原子吸收法测定矿石中锰含量的不确定度评价分析

张延玲　孙银生　杨　珍

（河南省核工业放射性核素检测中心，河南　郑州　450044）

原子吸收法测定矿石中锰含量的不确定度评价分析

张延玲孙银生杨珍

（河南省核工业放射性核素检测中心，河南郑州450044）

本文探讨了原子吸收法测定矿石中锰的测量结果不确定度分量的来源及其评定方法，确认了对测量结果不确定度贡献较大的分量，并重点讨论了该方法测定中被测溶液逐级稀释引入的不确定度分量对测量结果质量的影响。

原子吸收法；测定；锰；不确定度；评价

评定测量不确定度为了对检测实验室测量结果的质量给出定量地说明，而测量结果的可信程度取决于不确定度的大小。在经济全球化的今天，定量地表征测量结果的质量，可以使各国、各地区、各实验室的测量结果及其质量进行比对，并取得相互承认。目前，在我国推行的ISO/IEC导则25《校准和检测实验室能力的通用要求》中，对测量结果的不确定度提出了明确的要求［1］。

原子吸收法具有灵敏度高、干扰少、准确快速、操作简便的特点。测定的相对偏差一般可控制在3 ％以内。火焰原子吸收法的测量灵敏度为微克/毫升级，其测量范围一般都较小。在实际工作中，测量溶液的浓度有时达数个毫克级［2，3］。原子吸收法测量方法经常需要将溶液逐级稀释至线形范围内。稀释倍数有时达500倍之多，这是否会引起较大的相对偏差？本文力图通过不确定度的评定，对这一问题及其降低测量不确定度、提高测量结果质量的方法进行探讨。

1　实验部分

1.1仪器与试剂

WFX-120原子吸收分光光度计、容量瓶、移液管、电子分析天平、锰标准溶液（1.000mg/ml，国家标物中心）、酸式滴定管

1.2锰测量结果的不确定度的评定方法及分量来源

1.2.1锰标准工作溶液引入的标准不确定度分量来源主要为：锰标准溶液、分取用的移液管、分取锰标准溶液的定容。

1.2.2配制锰标准系列溶液引入的标准不确定度分量来源主要为分取锰标准工作溶液4次、标准系列溶液的定容。

1.2.3电子分析天平称量引入的标准不确定度分量；

1.2.4样品分解后定容引入的标准不确定度分量；

1.2.5样品定容后逐级稀释引入的标准不确定度分量，其分量来源主要为：分取用的移液管；分取定容使用的容量瓶；溶液稀释因子。

1.2.6测量过程：将标准系列和样品同时进行测量。其不确定度分量主要来自仪器的稳定性。

1.2.7由曲线回归引入的不确定度分量。

1.3测量不确定度评定实例。以下结合HJ/Y030001样品对矿石中锰测量结果的不确定度进行评定。

按国标JJF1001-1998有关定义，对于容量计量器具可以认为其示值允许误差就是以较大置信水准给出的相对扩展不确定度Urel，在求其标准不确定度时除以包含因子3即可。计量器具的相对标准不确定度分量可通过查其检定证书求得。

1.3.1锰标准工作溶液引入的标准不确定度分量1µ

用10ml滴定管分取锰标准工作溶液0.5ml、1ml、1.5ml、2ml于100ml容量瓶中。已知10ml滴定管的示值允许误差δ=±0.050ml，取K=3；则其

相对标准不确定度分量根据分取体积分别计算如下：

标准系列溶液定容：4个100ml容量瓶引入的相对标准不确定度分量由表1可得配制锰标准系列溶液引入的合成标准不确定度分量按下式计算：

1.3.3样品称量：准确称量样品m=200.0mg。电子分析天平给出的允许误差：δ=±0.1mg。按正态分布，取K=3。则称量样品引入的相对标准不确定度为：

1.3.4样品分解后用100ml的容量瓶定容，其引入的标准不确定度分量为

1.3.5样品分解定容后用单标线移液管移取5ml溶液于200ml容量瓶中，则由被测溶液的稀释引入的相对标准不确定度分量计算如下：

式中：k—溶液稀释因子

将标准系列溶液和样品进行测量，结果见表1。由样品测量引入的相对合成标准不确定度按表1中数据计算如下

原子吸收法测定矿石中锰含量的不确定度评价分析

表1　标准系列溶液和样品的测量吸光值

利用计算机对表1中的相关数据进行处理，结果见表2。得到回归曲线的一次方程：y = 0.254x + 0.020。将表2中样品1号的平均值代入方程，可求得样品稀释后的锰浓度：xc=1.64μg/ml。

表2　曲线回归参数及标准偏差

xc=1.64μg/ml时，其对应吸光度的标准偏差S（y）如下：

在y=0.438时，其相应浓度xc=1.64μg/ml的标准偏差S（X）如下：

1.3.8锰测量结果各分量的不确定度其相对合成标准不确定度uc为：

2　扩展不确定度Urel的评定

3　结果表示

C = 3.28 ％，Urel=0.096（包含因子K=2，具有约95％的置信水准）

4　结果讨论

4.1原子吸收法测定矿石中的锰含量不确定度合成结果表明，不确定度分量主要来自配制标准系列溶液引入的不确定度分量。其次是被测溶液的稀释和测量过程两方面引入的不确定度分量。其他分量对不确定度的贡献相对较小。

4.2配制标准系列溶液分量对合成不确定度贡献较大，主要原因是使用了示值允许误差较大的B级滴定管。如果使用示值允许误差δ=±0.030ml的A级滴定管，就能够有效降低不确定度。

4.3被测溶液稀释引入的不确定度分量与溶液测量时的稀释倍数和稀释使用的器具有关，不同稀释倍数的样品，在溶液逐级稀释时引入的不确定度分量是不同的。在实际工作中，被测溶液稀释倍数较大时，应使用5ml以上的单标线移液管并将体积控制在500ml以内；尽量一次将被测溶液稀释至线形范围内。

从上述结果讨论可以得出，如果采用A级滴定管，配制标准系列溶液和被测溶液稀释引入的不确定度分量是锰矿石测量结果的主要分量来源，其次是测量过程引入的不确定度分量。对被测溶液采用合适的稀释方法，能有效降低不确定度，提高测量结果的质量。

［1］JJF 1059-1999.测量不确定度评定与表示［S］.

［2］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指南［M］.北京：中国计量出版社出版社，2000.

［3］尹明，李家熙 岩石矿物分析（第四版）第二分册［M］.北京：地质出版社，2011 .

TF041

A

1003-5168（2015）-12-0059-2

张延玲（1968-），女，助理工程师，从事化学分析工作