卡尔.费休法测定乙醇中水分含量的不确定度评定

徐晓萍 朱莉 王金陵 曹丽华

(1．江苏省理化测试中心，江苏 南京 210042；2．江苏省生产力中心，江苏 南京 210042；3．南京出入境检验检疫局，江苏 南京 211106)

卡尔.费休法测定乙醇中水分含量的不确定度评定

徐晓萍1，2朱莉1，2王金陵3曹丽华3

(1．江苏省理化测试中心，江苏 南京 210042；2．江苏省生产力中心，江苏 南京 210042；3．南京出入境检验检疫局，江苏 南京 211106)

依据GB/TGB/T606-2003《化学试剂水分测定方法卡尔·费休法》检测方法，对乙醇中水分含量进行测试，根据《测量不确定度评定与表示指南》的要求，系统的分析了整个检测过程中的不确定度来源，对各不确定度分量进行了量化，提出了卡尔费休法测定乙醇中水分含量不确定度的评定方法。

卡尔费休;乙醇;不确定度;水分

本文依据《测量不确定度评定与表示指南》的评定要求，参照GB∕TGB∕T606-2003《化学试剂水分测定方法卡尔·费休法》检测方法，对乙醇中水分含量测定的不确定度进行评定。

1 测量方法概述

1.1 仪器和试剂：

梅特勒V20卡尔费休水分测定仪；梅特勒EL204电子天平；卡费试剂(Merck)，分析纯；无水甲醇（Merck），分析纯。

1.2 检测样品过程：

用10μL微量进样器抽取实验室一级用水至所需刻度，对卡费试剂进行标定，标定完成后，记录卡费试剂的滴定度。然后称取一定质量的乙醇放入仪器中进行测定，得到无水乙醇的含水量。

取6份样品于按照检测步骤进行测定。测定结果见表。

1 2 3 4 5 10．013 9 10．383 9 10．202 8 10．303 8 10．289 4 6 10．284 9均值10．246 4 5．02413滴定体V1(mL)滴定度T(mg/mL)样品质量m1(g)含水量(%)1．0837 1 4．8140 1．0388 2 4．9345 1．0738 2 4．8209 1．0638 2 4．8594 1．0736 1 4．8130 1．0283 9 4．8922 1．0603 6 4．8557

2 乙醇中水分含量测定过程中测量不确定度的评估

2.1 数学模型

V1—滴定样品时卡费试剂的体积，mL；T—卡费试剂的滴定度的数值，mg∕mL；m1—样品质量的数值，g；m—标定时加入水的质量，g；V—标定时所用卡费试剂的体积，mL

2.2 测定乙醇中水分含量不确定度来源：

卡费试剂滴定度T引入的不确定度urel(T)；样品质量引入的不确定度urel(m1)；滴定样品时消耗试剂体积引入的不确定度urel(V1)；样品重复测定引入的不确定度urel(R)

2.3 不确定度分量的评定

2.3.1 卡费试剂滴定度T引入的不确定度urel(T)

卡费试剂的滴定度T引入的不确定度由水的质量、标定时消耗卡费试剂体积、重复标定过程组成。

2.3.1.1 水质量引入的不确定度urel(m)

标定时水的质量，其不确定度主要来源于天平校准和称量中的变动性。依据天平的校准证书，可知电子天平在0～30g的称量范围内最大允许误差为±0.5mg，按均匀分布，其标准不确定度：

称量的变动性，在0.01g经20次重复测定,得到的标准偏差为u2(m)=0.01mg。

实际称量样品为0.01g左右，由于每次称量都需进行两个步骤：一是去皮，二是样品读数，所以称量的不确定度为：

2.3.1.2 标定时消耗卡费试剂体积引入的不确定度urel(V)

标定时消耗卡费试剂体积引入的不确定度主要考虑仪器允差、温度变化，而环境水分、终点判定和漂移误差，这三个不确定度分量可以忽略。

⑴标定时仪器引入的不确定度urel(V')

根据仪器的校准证书，可知仪器最大允许误差为0.008μL，按均匀分布，其标准不确定度：

标定时消耗的卡费试剂的实际体积为2.0302mL，则其相对标准不确定度为

⑵标定时温度变化引入的不确定度urel(V'')

本实验试剂体积膨胀系数为1.2×10-3℃，标定时实验室温度波动范围为±3℃，按其矩形分布，其标准不确定度为：

标定时消耗的卡费试剂的实际体积为2.0302mL，则其相对标准不确定度为

因此，标定时消耗卡费试剂体积引入的不确定度

合成标准不确定度

2.3.2 样品质量引入的不确定度urel(m1)

实际称量样品为1g左右，由于每次称量都需进行两个步骤：一是去皮，二是样品读数，所以称量的不确定度为：

2.3.3 测定样品时消耗卡费试剂体积引入的不确定度urel(V1)

依据3.3.1.2可知，滴定样品时消耗卡费试剂体积引入的不确定度主要来源于仪器允差和温度变化引入的不确定度。

⑴测定样品时仪器引入的不确定度urel(V''')

样品测定时时消耗的卡费试剂的实际体积为10.2464mL，则其相对标准不确定度为

⑵测定样品过程中温度变化引入的不确定度urel(V'''')

样品测定时消耗的卡费试剂的实际体积为10.2464mL，则其相对标准不确定度为

因此，测定时消耗卡费试剂体积引入的不确定度

2.3.4 样品重复测定引入的不确定度urel(R)

测试样品含水量的平均值wˉ=4.8557%，重复测定样品的标准差S=0.0496，p=6，即重复测定的不确定度为：

3 合成标准不确定度评定

合成标准不确定度

4 扩展不确定度

滴定结果接近正态分布，当置信概率为95%时,扩展因子k=2,则扩展不确定度为：

5 结语

根据GB∕T606-2003标准测定了乙醇中水分含量，其扩展不确定度为0.400%（p=95%）。通过比较各分量的相对不确定度可以看出，乙醇中含水量测定的不确定度主要来源于卡费试剂滴定度引入的不确定度。

[1]GB∕T606-2003.化学试剂水分测定方法卡尔·费休法[S].