高氯酸标准滴定溶液的标定不确定度评定
实验室自配标准溶液不确定度分析

不确定度分析,作为标准物质研制过程的重要环节,是保证标准物质量值溯源性不可或缺的关键属性,那接下来和小编一起了解一下不确定度的具体内容。
01、什么是不确定度?提起不确定度,首先需要简单阐述一下和它相关的几个概念:真值:对于测量而言,是指一个被测量,其本身所具有的真实大小。
量值:测得的量值,又称量的测得值,其代表测得结果的量值。
误差:测得的量值减去参考量值(一般由量的真值或约定量值来表示),又称测量误差。
从测量的角度来说,只有当被测量被完善地确定并能排除所有测量上的缺陷时,通过测量所得的量值才是量的真值。
而实际上,这是一个理论上的概念,也就是说,真值很难被获知。
正是因为测量误差无法被消除,所以才有了不确定度的存在,用来评定对测量值不能确定的程度。
02、如何评定不确定度?不确定度的评定一般流程如下:03、实验室自配标准溶液的不确定度如何分析?接下来,我们按照不确定度评定的一般流程,对实验室中常用的标准溶液配制的不确定度进行分析。
(1)分析不确定度来源考虑到实验室标准溶液一般是现配现用,所以不确定度来源主要是定值和不均匀性引入的。
对于完全溶解的标准溶液,组内均匀性一般较好,若不涉及分装储存过程的话,组间均匀性则不需要考虑。
(2)建立数学模型标准溶液的配制一般采用重量-容量法进行,计算公式如下:由公式可知,标准溶液定值引入的不确定度u,包括原料质量分数引入的不确定度up、称量引入的不确定度um和定容引入的不确定度uv。
(3)评定不确定度分量原料质量分数引入的不确定度,通常情况下可直接参照原料厂商产品证书中提供的信息,若证书中提供的是扩展不确定度,需要根据相应置信区间下的包含因子进行换算。
称量的不确定度主要来源于天平示值、天平偏载及重复性等,具体数据可来源于所使用天平的检定证书。
定容过程中的不确定度主要有容量瓶体积的不确定度、温度对定容体积产生的不确定度、定容过程中的人员示值的不确定度等。
(4)计算合成不确定度由公式(1)标准溶液定值的数学模型,可通过如下公式计算合成不确定度:(5)确定扩展不确定度考虑到相应置信区间下的扩展因子k,一般通过公式(3)计算扩展不确定度。
标定高锰酸钾标准滴定溶液的不确定度分析1

标定高锰酸钾标准滴定溶液的不确定度分析1标定高锰酸钾标准滴定溶液的不确定度分析在印染分析化验过程中,一切测量结果都不可避免地具有不确定度.高锰酸钾标准溶液是一种常用化学定量参比物质,其标定值的准确性直接影响常规分析质量.笔者以《印染分析化验手册》第一篇第九章第三节标准溶液的制备及标定为依据配制并标定高锰酸钾溶液,依据JJFl059—1999《测定不确定度评定与表示》分析其测量不确定度.简述由标定过程中得到的不确定度.1 实验部分1.1主要计量仪器与试剂电子分析天平;棕色酸式滴定管:50 mL A级.1.2测定方法准确称量105~110℃干燥至恒重的基准草酸钠(99.95%~100.05%)约0.2 g左右,电子分析天平(精度为0.1 mg),置于锥形瓶中,加入100 mL硫酸溶液(8:92)中使之溶解,用高锰酸钾标准液滴定,近终点时加热至65℃,继续滴定至溶液呈粉红色保持30 S 为终点,同时作空白试验.计算公式:c=m/[(V1一V2)x0.067 00],式中:c为高锰酸钾标准滴定溶液的浓度(mol/L);m为基准无水草酸钠的质量(g);V1为高锰酸钾标准滴定溶液用量(mL);V2为空白试验中高锰酸钾标准滴定溶液用量(mL);0.067 00为与1.00 mL高锰酸钾标准溶液[c(1/5 KMn04)=1.000 mol/L]相当于以克表示的无水草酸钠的质量.1.3 高锰酸钾标准滴定溶液的标定结果表1 高锰酸钾标准滴定溶液的标定结果为获得标准溶液重复测量的不确定度分量,对同一标准溶液进行10次独立标定.测定数据见表12测量不确定度来源从检测过程和数学模型分析,标定高锰酸钾标准溶液的不确定度主要来源,由五个方面所引起的:(1)测量的重复性;(2)基准无水草酸钠的纯度;(3)测量使用的电子分析天平及量具;(4)增加反应速度需要的酸度和近终点的温度;(5)其他相关常数.3不确定度分量的评定和计算3.1重复性测定引入的相对标准不确定度Urel(A)利用表1中的测量结果,采用A类方法评定,与重复性有关的合成标准不确定度均包含在其中.重复测量的平均值计算式:单次测量的标准差按贝塞尔公式计算c(x)为:C的标准差S()为:由测量重复性引起的相对标准不确定度为:Urel=0.000 065 6/0.099 56=0.066%.3.2基准草酸钠的纯度引入的相对标准不确定度Urel(c)基准草酸钠的纯度为1.000 0±0.000 5,视为矩形分布.3.3 天平称量所引入的相对标准不确定度Urel(m)干燥器与天平称量仓内均放置同质硅胶,视为相同湿度,称量时无吸潮.电子天平检定证书标出线性为±0.1mg,可视为矩形分布,不确定度为;因为称量采用减量法,故称量的标准不确定度为:;则由称量引入的相对标准不确定度Urel(m)为:0.085 mg/0.201 9 g=0.042%.3.4标定体积的相对不确定度Urel(y)3.4.1滴定管的校准:滴定使用50 mL棕色酸式滴定管(A级),按照检定规程,其最大允许误差为±0.05 mL,相对允许误差为±0.1%,按照矩形分布,则滴定体积的相对标准不确定度Urel(m)为:.3.4.2环境温度:实验环境在空调条件下,室温近似20℃.温度在20℃左右,标准溶液的温度补正值非常小,对实验结果影响可忽略不计,所以在不确定度分析中不把这一温度影响引起的不确定度列入考虑范围.3.4.3滴定终点的判断:终点时的误差±0.05 mL(1滴的体积),两点分布,现由终点分布判断引入的标准不确定度为0.05 mL,相对标准不确定度为0.05 mL/30.31 mL=0.165%.标定体积的影响引入相对标准不确定度Urel(y)为:3.5增加反应速度需要的酸度及温度增加反应速度需要的酸度及近终点的温度引起的标准不确定度很小,可以忽略.3.6其他常数基准无水草酸钠摩尔质量引起的标准不确定度很小,可以忽略.4合成标准不确定度Urel(C)测量重复性、基准无水草酸钠的纯度、天平称量、标定体积等的不确定度相互独立,故将上述数据合成得到的高锰酸钾的相对合成标准不确定度Urel(c)为:.5扩展不确定度产M(c)实验测得高锰酸钾标准溶液的浓度为0.099 56 mol/L,则测量结果的合成标准不确定度u(c)=0.099 56mol/LxO.194%=0.000 19 mol/L.若取包含因子K=2,得测量结果的扩展不确定度U=2u(c)=O.000 38 mol/L.6测量结果的表示本次实验中,高锰酸钾标准滴定溶液的浓度可表示为:[(0.099 56±0.000 38)mol/L,K=2].7结论通过对标定高锰酸钾标准滴定溶液的不确定度进行评定,表明高锰酸钾标准滴定溶液的不确定度最主要来源是高锰酸钾标准滴定溶液消耗的体积产生的不确定度.其次是标定重复性所产生的不确定.。
药品检验中滴定液标定的不确定度的评估

药品检验中滴定液标定的不确定度的评估【摘要】本文通过对药品检验中滴定液标定的相关内容进行概述,在根据乙二胺四醋酸二钠滴定液浓度标定的相关内容,来对药物检验中滴定液标定不确定度的影响因素进行评估,以供相关人士参考。
【关键词】药品检验;滴定液标定;不确定度;评估当前人们在药物检验的过程中,主要是采用滴定液标定的方法,来对药品中化学物质的成分进行了解,从而对药品中的药物成分进行相应的判断分析。
下面我国就对药品检验中滴定液标定的相关内容和滴定液标定中的不确定度进行评估分析。
一、滴定液标定的概述1、滴定液标定法的定义所谓的滴定液标定法也就是指人们在对化学成分进行分析的过程中,将已知浓度的试剂溶液应用到其中,从而对测定标定液中的化学成分进行详细了解的一种方法。
目前,在社会发展的过程中,这种滴定液标定法已经被人们广泛的应用在各个行业,其中在药品检验中应用的最为广泛。
不过,我们在采用滴定液标定法对药品进行检验的过程中,容易受到各种因素的影响,而产生许多不确定问题,使得药品检验的准确性受到影响,因此我们在对进行使用的过程中,一定要对基准物质进行严格的要求。
2、滴定液标定法的分类目前,我们所采用的滴定液标定法有很多种,这些不同的滴定液标定法在实际应用的过程中,其自身的检验效果也存着一定的差异,我们可以通过其检验液的性质不同,将滴定液标定法分成以下几种:2.1酸碱滴定法。
这种方法主要是通过对检验液中,酸、碱质子之间的变化情况进行分析,从而达到滴定液标定分析效果的一种方法。
这种检验方法只能用于酸、碱溶液的鉴定。
2.2配位滴定法。
它主要是通过对离子配位反应情况的观察方法,而采用的一种滴定液标定方法。
通常这种方法滴定法只用于对金属离子的测定。
2.3氧化还原滴定法。
顾名思义这种滴定法在测定过程中,主要是通过氧化还原反应拉对滴定液中的成分进行确定,因此我们在实际应用的过程中,这种方法主要是适用于氧化还原物质的测定分析当中。
2.4沉淀滴定法。
GMP认证全套文件资料127-高氯酸滴定液配制和标定标准操作规程

目 的:制订高氯酸滴定液配制和标定的标准操作规程。
适用范围:高氯酸滴定液(0.1 mol/L )的配制和标定。
责 任:检验室人员按本规程操作,检验室主任监督本规程的执行。
程 序:1.仪器及用具 十万分之一分析天平、干燥箱、容量瓶、具塞锥形瓶、刻度吸管、量筒、 滴定管等。
2.试剂及试液 高氯酸、冰醋酸、醋酐、基准邻苯二甲酸氢钾、结晶紫指 示液。
3.配制 取无水冰醋酸(按含水量计算每1g 水加醋酐5.22ml)750 ml ,加入高氯酸[70—72%(g /g )] 8.5 ml ,摇匀,在室温下缓缓滴加醋酐23 ml ,边加边摇,加完后再振摇均匀,放冷,加无水冰醋酸适量使成1000 ml ,摇匀,放置24小时。
若所测供试品易乙酰化,则须用费休氏水份测 定法(按药典附录项下的SOP )测定本液的含水量,再用水和醋酐反复调节至本液的含水量为0.01—0.2%。
4.标定4.1取在105—110℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约0.16g ,精密称定, 加无水冰醋酸20 ml 使溶解,加结晶紫指示液1滴,用本液缓缓滴定至蓝色,并将滴定的结果用空白试验校正。
每1ml 的高氯酸滴定液(0.1mol/L )相当于20.42mg 的邻苯二甲酸氢钾。
根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量,算出本液的浓度,即得。
4.2如需用高氯酸滴定液(0.05 mol/L 或0.02 mol/L )时,可取高氯酸滴定液(0.1mol/L )用无水冰醋酸稀释制成,并标定浓度。
5.结果计算:644444/064)(O H KHC HClO O H KHC HClO T V V W F ⨯-=式中:F 表示滴定液的校正因子。
W 表示基准物的取样量。
V 表示基准物消耗滴定液的体积。
V 0表示空白消耗滴定液的体积。
T 表示滴定度。
6.注意事项6.1非水溶液滴定,所用仪器、试剂均不得含有水分,实验室内要绝对防止氨气。
6.2冰醋酸试剂一般都含有水分,可加入醋酐脱水,反应如下: CH 3C =OO + H 2O → 2CH 3COOHCH 3C =O但必须注意不能直接将醋酐加至高氯酸中,因高氯酸与醋酐混合,反应剧烈,放出大量热,故配制时应先用冰醋酸将高氯酸稀释后,再缓缓滴加醋酐。
高氯酸滴定液标配操作规程

高氯酸滴定液标配操作规程高氯酸滴定液配标操作规程一、目的:建立高氯酸滴定液的配标操作规程,规定了高氯酸滴定液的配制、标定操作内容、方法与要求。
二、范围:适用于高氯酸滴定液(0.1mol/L)的配制和标定操作。
三、编定依据:《中国药典》2010年版二部、《中国药品检验标准操作规程》2010年版。
四、职责:化验室。
五、内容:1.仪器与用具电炉、电热恒温干燥箱、电子天平、称量瓶、锥形瓶(250m1)、量筒(50ml 、500ml 、1000m1)、滴定管(50m1)、取样勺、具塞玻璃瓶(1000ml)2.试药与试液2.1高氯酸(70%~72%)2.2邻苯二甲酸氢钾(基准试剂)2.3结晶紫指示液2.4无水冰醋酸醋酐3.配制3.1分子式:HClO 4 分子量:100.463.2欲配浓度:10.05g →1000ml 。
3.3操作:高氯酸滴定液(0.1mol/L) 取无水冰醋酸(按含水量计算,每1g 水加醋酐5.22ml )750ml ,加入高氯酸(70%~72%)8.5ml ,摇匀,在室温下缓缓滴加醋酐23ml ,边加边摇,加完后再振摇均匀,放冷,加无水冰醋酸适量使成1000ml ,摇匀,放置24小时。
若所测供试品易乙酰化,则须用水分测定法(TS-20-014-00)测定本液的含水量,再用水和醋酐调节至本液的含水量为0.01%~0.2%。
4.标定与复标4.1原理 -COOK -COOH+HClO 4 + KClO 4-COOH -COOH4.2操作方法4.2.1高氯酸滴定液(0.1mol/L):取在105℃干燥至恒重的基准邻苯二甲酸氢钾约0.16g ,精密称定,加无水冰醋酸20ml 使溶解,加结晶紫指示液1滴,用本液缓缓滴定至蓝色,并将滴定的结果用空白试验校正。
每lml 的高氯酸滴定液(0.1mol/L)相当于20.42mg的邻苯二甲酸氢钾。
根据本液的消耗量与邻苯二甲酸氢钾的取用量,算出本液的浓度,即得。
GB/T 601《化学试剂标准滴定溶液的制备》注释

GB/T 601《化学试剂标准滴定溶液的制备》注释1概述标准滴定溶液是滴定分析和微量分析等的量值溯源,其主要用途是化工产品的主体含量和产品中杂质含量的测定。
在有机化工、无机化工、食品及食品添加剂、农药化肥、冶金、石油化工、日用化工等很多行业以及大专院校、科研院所的质量监督和检验工作中广泛应用。
标准滴定溶液的制备主要依据是GB/T 601《化学试剂标准滴定溶液的制备》2 GB/T 601—2002《化学试剂标准滴定溶液的制备》主要修改内容2.1新增加的内容2.1.1一般规定中增加了以下内容:1)规定了滴定速度。
2)标准滴定溶液浓度平均值的扩展不确定度。
3)可使用二级纯度标准物质或定值标准物质代替工作基准试剂进行标定或直接制备,并在计算标准滴定溶液浓度值时,将其质量分数代入计算式中。
4)规定了标准滴定溶液贮存容器材料。
2.1.2标准滴定溶液的制备中增加以下内容:1)重铬酸钾标准滴定溶液、碘酸钾标准滴定溶液、氯化钠标准滴定溶液、碘标准滴定溶液和硫氰酸钾标准滴定溶液标定方法增加了方法二;2)高氯酸标准滴定溶液配制方法中增加了方法二;3)增加了氢氧化钾--乙醇标准滴定溶液。
2.1.3附录中增加的内容1)附录A中补充了碳酸钠标准滴定溶液、氢氧化钾-乙醇标准滴定溶液的补正值;2)附录B标准滴定溶液浓度平均值不确定度的计算。
2.2修改内容——工作基准试剂称量的精确度;——工作基准试剂的质量;——工作基准试剂摩尔质量的有效位数;——标定重复性临界极差;——标定时的滴定体积和量取被标定溶液的体积;——氢氧化钠标准滴定溶液、硫代硫酸钠标准滴定溶液配制方法;——溴标准滴定溶液的基本单元;——乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液[c(EDTA)=0.05mol/L])的标定方法和[c(EDTA)=0.02mol/L]的计算式;——氯化锌标准滴定溶液、氯化镁标准滴定溶液、硫氰酸钠标准滴定溶液的标定方法。
2.3取消内容——取消了原标准“3.6”和“3.7”条中有关“比较”的相关规定——取消了氢氧化钠标准滴定溶液、盐酸标准滴定溶液、硫酸标准滴定溶液、硫代硫酸钠标准滴定溶液、碘标准滴定溶液、高锰酸钾标准滴定溶液、硫酸铈标准滴定溶液、硫氰酸钠标准滴定溶液和硝酸银标准滴定溶液共九种的“比较”法。
不确定度
标准溶液的不确定度在GB/T 602—2002 D附录B,明确了滴定分析标准溶液的不确定度的计算方法。
即:不标准滴定溶液的标定方法大体上有四种方式:(1)用工作基准试剂标定标准滴定溶液的浓度;(2)用标准滴定溶液标定标准滴定溶液的浓度;(3)将工作基准试剂溶解、定容、量取后标定标准滴定溶液的浓度;(4)用工作基准试剂直接制备的标准滴定溶液。
第一种方式包括:氢氧化钠、盐酸、硫酸、硫代硫酸钠、碘、高锰酸钾、硫酸铈、乙二胺四乙酸二钠[c(EDTA)=0.1 mol/L、0.05 mol/L]、高氯酸、硫氰酸钠、硝酸银、亚硝酸钠、氯化锌、氯化镁、氢氧化钾—乙醇共15种标准滴定溶液。
计算标准滴定溶液的浓度值c(mol/L),表示为式(3—13):C=mw*1000/[(V1-V2)M] (3—13)式中:m ——工作基准试剂的质量的准确数值,g ;w——工作基准试剂的质量分数的数值,% ;V1——被标定溶液的体积的数值,mL ;V2——空白实验被标定溶液的体积的数值,mL ;M——工作基准试剂的摩尔质量的数值,g/mol 。
第二种方式包括:碳酸钠、重铬酸钾、溴、溴酸钾、碘酸钾、草酸、硫酸亚铁铵、硝酸铅、氯化纳共9种标准滴定溶液。
计算标准滴定溶液的浓度值(mol/L) 表示为(3—14):c=(V1-V2)C1/v (3—14)式中:V1——标准滴定溶液的体积的数值,mL ;V2——空白实验标准滴定溶液的体积的数值,mL ;c1——标准滴定溶液的浓度的准确数值,mol/L ;V——被标定标准滴定溶液的体积的数值,mL 。
第三种方式包括:乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液[c(EDTA)=0.02mol/L],计算标准滴定溶液的浓度值(mol/L) 表示为(3—15):c=[(m/V3)V4w*1000]/[(V1-V2)M] (3—15)式中:m——工作基准试剂的质量的准确数值,g ;V3——工作基准试剂的质量分数的数值,% ;V4——被标定溶液的体积的数值,mL ;w——空白实验被标定溶液的体积的数值,mL ;V1——工作基准试剂溶液的体积的数值,mL ;V2——量取工作基准试剂溶液的体积的数值,mL ;m——工作基准试剂的摩尔质量的数值,g/mol 。
第三种标定方式标准滴定溶液浓度的测量不确定度评定实例
第三种标定方式标准滴定溶液浓度的测量不确定度评定实例第三种标定方式标准滴定溶液浓度的测量不确定度评定实例 1.第三种标定方式标准滴定溶液浓度的扩展不确定度评定实例在GB/T601-2002标准中惟独标准滴定溶液[c(EDTA)=0.02 mol/L]的标定办法属于第三种标定方式。
其标定办法为: 2.标准滴定溶液[c(EDTA)=0.02 mol/L] 称取0.42 g于800℃±50℃的高温炉中灼烧至恒重的工作基准试剂,用少量水潮湿,加3 mL溶液(20%)溶解,移入250 mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。
取35.00 mL~40.00 mL,加70 mL水,用溶液(10%)调整溶液pH至7~8,加10 mL氨-氯化铵缓冲溶液甲(PH≈10)及5滴铬黑T指示液(5 g/L),用配制好的乙二胺四乙酸二钠溶液滴定至溶液由紫色变为纯蓝色。
同时做空白实验。
乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液的浓度[c(EDTA)],数值以摩尔每升(mol/L)表示,按式(19)计算:式中: m—氧化锌的质量的精确数值,单位为克(g) ; V1—溶液的体积的精确数值,单位为毫升(mL) ; V2—乙二胺四乙酸二钠溶液的体积的数值,单位为毫升(mL) ; V3—空白实验乙二胺四乙酸二钠溶液的体积的数值,单位为毫升(mL) ; M —氧化锌的摩尔质量的数值,单位为克每摩尔(g/ mol) [M(ZnO)=81.39]。
2.乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液浓度的A类相对标准不确定度重量乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液浓度的A类相对标准不确定度重量,按式(2-5)计算: 3.乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液浓度的B类合成相对标准不确定度重量乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液浓度的B类合成相对标准不确定度重量评定的基本量值见表2-13。
注:1)以GB/T 601-2002中提供的一位小数补正当为例; 2)滴定体积约为35.26 mL,空白实验0.03 mL,工作基准试剂与标准滴定溶液两个溶液温度均为23℃,温度校正为-0.02 mL(-0.6 mL/L) ; 3) GB/T 601-2002中氧化锌的摩尔质量为81.39 g/mol四位有效数字(是按1999年版的《元素周期表》),本书第三种标定方式评定实例是按《元第1页共3页。
酸碱滴定不确定度的评定与表达
酸碱滴定不确定度的评定与表达摘要重量法、容量法和分光光度法是环境监测检验工作中最常规的的3种方法。
本文试通过容量法测定盐酸浓度,分析测量不确定度的来源,对测量不确定度进行评定与表达,并对影响测量结果的不确定度的各因素进行讨论。
关键词:不确定度,盐酸,滴定法,容量法,评定前言测量目的是为了确定被测量的量值。
测量质量由于会直接影响到国家和企业经济利益,在测量结果和由测量结果得出结论还可能成为决策中的重要依据。
不确定度愈大,测量水平愈低,测试质量愈差,结果的使用价值愈低;不确定度愈小,测量水平愈高,测试质量愈好,结果的使用价值愈高。
而随着对国际标准ISO∕IEC 导则25(已修订为ISO17025)《校准和检测实验室能力的通用要求》的执行,现在对所有被认可的实验室在客户要求时,必须对测量不确定度进行评定。
该标准要求各实验室“必须具有并应用评定测量不确定度的程序”。
因此,在我们报告测量结果时,必须对测量中结果质量给出定量说明,以确定测量结果的可信程度。
本文试通过容量法测定盐酸浓度,对测量不确定度进行评定与表达。
1 不确定度的评定方法1.1不确定度的定义与基本概念⑴测量不确定度:与测量结果有关参数,表示征可合理赋于的被测量之值的分散性。
⑵标准不确定度:用标准偏差表的测量结果的不确定度。
⑶(不确定度中)A类评定:用对观测列统计分析进行不确定度评定的方法。
⑷(不确定度中)B类评定:用不同于对观测列的统计分析的其他方法进行不确定度评定方法。
(5)合成标准不确定度:当结果由若干其它量得来时,测量结果中标准不确定度等于这些量方差和协方差的适当和的正平方根(6)⑹扩展不确定度:当规定测量结果区间的量,既可期望该区间包含可合理赋于被测量值分布的大部分。
1.2化学分析测量不确定度的来源[1]化学分析测量中不确定度的来源有下面几种:⑴被测对象定义不完善(比如被测物质分析物中缺少确切结构详细的对象说明)。
⑵取样中带来不确定度,测定样品里可能不代表所定义被测对象,例如在一个子样中对整块不具代表性或者被检样品自抽样以来的随时间产生的分解。
不确定度的计算
不确定度不确定度的含义是指由于测量误差的存在,对被测量值的不能肯定的程度。
反过来,也表明该结果的可信赖程度.它是测量结果质量的指标。
不确定度愈小,所述结果与被测量的真值愈接近,质量越高,水平越高,其使用价值越高;不确定度越大,测量结果的质量越低,水平越低,其使用价值也越低。
在报告物理量测量的结果时,必须给出相应的不确定度,一方面便于使用它的人评定其可靠性,另一方面也增强了测量结果之间的可比性.不确定度的作用测量不确定度是目前对于误差分析中的最新理解和阐述,以前用测量误差来表述,但两者具有完全不同的含义.现在更准确地定义为测量不确定度.是指测量获得的结果的不确定的程度.不确定度的计算不确定度的值即为各项值距离平均值的最大距离。
例:有一列数.A1,A2,。
.。
,An,他们的平均值为A,则不确定度为:max{|A-Ai|,i=1,2,。
,n}不确定度的定义表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数不确定度统计学家与测量学家一直在寻找合适的术语正确表达测量结果的可靠性。
譬如以前常用的偶然误差,由于“偶然”二字表达不确切,已被随机误差所代替,近年来,人们感到“误差”二字的词义较为模糊,如讲“误差是±1%”,使人感到含义不清晰。
但是若讲“不确定度是±1%”则含义是明确的。
因而用随机不确定度和系统不确定度分别取代了随机误差和系统误差。
测量不确定度与测量误差是完全不同的概念,它不是误差,也不等于误差。
1.测量不确定度和标准不确定度表征合理的赋予被测量之值的分散性,与测量结果相联系的参数,称为测量不确定度。
这是JJF1001—1998《通用计量术语及定义》中,对其作出的最新定义。
测量不确定度是独立而又密切与测量结果相联系的、表明测量结果分散性的一个参数。
在测量的完整的表示中,应该包括测量不确定度。
测量不确定度用标准偏差表示时称为标准不确定度,如用说明了置信水准的区间的半宽度的表示方法则成为扩展不确定度2.不确定度的A类、B类评定及合成由于测量结果的不确定度往往由多种原因引起的,对每个不确定度来源评定的标准偏差,称为标准不确定度分量,用符号表示。
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高氯酸标准滴定溶液的标定概要目的配制高氯酸标准滴定溶液,并标定其浓度。
检测步骤量取一定量高氯酸,溶解于冰醋酸中,加入少量乙酸酐,以除多余的水分。
准确称取一定量基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHP ),使用电位滴定仪以高氯酸标准溶液进行滴定。
根据消耗体积计算标准溶液浓度。
被测量401000()()KHP m P c HClO V V M⨯⨯=-⨯其中:4()c HClO ——高氯酸溶液浓度,mol/L ;M ——KHP的摩尔质量数值,g/mol ,[M(KHC 8H 4O 4)=204.2212];m ——KHP称取质量,g ; KHP P ——KHP基准试剂的纯度;V——滴定KHP 消耗高氯酸溶液体积,mL ;0V ——空白消耗高氯酸溶液体积,mL ;1000——换算系数。
不确定度来源的识别见因果。
不确定度来源的量化数值及不确定度见。
表:高氯酸(HClO4)标定中的数据和不确定度各分量的不确定度的影响单次标定结果各分量不确定度的影响见。
图:建立因果关系图:各不确定度来源分量的影响高氯酸标准滴定溶液的标定详细讨论1介绍高氯酸(HClO4)溶液浓度由基准试剂邻苯二甲酸氢钾(KHP)标定。
已知高氯酸溶液浓度在0.1mol/L左右。
滴定的终点由自动滴定装置判断,在该装置中装有测定溶液mV并判断曲线形状的mV电极。
滴定标准物KHP的有效成分,即与其分子总数有关的自由质子的数目,使标定的高氯酸溶液的浓度可溯源至SI国际单位制。
2技术规定2.1高氯酸标准溶液的配制:量取8.7mL高氯酸,搅拌下溶于500mL冰醋酸中,滴加20mL乙酸酐,混匀后用冰醋酸稀释定容至1000mL。
其准确浓度由滴定基准KHP计算得到。
因此,此步骤的不确定度不被考虑。
2.2基准试剂的准备:按照GB/T601-2002的规定于105℃~110℃烘干KHP至恒重,认为此时烘干完全,不含有水分。
准确称取0.3 gKHP(精确至0.1mg),不确定度以天平的实际使用情况为准。
KHP的纯度及其不确定度按照厂家包装的标准执行。
2.3滴定:将称取的滴定标准物KHP溶解于约50mL乙酸中,超声溶解,再以高氯酸溶液滴定。
采用自动电位滴定仪来滴加高氯酸溶液,并记录mV曲线。
从自动滴定装置记录的mV曲线判定滴定终点。
被测量,即高氯酸溶液的浓度,取决于KHP 的质量(m )、纯度(P KHP )、分子量(M )和滴定终点时消耗的高氯酸的体积(V ),和空白消耗高氯酸的体积(V 0)。
3不确定度来源的确定和分析来源主干如。
图:不确定度来源主干3.1质量m :大约称取300mgKHP 来标定高氯酸溶液。
称重为减量称量。
因此在因果图上有净重称量(m tare )和总重称量(m gross )两条支干。
每一次称重都会有随机变化和天平校准带来的不确定度。
天平校准本身有两个可能的不确定度来源:灵敏度和校准函数的线性。
如果称量是用同一台天平且称量范围很小,则灵敏度带来的不确定度可忽略不计。
3.2纯度P KHP :基准试剂产品标签标注的KHP 的纯度介于99.95%至100.05%之间。
因此P KHP 等于1.0000±0.0005。
如果干燥过程完全按GB/T601-2002的规定进行,则无其它不确定度来源。
3.3摩尔质量M :邻苯二甲酸氢钾(KHP )的分子式为C 8H 5O 4K 。
该分子的摩尔质量的不确定度可以通过合成各组成元素原子量的不确定度得到1。
本文在做u(M)评定时直接引用CNAS-GL06:2006VP KHPc(HClO 4)V 0 mM提供的数据。
3.4体积V和V0:滴定过程借助于20mL的活塞滴定管。
高氯酸溶液从活塞滴定管滴定的体积有三个同样的不确定度来源。
这三个来源是滴定体积的重复性、体积校准时的不确定度、以及由实验室温度与活塞滴定管校准时温度不一致而带来的不确定度。
此外,终点检测的重复性也是其不确定度来源之一,它是独立于滴定体积的重复性。
由于V和V0的影响因素基本一致,一些分量会冲减,因此将二者作为一个整理考虑,即V-V0。
以上各分量的不确定度来源详细分析如。
图:详细来源分析4不确定度分量的定量首先将实验中可合并的部分进行合并,确定最后的不确定度来源,见。
4.1 A类不确定度涉及的重复性合并为滴定实验整体的重复性。
为获得本实验的总体重复性不确定度,进行8次实验,数据如,方法确认表明本实验的重复性为0.05%,该值用于计算合成不确定度。
中间计算过程如下。
表:高氯酸标准溶液的标定结果序号 m ,g V ,mL V 0,mL V –V 0,mL c ,mol/L 1-1 0.3127 14.835 0.011 14.824 0.10329 1-2 0.3136 14.860 0.011 14.849 0.10341 1-3 0.3041 14.409 0.011 14.398 0.10342 1-4 0.2961 14.039 0.011 14.028 0.10336 2-1 0.3203 15.198 0.011 15.187 0.10327 2-2 0.2976 14.106 0.011 14.095 0.10339 2-3 0.2946 13.966 0.011 13.955 0.10337 2-4 0.308514.6270.01114.616 0.10335 平均值0.103364.1.1符合性评定按照标准溶液制备和标定的相关规定2,每人四平行测定结果极差的相对值不得大于0.15%,两人八平行测定结果极差的相对值不得大于0.18%。
10.10337/c mol L =;1max 1min 0.00013/c c mol L -=;1max 1min10.13%c c c -=; 20.10335/c mol L =;2max 2min 0.00011/c c mol L -=;2max 2min20.11%c c c -=; 0.10336/c mol L =;max min 0.00015/c c mol L -=;max min0.14%c c c-=;因此,所引用的数据符合溶液制备要求。
4.1.2关于不确定度的计算()()0.00005/A u c s c mol L ===;()()0.00002mol/L A u c s c ====; 以一次实验数据作为最终结果的实验重复性:()()0.000050.0005=0.05%0.10336u rep s c RSD rep c====; 以8次实验浓度数据的平均值作为最终结果的实验重复性①:()()0.000020.0002=0.02%0.10336u rep s c rep c===; 4.2质量m容器和KHP :46.4318 g (观测)容器和减量的KHP :46.1357 g (观测)KHP 的称取量:0.2961 g (计算)重复性已与其他分量合并。
灵敏度被抵消。
称量浮力影响因减量称取可忽略不计。
且认为KHP 已干燥完全,吸湿性对结果的影响忽略。
因此,不确定度仅限于天平的线性不确定度。
线性:天平计量证书(随机由厂家提供3)标明其线性为±0.2mg 。
采用矩形分布将线性分量转化为标准不确定度。
即天平的线性分量为:因使用减量法称量,每一次称重均为独立的观测结果,两者的线性影响是不相关的。
由此得到质量m 的标准不确定度u(m)数值为: 4.3纯度P KHP①用平均值评定的过程补充在本评定的附录部分.P为1.0000±0.0005。
认为符合矩形分布,标准不确定度KHPu(P KHP):4.4摩尔质量M参照文献4,对于每一个元素,标准不确定度可按矩形分布。
KHP各组成元素的原子量及其不确定处理,度见:表:邻苯二甲酸氢钾各组成元素的原子量及其不确定度元素原子量不确定度标准不确定度K 39.0983 ±0.0001 0.000058C 12.0107 ±0.0008 0.00046H 1.00794 ±0.00007 0.000040O 15.9994 ±0.0003 0.00017计算KHP摩尔质量M及其不确定度:=+⨯+⨯+⨯=;M g mol39.0983812.01075 1.00794415.9994204.2212/4.5体积V-V04.5.1滴定体积的重复性:合并到总体重复性。
4.5.2校准:没有进行相应校检(校检过程依据JJG814-935)。
由于滴定体积由驱动器自动控制,故参照制造商提供6的“滴定管驱动器的误差范围:相应容量的0.2%”,则其可能的最大误差为0.1%,由此得到20mL活塞滴定管的误差为=±⨯±,认为是三角分布,此分量为0.020.008mL 0.1%20mL=0.02mL4.5.3温度:使用高氯酸标准溶液时均需根据温度校准浓度,因此只需记录下当前温度的高氯酸浓度即可,温度引起的体积偏差忽略不计7。
4.5.4终点判断重复性:合并到总体重复性。
5合成标准不确定度的计算高氯酸浓度的计算如下:列出了1-4号实验各参数的数值、标准不确定度和相对标准不确定度。
表:滴定中的数值与不确定度代入上述数值后,得到:对于乘法表示式(如上式),按下式计算标准不确定度:为简化上式合成标准不确定度的运算,引用电子,并对表格进行了解释说明②。
②注:各参数的数值列于第二行C2-G2。
它们的标准不确定度列各参数的影响大小可以很直观地用直方图表示。
显示了从计算得到的(,)u y x的大小。
i滴定体积V–V0的不确定度分量是最大的,其次是重复性。
称量过程和滴定标准物的纯度处于同一数量级,而摩尔质量的不确定度几乎小了一个数量级。
CNAS-GL06:2006对于滴定因素V分量做了详细分析,认为对其统计状态分布的假设没有实质性的影响。
表:滴定不确定度的电子表格计算于下一行C3-G3。
将C2-G2的数据用电子表格程序复制到列B5-B9。
运用上述数据计算的结果c(HClO4)列于B11。
C5是C2加上它的不确定度C3得到的重复性数值。
由C5-C9计算得到的结果列于C11。
列D和G重复以上步骤得到。
第12行(C12-G12)的数值是行(C11-G11)减去B11的数值得到的。
第13行(C13-G13)是第12行(C12-G12)的平方,相加后得到的数值列入B13。
B15是合成标准不确定度,它等于B13的平方根。
6扩展不确定度 引用包含因子2:4(())0.0001020.0002/U c HClO mol L =⨯=;因此,高氯酸标准溶液的浓度为(0.1034±0.0002)mol/L 。
附录:使用标定结果的平均值评估不确定度1特别说明不确定度的来源分析,引用的实验数据,B 类不确定度分量的标准不确定度的量化均与正文一致。