EDTA容量法测定三氧化二铝含量不确定度

侯荣浩

大连光明院节能技术研究检测中心有限公司 辽宁大连 116031

本文依据国家认可委员会编制的CNAS-GL006《化学分析中不确定度的评估指南》[1]和《测量不确定度要求的实施指南》[2]，运用统计学理论，识别出乙酸锌返滴定EDTA容量法测定耐火砖中的三氧化二铝含量结果的不确定度的来源，最终量化这些来源所产生的不确定度。

1 测量方法

（1）准确称取0.5000g试样置于铂金坩埚中，加入3g混合溶剂。另取1g混合熔剂覆盖其上。置于高温炉中熔解试样[3]。

（2）洗出坩埚及盖过滤并定容至250mL容量瓶中。

（3）移取50.00mL熔融液于200mL容量瓶中，加2滴酚酞指示剂，用NaOH溶液中和至试液恰呈红色后再加入8mL NaOH。在70℃水浴上保温30min，用水稀释至刻度，干过滤在250mL三角烧瓶中。

（4）移取50.00mL滤液于500mL三角烧瓶中，加入20mL（0.025mol／L）EDTA标准溶液，用（1＋1）盐酸中和至试液红色刚好消失。并过量加4滴（1＋1）盐酸使其酸化，加入1滴溴酚蓝指示剂，用氨水调至溶液由黄变蓝，加热煮沸5min，加入15mL六次甲基四胺缓冲溶液，3滴二甲酚橙批示剂，以乙酸锌标准滴定溶液滴定至试液由黄色变为紫红色为终点。

2 建立数学模型

式中：C-----EDTA标准溶液浓度的数值，mol／L；

V1-----加入EDTA标准溶液的体积，20mL；

V2-----回滴过量的EDTA标准溶液所消耗的乙酸锌标准溶液的体积，mL；

K----乙酸锌标准溶液换算成EDTA标准溶液的换算系数；

m-----称取试样的量，0.5000g；

M----Al2O3的摩尔质量的数值，M=101.961g/mol；

Vt-----分取试液的体积；

VL----分取滤液的体积，50mL。

3 标准不确定度分量的评定

3.1 样品测量重复性产生的相对标准不确定度

样品重复测量次数P=8，样品溶液中三氧化二铝的含量（见表1）

表1 样品中三氧化二铝的含量

3.2 天平称量产生的不确定度

按标准要求样品称量准确至0.0005g，按均匀分布评定，，则

因此，由称量引入的相对标准不确定度为：

3.3 250mL容量瓶引入的不确定度

⑴吸取的样品放入250mL容量瓶，其最大允差为0.15mL，按三角分布，包含因子则其最大允差所引入的标准不确定度为：

⑵观察移液管标线不一致而引入的标准不确定度

⑶溶液温度与移液管校准时温度不一致而引入的标准不确定度

移液管校准时温度为23℃，实验室了取温度变化为±5℃，水体积膨胀系数为2.1ⅹ10-4℃，按均匀分布，包含因子则溶液温度与移液管校准时温度不一致而引入的标准不确定度为：

由以上3个不确定度分量合成求得：

因此，由移液管吸取溶液体积引入的相对确定度为：

3.4 由EDTA标准溶液配制引入的相对标准不确定度

⑴由天平称量引入的相对不确定度分量

按标准要求样品称重准确至0.0005g，按均匀分布评定，则

因此，由称量引入的相对标准不确定度为：

（2）1000mL容量瓶引入的不确定度

（1）吸取样品所使用的1000mL容量瓶，其最大允差为0.4mL，按三角分布，包含因子则其最大允差所引入的标准不确定度为：

（3）观察移液管标线不一致而引入的标准不确定度

（3）溶液温度与移液管校准时温度不一致而引入的标准不确定度。按均匀分布，包含因子则溶液温度与移液管校准时温度不一致而引入的标准不确定度为：

由以上3个不确定度分量合成求得：

因此，由移液管吸取溶液体积引入的相对确定度为：

因此，EDTA标准溶液配制所引入的相对标准不确定度为：

3.5 由标定系数k引入的不确定度

3.5.1标定时分取EDTA标准溶液引入的相对标准不确定度分量

（1）10mL移液管吸取溶液体积引入的不确定度

吸取样品所使用的10mL移液管，其最大允差为0.01mL，按三角分布，包含因子则其最大允差所引入的标准不确定度为：

（2）观察移液管标线不一致而引入的标准不确定度

（3）溶液温度与移液管校准时温度不一致而引入的标准不确定度

由以上3个不确定度分量合成求得：

3.5.2标定时消耗的乙酸锌标液体积引入的不确定度

（1）滴定时用25mL滴定管，其最大允差为0.018mL，按三角分布，包含因子则其最大允差所引入的标准不确定度为：

（2）观察滴定管标线不一致而引入的标准不确定度：

（3）溶液温度与滴定管校准时温度不一致而引入的标准不确定度：

由以上3个不确定度分量合成求得：

因此，由滴定管吸取溶液体积引入的相对确定度为：

3.6 由分取比L引入相对标准不确定度

用50mL移液管移取溶液，定容于200mL容量瓶中，该过程使用的玻璃量具及其不确定度见表2。

表2 配制过程量具的不确定度一览表

由以上因素引入的相对标准不确定度为：

3.7 预先过量加入的EDTA标液体积V基引入的不确定度

用15mL移液管移取EDTA标液。

3.8 试样溶液滴定消耗乙酸锌标液体积引入的不确定度

（1）滴定时用25mL滴定管，其最大允差为0.018mL，按三角分布，包含因子则其最大允差所引入的标准不确定度为：

（2）观察滴定管标线不一致而引入的标准不确定度：

（3）溶液温度与滴定管校准时温度不一致而引入的标准不确定度：

由以上3个不确定度分量合成求得：

因此，由滴定管吸取溶液体积引入的相对确定度为：

3.9 标准溶液配制过程中引入的不确定度

3.9.1三氧化二铝标准溶液

准确称取0.5396g金属铝（99.999%）于聚四氟乙稀烧杯中，加入50mL蒸馏水，10g氢氧化钠，使其溶解。稍冷，移入盛有90mL（1+1）盐酸的烧杯中，加热煮沸使其溶液透明，冷至室温，移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，混匀。此溶液[c（1/2Al2O3）=0.02mol/L]。

该过程使用的量具及其不确定度见表3。

表3 配制过程量具的不确定度一览表

3.9.2乙酸锌标准溶液

（C=0.0125mol／L）称取2.75g乙酸锌（Zn（CH3COO）2·2H2O）溶于蒸馏水中，用水稀释至1000mL容量瓶中，用冰乙酸调整溶液PH=5.5-6.0，贮于棕色试剂瓶中，使用时标定。该过程使用的量具及其不确定度见表4。

表4 配制过程量具的不确定度一览表

4 合成不确定度及扩展不确定度

由于上述各测量不确定度分量之间无相关关系，所以实验结果的相对标准不确定度为

取包含因子k=2，可求得扩展不确定度U（C）