原子吸收法测定苦丁茶中锌的不确定度评定

董宏博，赵文秀，崔桂花 (吉林医药学院化学教研室，吉林吉林132013)

在理化分析过程中，一切测量都是不可避免地具有不确定度。计量学家提出的测量不确定度的定义为“表达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”［1］。测量不确定度是通过有限次测量，以及经验、资料等信息实现可操作性，是经典误差理论的发展和完善。估计分析结果的不确定度是化学定量分析的主要任务之一，依此确定分析测定质量的最佳结果范围。本研究将苦丁茶样品用湿法消化处理，用火焰原子吸收光谱法测定了其中的锌元素，对不确定度进行了分析。

1 测量方法

1.1 主要仪器与试剂

9600-A型火焰原子吸收分光光度计;FA1104型电子天平。锌标准溶液1 g/L，国家钢铁材料测试中心。

1.2 方法步骤

将被测样品苦丁茶80℃烘干4 h。准确称取样品1.000g，于50 mL锥形瓶中，加浓HNO320 mL，密封过夜，次日加HClO45 mL，置电热板上缓慢加热消化，至溶液呈无色透明，近干为止。冷却后，转移至25 mL容量瓶中，用3%HNO3定容至刻线，混匀备用。用原子吸收光谱仪在213.9 nm处测量样品的吸光度。

2 数学模型

当测定结果以ω表述时:

式中:ω——试样中锌的质量分数(mg/g)

C——试样溶液中锌的浓度(μg/mL)

V——试样消化液定容后的体积(mL)

m——试样的重量(g)

合成不确定度为

3 不确定度分量主要来源分析及定量

3.1 C的不确定度

C的不确定度由4部分组成:其一是由标准溶液的浓度-吸光度拟合直线时所产生的不确定度 u1(C);其二是由标准贮备液配制标准浓度系列时所产生对C的测量带来的不确定度u2(C);其三是样品平行试验数据重复性引起的测量不确定度u3(C);其四是样品在消解过程中带来的不确定度u4(C)。

3.1.1标准曲线拟合引入的不确定度(A类不确定度)u1(C)

用原子吸收光谱仪分别测定锌标准系列溶液的吸光度。用最小二乘法对表1中数据进行拟合，得到直线方程 A=a·C+b，其中 a=0.100 68，b=0.033 45(A为吸光度;C为锌的浓度μg/mL)。

表1 锌标准溶液的浓度和吸光度

样品平行测定6次(A为 0.358 9、0.361 3、0.375 4、0.351 9、0.388 0、0.381 6)。由直线方程求得平均浓度C样=3.338 μg/mL。

则C样的标准不确定度为

则C样相对不确定度为

3.1.2标准溶液配制引起的不确定度(B类不确定度)u2(C)

1)标准贮备液质量浓度的不确定度分量

根据说明书，1 g/L锌标准贮备液相对不确定度为1%，视其为正态分布处理K值取3，其引入的相对不确定度为:

2)配制标准溶液系列的不确定度分量

实验时，用10 mL分度移液管移取锌标准贮备液于200 mL容量瓶定容，制成50 mg/L使用液。再用10 mL分度移液管从200 mL容量瓶中分别移取0.5、1.0、2.0、4.0、6.0 mL 溶液至50 mL 容量瓶中定容，配成标准系列。

因此

3.1.3样品测量重复性引起的不确定度(A类不确定度)u3(C)

对样品进行6次重复性测定，测定结果的平均值为 3.338 μg/mL，标准偏差 s=0.14 μg/mL，单次测定结果的标准不确定度为:

则相对不确定度为:

3.1.4样品在消解过程中引起的不确定度(A类不确定度)u4(C)

则标准不确定度为:

相对不确定度为:

以上四项合成得

3.1.5空白试剂引入的不确定度

实验所用的试剂均为优级纯，符合标准要求，因而扣除空白所致的锌含量微小变化产生的影响，可忽略［4］。

3.2 天平引入的不确定度(B类不确定度)u(m)

称取样品1.000 0 g。天平的计量证书指出，称量误差为±0.1 mg，按均匀分布，标准不确定度为:

相对不确定度为:

3.3 样品定容体积引入的不确定度(B类不确定度)u(V)

样品消解后定容为25.00 mL，溶液不经稀释直接测定，不确定度来源:

3.3.1体积校准时引入的不确定度

20℃时，25 mL容量瓶(A级)的容量允许误差为±0.03 mL［2］，按三角形分布计算，则其标准不确定度为:

3.3.2温度变化所引入的不确定度

假设实验室温度在±3℃内变动，水的膨胀系数为2.1×10-4，其体积的变化为2.1×10-4×3×25=0.016 mL，按均匀分布计算标准不确定度:

合成得样品定容体积V引起的标准不确定度为:

则相对不确定度为:

4 不确定度的合成

5 扩展不确定度分析

取包含因子k=2，置信概率P=95%，则扩展不确定度为

6 结果报告

苦丁茶中锌的分析结果为:

7 结论

通过计算和分析表明，在本次实验中，影响不确定度的主要因素是重复性测定、标准曲线拟合和样品的消解过程，而样品质量及定容体积对不确定度的影响可以忽略不计。

［1］曹宏燕.分析测试中测量不确定度及评定:第一部分 测量不确定度概述［J］.冶金分析，2005，25(1):77-81.

［2］曹宏燕.分析测试中测量不确定度及评定:第三部分 分析测试中主要不确定度分量的评定［J］.冶金分析，2005，25(3):82-87.

［3］邹云娣.水中挥发酚的测量不确定度评定［J］.环境监测管理技术，2004，16(2):30-32.

［4］刘长勇.石墨炉原子吸收光谱法测定番茄酱中铅含量的测量不确定度分析［J］.石河子大学学报:自然科学版，2005，23(3):283-285.