 Ｏ ％ 采 ４ 标 差 为 ０ ０ １ ， 均 值 的 标 准 不 确 定 度 ｕ（ ＝ ．５ ％ 平 Ｓ）
关 键 词 测 量 不 确 定 度
锰
・ 电位 滴 定 法 置 信 区 间
测 量不确 定度是 定 量评价 测量 水平 的指标 ， 是 判 定测 量 结果 可信 程 度 的依 据 。 测量 不 确定 度 在 许多 发达 和发展 中 国家 已普遍采 用 ， 国际 间量 值 的
释 至 １ ０ ． 加 入 ２ ０ Ｌ 焦 磷 酸 钠 饱 和 溶 液 ０ ｍＬ ５ｍ ｆ４ ｇＬ， 时 配制 ） 将 烧杯 置于 电磁搅 拌器 上 ， １５／ 用 放
冷却 ， 加入 ｌ ｍ Ｏ Ｌ高 氯 酸 （ １ ７／ Ｌ ， 热 至 冒高 ｐ ． ｇｍ ） 加 ６
氯 酸 浓烟 ， 续加 热 至二 氧 化锰 沉 淀 析 出 ， 继 取下 冷
试样 量 ， 酸 （ ＋ ）低 温加 热 至溶 液清 亮 ， １４ ，
量及其 置信 区间 。
１ 实验 部 分
１１ 主 要 仪 器 ．
行 电位滴 定 ， （Ｉ） 锰 １ 氧化 为锰 （ ， 电位突跃 指示 Ⅳ）以
终 点 ． 据高锰 酸 钾的实 际 消耗量 计算 锰量 。 根
Ｐ ０ 型 电位滴 定 仪 ： Ｈ３ １ Ｐ 一 Ｃ精 密 Ｐ ＨＳ ３ Ｈ计 。
根 据被测 量 值与输 入量 的 函数关 系 ． 量不 确 测 定 度 与测 量重 复性 、 高锰 酸钾标 准溶 液 的浓度 及滴
定 体 积 、 样 的称 量及锰 的相对 原 子量 等 不确 定度 试
维普资讯
３ ８ 分量 有关 。
２ ． 测量 重 复性 ．１ ２
００ １、 ５＝ ． ３ Ｕｌ ） Ｏ０ ３８ ． ＝ ．ｘ ０ 。 ．５ ／／ ００ ％，ｍ Ｓ ＝ ． ／０ ５ ２９ １ ２ （ ２ ４
昆 钢
科
技
２０ ０ ７年 １ 第 ３期 Ｏ月
２２６ 试 液 体 积 的 不 确 定 度 ．．
ｒ为 Ｖ ／ Ｖ ３Ｖ， ３为 ５ ｍＬ 移 液 管 ， 体 积 误 ０ 差 ± ．５ Ｌ 按 三角 形 分布 ， Ｏ０ ｍ ， 其标 准不 确定 度 ｕ Ｖ ） （３
＝
按 照 实 验 方 法选 择 编 号 为 Ｂ ０ ０ — Ｈ ３ ４ ７的 中 碳
维普资讯
２０ ０ ７年 】 第 ３期 ０月
昆 钢
科
技
３ ７
电位 滴 定 仪 测定 锰 铁 中锰 的 测量 不 确 定 度 评 定
陶 俊
（ 术 中心 ） 技
摘 要 采 用 电位 滴 定仪测 定锰 铁 中锰含 量 ，应 用统 计 学理 论对其 分析 结果 不 确定度 的产 生原
入搅 棒 ， 动 电磁搅 拌 器 ， 滴 加 入 盐 酸 （ ＋ ） 在 启 逐 １２，
Ｐ Ｈ计 上 调节 溶 液 至 Ｐ ．～ ．， 出 电极 并 洗涤 。 Ｈ６ ７０ 取 ５
比对 和 实验室 数据 的 比较 ， 更要 求提 供包 括包 含 因
子 和置信水 平 约定 的测量 结果 的不 确定度 ． 测量 使 结果 进行互 相 比对 ， 以取 得相互 承认 和共 识 。本 文
在 电位 滴定 仪 上 ， 动 电磁 搅 拌 器 ， 高锰 酸钾标 开 用 准 溶 液 ｆ ００ ｍ ｌ ） 约 ．５ ｏ Ｌ 滴定 至观 察 到 电位 滴 定仪 的 ／ 指示 发 生 明显 电位突 变或 指针 偏转 为终 点 。
讨 论 了影 响 电位 滴 定 仪 测定 锰铁 中锰 量 的各 种 不