ICP-AES法测定矿石中钼的测量不确定度评定

云作敏,苏 丹,张丽娟

(吉林省有色金属地质勘查局研究所,吉林长春 130012)

ICP-AES法测定矿石中钼的测量不确定度评定

云作敏,苏 丹,张丽娟

(吉林省有色金属地质勘查局研究所,吉林长春 130012)

采用ICP-AES法对矿石中钼的测量不确定度的评定,详细地阐述了对实验过程中所引入的不确定度来源进行分析,并对各部分不确定度分量进行量化计算,提出了量化过程所需各参数的采集和统计计算方法,得出合成标准不确定度,扩展不确定度,并以不确定度的形式给出测定结果。

ICP-AES;钼;不确定度

测量不确定度是衡量分析测试结果的尺度。不确定度越小,测量结果与真实值越接近,其质量越高,数据越可靠。所以,测量结果必须有不确定说明才是完整并有意义[1],在经济全球化的今天,测量不确定度评定与表示方法的统一是科技交流和国际贸易的需要,在实验室质量管理和质量保证中尤为重要[2,3]。本文采用ICP-AES法对矿石中钼的整个实验过程所能引入的测量不确定度进行分析,并对样品的测定结果进行了不确定度评定。

1 样品处理及数学模型的建立

准确称取0.250 0 g样品于25 mL聚四氟乙烯坩埚中,用少量去离子水润湿样品,依次加入3 mL HNO3、5 mL HF、1 mL HClO4、1 mL HCl,将坩埚置于电热板上加热分解样品,加热至白烟冒尽,取下加入1 mL HCl浸取及少量去离子水吹洗杯壁,置于电热板上微热溶解盐类至溶液清亮,取下冷却,将溶液洗入100 mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀,澄清待测。

根据工作曲线计算待测溶液中Mo的含量,其数学模型:

式中ωMo为矿石中钼的质量分数/%;C为待测溶液中被测元素的质量浓度/μg·mL-1;V为待测溶液的定容体积/mL;M为样品称样量/g。

2 分析不确定度来源

由实验方法的数学模型及其他有关信息分析,测量不确定度的主要来源是样品的称量过程、标准溶液的配置过程、标准曲线的拟合过程、容量瓶的定容过程、样品的重复测定、仪器自身的稳定性等。

3 分析及量化不确定度分量

3.1 称量过程引入的不确定度 urel(m)

称量时引入的不确定度主要有天平的准确性和天平的变动性。天平的准确性是由天平的线性不确定度和天平分辨力的不确定度合成的。检定证书给出的天平线性为0.20 mg,按均匀分布计算u1(m)= 0.20/3=0.115 mg;本次采用万分之一的天平,天平的分辨力为0.1 mg,所以u2(m)=0.29×0.1=0.029 mg。天平的变动性可对同一样品进行重复称量5次,计算得到u3(m)=0.001 4 mg。因此称量所引入的不确定度u(m)可以根据公式=++计算得出u(m)=0.118 mg,实验中称取样品的质量为 0.250 0 g,其相对标准不确定度urel-1=u(m)/m=0.118 mg/0.250 0 g=0.944×10-3。

3.2 样品定容过程引入的不确定度 urel(V100)

3.2.1 容量瓶所给出体积偏差的不确定度

根据 G B12806-91《容量计算器具鉴定系统》[4],对于100 mL的容量瓶给出的不确定度为±0.1 mL,按均匀分布计算u(V100)1=0.1/3=0.058 mL其相对标准不确定度urel(V100)1=0.58×10-3。

3.2.2 工作温度与校正温度不同引入的体积不确定度

实验室的温度在±5℃内变化,水的膨胀系数为2.1×10-4℃[3]。按均匀分布计算,所以其100 mL容量瓶体积变化为100×5×2.1×10-4=0.105 mL。

按均匀分布计算其相对标准不确定度u(V100)2= 0.105/3=0.061 mL。所以urel(V100)2=0.061/100= 0.61×10-3。

3.2.3 读数重复性引入的不确定度

对于100 mL容量瓶,用纯水定容10次,称重,按照A类不确定度计算其标准偏差为urel(V100)3=

引入的各不确定度分量之间相互独立,根据公式=+=(0.944×10-3)2+(0.84× 10-3)2得出urel-2=1.26×10-3。

3.3 标准溶液配制过程引入的不确定度 u2

为消除基体干扰,做到标准溶液基体与样品基体相匹配,本方法采用国家一级标准物质G BW07238和G BW07239作为标准溶液。标准物质与样品的处理方法相同。所以不确定度来源有称量ub(m)和定容过程ub(v)。以上已经算出在称量和定容时带入的不确定度为1.26×10-3,而每个标准点都是相互独立的,所以标准溶液配制过程引入的不确定度urel-3=2×1.26×10-3=1.78×10-3。

3.4 样品的重复测定引入的不确定度u3

4 标准不确定度的合成

引入不确定度的各分量之间彼此相互独立、互不相干,根据以上所得数值可以计算出整个实验中的总相对标准不确定urel,公式如下:

所以总相对标准不确定度uc=0.003 638。

5 标准不确定度的扩展

扩展不确定度是由合成不确定度uc乘以包含因子k得到,实验采用的置信概率为95%,其对应的包含因子k=2[5]。所以扩展不确定度U=k×uc= 2×0.003 638=0.007。

6 结果的表示

测定结果表示为(0.236±0.007)%(k=2)。

7 结果分析

通过对各分量的不确定度数值分析可知,不确定度的主要来源是标准曲线和样品的重复测定,在操作中应加以重视,其余部分在实际评定中可以忽略。

[1] 国家质量技术监督局计量司组编.测量不确定度评定与表示[M].北京:中国计量出版社,2003.

[2] 柯瑞华.化学成分测量不确定度的评定[J].冶金分析,2004,24 (1):63-68,72.

[3] JJF1059-1999,测量不确定度的评定与表示[S].

[4] G B12806-91,容量计算器具鉴定系统[S].

[5] 罗毅.化学统计学[M].北京:中国科学出版社,2000.

Evaluation of the Measurement Uncertainty of Mo in Ore by ICP-AES

YUN Zuo-min,SU Dan,ZHANGLi-juan
(Geologial Exploration Bureau of Nonferrous Metals of Jilin Province,Changchun130012,China)

The paper introduced the evaluation of the measurement uncertainty of Mo by ICP-AES.The sources of uncertainty resulted from measuring process were discussed and calculated.Various parameters and calculation methods were illustrated.At last the combined standard uncertainty,the expanded uncertainty,the expanded uncertainty and the confidence interval of results were reported.

ICP-AES;Mo;uncertainty

O657

A

1003-5540(2011)04-0071-02

云作敏(1968-),女,高级工程师,主要从事岩石和土壤的分析测试工作。

2011-05-15