用合成标准不确定度评定油田水中氯离子含量的测定

王奇，郝健，廉园园，张虎

（延长油田股份有限公司，陕西 延安 716000）

1 概述

1.1 合成标准不确定度评定方法原理

由在一个测量模型中各输入量得标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度，成为合成标准不确定度。因此，计算合成标准不确定度时，首先要确定各个输入量的标准不确定度，然后按方差合成的方法进行计算，开方后得到合成标准不确定度[1-2]。

1.2 自动电位测定仪测定水中氯离子含量过程描述

1.2.1 标准方法

自动电位滴定法测定氯离子含量依据《GB/T 9725-2007化学试剂 电位滴定法通则》测定[3]。

1.2.2 适用范围

本方法适用于溶液中氯离子的测定。

1.2.3 测定原理

将规定的指示电极和参比电极浸入同一被测溶液中，在滴定过程中，参比电极的电位保持恒定，指示电极的电位随被测物质的浓度变化而变化。在化学计量点前后，溶液中的被测物质浓度的变化，会引起指示电极电位的急剧变化，指示电极电位的突跃点就是滴定终点。

1.2.4 仪器与试剂

AT-610自动电位滴定仪；5 mL移液枪；洗瓶（装纯水）；100 mL烧杯；50 mL量筒；滤纸；硝酸银标准溶液；10%稀硝酸；水样。

1.2.5 实验准备

（1）电极安装:选择滴定氯离子对应的沉淀电极，将电极安装好，将电极线接入主电极口“G1”。

（2）开机: 开启主机电源和显示屏电源。

（3）检查仪器状态: 将100 mL烧杯置于磁力搅拌器正中，放入搅拌子。点击屏幕上“on”按钮，观察搅拌子旋转状态；若旋转状态不正常，则需检查原因。点击“off”按钮，关闭磁力搅拌器。

1.2.6 适用范围

（1）调制待测水样:用移液枪移取5 mL待测水样于小烧杯中，加入50 mL纯水稀释后，再加2～3滴稀硝酸酸化，然后将烧杯置于磁力搅拌器正中。

（2）冲洗并安装电极:从电极存放瓶中取出电极，用纯水冲洗多次，用滤纸擦干，通过电极支架放入待测水样中，固定。

（3）滴定喷头排空及安装:从滴定喷头袋内拔出滴定喷头，将滴定喷嘴尖端插入脱泡瓶中，并保持朝斜上方向。在主界面按“Burette”键，按“Δ（向上）”键，滴定试剂会从喷嘴尖端喷出，当喷嘴玻璃处的空气完全排空时，再按“Δ（向上）”键即停止。按“Exit”键退出界面。然后通过电极支架小孔将喷头放入待测水样内，使喷头尖端浸入水面以下。

（4）自动滴定:在主界面左下角按“Method”键，进入“List”界面，选择“Cl-”测定项，按“OK”键；按“on”键，磁力搅拌器开始工作，再按“start”键，电位滴定仪开始自动滴定。滴定结束后，仪器会发出“滴”声，并退出滴定曲线界面。按“Exit”键退出。

（5）结果记录:按翻转键，找出测量结果，并记录。

（6）结果计算公式：

式中：c1：已知 标准溶液浓度，mol/L；

V1：消耗 标准溶液体积，mL；

V2：所取待测水样体积，mL；

M： 离子摩尔质量；

c2：待测水样中氯离子浓度，mol/L。

1.3 测定不确定度检测过程描述

检测室平均温度t=20 ℃，将转子放入100 mL烧杯中，置于磁石搅拌器正中，点击仪器屏幕“on”按钮，用移液枪取5 mL（V2）待测样（c2）在小烧杯中稀释于50 mL去离子水中，加2～3滴硝酸溶液进行酸化，用已知浓度（c1=0.104 2 mol/L）硝酸银溶液滴定12次，滴定终点消耗硝酸银溶液体积 ，滴定结果如下，要求报告待测水样中氯离子浓度及其扩展不确定度。

表1 检测结果

2 不确定度评定

2.1 不确定度来源分析

2.1.1 A类评定：

重复测定造成的不确定度。

2.1.2 B类评定：

（1）自动电位滴定仪示值不确定度；

（2）已知AgNO3标准溶液标定不确定度；

（3）10 mL移液管示值误差引起的不确定度；

（4）温度影响移液管体积校正系数引起的不确定度；

（5）氯离子摩尔质量不确定度。

2.2 不确定度分量评定

2.1.1 A类评定：

aref为多次重复测定造成的不确定度，遵从正太分布，故

2.1.2 B类评定：

（1）aV1分别为自动电位滴定仪示值不确定度，通过校准得知仪器示值误差0.000 2 mL，则

（2）ac1：已知AgNO3标准溶液标定不确定度，查标定记录知

（3）aV2：10 mL移液管修正值，通过内部校准得知，10 mL移液管示值误差0.02 mL，则

（4）fTV2：温度影响移液管体积校正系数，t=20℃，Δ=0，一般稀释水体积膨胀系数为2.5×10-4/℃，二者比较，玻璃体膨胀系数太小，可忽略不计。

（5）aM：氯离子摩尔质量不确定度，查2015年最新 IUPAC元素周期表知M(Cl)=35.453，uc(M)=0.002。

3 计算合成不确定度

各分量间不相关：

代入数据计算得出：

4 计算扩展不确定度

取k=2,则本次测量结果的扩展不确定度为：

本次用自动电位滴定法测定水中氯离子检测结果为：

5 结 论

在自动电位滴定法测定水中氯离子含量不确定评定中发现，多次重复测定造成的不确定度最大。应用合成标准不确定度评定油田水中氯离子含量的测定，置信概率P=95%，扩展不确定度为0.9 mol/L。

[1]何永政. 质量检验不确定度与应用数理统计（第二版）[M]. 北京：中国质检出版社，中国标准出版社, 2013.

[2]宋明顺. 测量不确定度评定与数据处理[M].北京：中国计量出版社，2000.

[3]GB/T 9725-2007《化学试剂 电位滴定法通则》.

[4]中国科学院数学研究所统计组编. 常用数理统计方法[M].北京：科学出版社，1979.

[5]潘维栋. 数理统计方法[M]. 上海：上海教育出版社，1980.