复混肥料中氧化钾含量测定的不确定度评定

廉 翔

（山西省应用化学研究所 山西省化肥农药产品质量监督检验站，山西 太原 030027）

引言

钾元素能够促进植物的光合作用，提高作物的抗旱能力，在植物生长过程中必不可少，如果缺钾，作物含水量下降，根细胞很快衰老，必须增施钾肥以保证植物的存活。复混肥料中的钾含量是判断肥料是否合格的一个重要参数，也是衡量肥效高低的一项重要指标，分析人员可通过对其不确定度进行评定来评估检测数据的质量与水平。

测量不确定度是指根据所用到的信息，表征赋予被测量值分散性的非负参数，表示因测量误差而对被测量值不能确定的程度[1]。本文通过分析GB/T8574—2010[2]中四苯硼酸钾重量法的测试过程，结合GUM法[1-3]对氧化钾含量测定结果的不确定度进行了评定，便于分析人员参考。

1 材料与方法

1.1 仪器及试剂

电子天平，FA1004，±0.000 1 g，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；容量瓶（250 mL），A 级，±0.15 mL；单标线吸量管（25 mL），A 级，±0.030 mL[4]；恒温干燥箱，101-1A，北京科伟永兴仪器有限公司；玻璃坩埚式滤器（4 号），30 mL；电热板及其他实验室常用仪器设备。

四苯硼酸钠溶液，15 g/L；乙二胺四乙酸二钠盐溶液（EDTA），40 g/L；酚酞溶液，5 g/L；氢氧化钠溶液，400 g/L；四苯硼酸钠洗液，1.5 g/L。

1.2 方法原理

四苯硼酸钠与钾离子在碱性条件下生成四苯硼酸钾沉淀，将沉淀过滤、干燥及称重后，计算得到试样中的氧化钾含量。为防止其他阳离子的干扰，可预先加入适量的EDTA 溶液，干扰阳离子与EDTA 络合[2]。

2 测量模型及不确定度来源分析

2.1 测量模型

复混肥料中钾含量以氧化钾（K2O）质量分数表示，式（1）计算。

式中：m2为试样所得四苯硼酸钾沉淀的质量，g；m1为空白实验所得四苯硼酸钾沉淀的质量，g；m0为称取试样质量，g；25 为移取试样溶液的体积，mL；250 为试样溶液总体积，mL；0.131 4 为将四苯硼酸钾换算为氧化钾的系数。

2.2 不确定度来源分析

对GB/T 8574—2010[2]中的测试步骤进行分析可知，不确定度的主要来源有：样品制备引入的不确定度；称取试样引入的不确定度；试样溶液定容引入的不确定度；分取试样溶液引入的不确定度；称量沉淀引入的不确定度；重复测试引入的不确定度。

3 不确定度评定

3.1 样品制备引入的不确定度

依据GB/T 8571—2008《复混肥料 实验室样品制备》[4]中的步骤制备样品，将制样引入的不确定度计入重复性实验。

3.2 称取试样引入的不确定度

参考电子天平检定证书，本实验使用的天平允差为±0.000 1 g，采用差量法称取样品2.301 5 g，按均匀分布考虑，k 取，则称样引入的相对标准不确定度为：

3.3 试样溶液定容引入的不确定度

参考JJG 196—2006[5]中的规定，20 ℃时校正的250 mL A 级容量瓶的允差为±0.15 mL，本实验是在23℃时进行的，水的膨胀系数为2.1×10-4/℃，校正和使用时温度不同引起的体积变化为（V×3 ℃×2.1×10-4/℃）mL（后续涉及容量瓶、吸量管体积变化的计算可参照此项评定），按均匀分布考虑，k 取，则定容引入的相对标准不确定度为：

3.4 分取试样溶液引入的不确定度

参考JJG 196—2006[5]中的规定，20 ℃时校正的25 mL A 级单标线吸量管的允差为±0.030 mL，按均匀分布考虑，k 取，则分取试样溶液引入的相对标准不确定度为：

3.5 称量沉淀引入的不确定度

沉淀质量m＝m2-m1，其中，m2和m1分别为试样和空白实验所得的四苯硼酸钾沉淀的质量，由于m2和m1分别是由两次称量结果相减得到的，即沉淀＋坩埚的质量-空坩埚的质量，天平允差为±0.000 1 g，k 取，则标准不确定度为：

四苯硼酸钾沉淀的质量为0.215 8 g，则称量沉淀引入的相对标准不确定度为：

3.6 重复测试引入的不确定度

两次平行测定的结果分别为12.32%和12.28%，由于测量次数较少，采用极差法评定不确定度，极差R=0.04%，极差系数C=1.13，测定结果的均值x¯=12.30%，则重复测试引入的相对标准不确定度为：

4 计算结果（见表1）

表1 不同来源引入的相对标准不确定度

4.1 合成标准不确定度

一次测试的相对合成标准不确定度为：

样品中氧化钾测定结果的合成标准不确定度为：

4.2 扩展不确定度

采用简易评定方法，取包含因子k=2，则扩展不确定度为：U=k×uc（w）=2×0.028%=0.056%.

复混肥料中氧化钾含量的测定结果为：w=12.30%，U=0.056%，k=2。