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    铜标准溶液在配制过程中,定值步骤是重要的一环

    发布时间: 2022-06-30  点击次数: 465次
       铜标准溶液主要用于环境监测及相关分析测试中仪器校准和绘制校准曲线,一般以称量法获得的配制值评定标准值,以称量配制不确 定度分量、瓶间均匀性不确定度分量和长期稳定性不确定度分量评定不确定度。
     
      铜标准溶液在配制过程中,定值步骤是重要的一环
      首先用移液管吸取50mL铜标准溶液至250mL锥形瓶中,然后用塑料吸管吸取pH10的氨–氯化铵缓冲液,逐滴加入锥形瓶中并不断摇动,直至生成的Cu(OH)2沉淀恰好溶解并变为深蓝色清液为止。沿锥形瓶壁加入50mL去离子水,若溶液变浑,再滴加缓冲溶液至澄清蓝色。加入适量紫脲酸铵指示剂[Cu-紫脲酸铵为黄色,Cu(NH3)42+为蓝色,混合后即显黄绿色],用装有EDTA标准溶液的微量滴定管滴定,直至溶液颜色由黄变紫,记录终点数据。平行滴定20次。
      铜标准溶液定值不确定度的来源主要包括EDTA二钠盐的质量md引入的不确定度、EDTA二钠盐的纯度Pd引入的不确定度、EDTA二钠盐的摩尔质量Md引入的不确定度、2L容量瓶体积VF引入的不确定度、滴定铜标准溶液消耗EDTA标准溶液的体积Vd引入的不确定度、滴定所取铜标准溶液体积V引入的不确定度、铜的摩尔质量M引入的不确定度[11–12]。
     
      定值不确定度评定
      1、EDTA二钠盐质量引入的不确定度u(md)
      称量不确定度来自两方面:称量变动性及天平校正。由重复称量实验可得变动性标准偏差为0.1mg,由说明书可知,天平校正引起的误差为±0.1mg,按正态分布处理[7],k=1.96,转换成标准不确定度为0.1/k=0.052mg。则:
      2、EDTA二钠盐纯度引入的不确定度u(Pd)
      由供应商所提供数据可知,EDTA二钠盐纯度为(99.979±0.005)%,按均匀分布,k3=,则:
      3、EDTA二钠盐摩尔质量引入的不确定度u(Md)
      EDTA二钠盐的化学式为C10H14N2Na2O8·2H2O,从IUPAC国际相对原子质量表中查得各元素的相对原子质量和不确定度。根据数据计算得EDTA二钠盐的摩尔质量Md=372.237g/mol,u(Md)=0.006g/mol。
      4、2L容量瓶容量引入的不确定度u(VF)
      在标准温度下使用容量瓶,容量瓶容量的不确定度包括两部分:容量瓶容量引入的不确定度及充满液体至容量瓶标线的变动性引入的不确定度。2LA级容量瓶体积允差为±0.60mL[7],按均匀分布,k3=,转换成标准不确定度为0.60/k=0.35mL,通过重复校准得出其变动性标准偏差为0.2mL。则:
      5、EDTA标准溶液消耗体积引入的不确定度u(Vd)
      根据2.3实验数据,Vd=7.85mL,其不确定度包括以下3部分:(1)50mL铜标准溶液20次重复滴定得到滴定液消耗体积的标准偏差为0.0073mL;(2)滴定管体积的不确定度。10mLA级微量滴定管的体积允差为±0.025mL[7],按均匀分布,k3=,转换成标准不确定度为0.025/k=0.0145mL;(3)滴定管工作温度(26℃)与标准温度(20℃)的温差引入的不确定度。温差为6℃,水的体积膨胀系数为2.1×10–4/℃[13],95%置信概率下体积的变化区间为±10×2.1×10–4×6=±0.0126(mL),按均匀分布,k3=,转换成标准不确定度为0.0126/k=0.0073mL。则:
      6、滴定所取铜标准溶液体积引入的不确定度u(V)
      用50mL移液管移取铜标准溶液,其不确定度包括以下3部分:
      (1)充满液体至移液管标线的变动性引入的不确定度。通过重复校准得出其变动性标准偏差为0.01mL;
      (2)移液管体积引入的不确定度。50mLA级移液管的体积允差为±0.05mL[7],按均匀分布,k3=,转换成标准不确定度为0.05/k=0.029mL;
      (3)移液管工作温度(26℃)与标准温度(20℃)的温差引入的不确定度。同3.2.5,95%置信概率下50mLA级移液管体积变化引入的标准不确定度为50×2.1×10–4×6/k=0.037mL。则:
      7、铜摩尔质量引入的不确定度u(M)
      查IUPAC国际相对原子质量表得铜的摩尔质量为(63.546±0.003)g/mol,按均匀分布,k3=,则u(M)=0.003/k=0.0018g/mol。以上各不确定度分量的计算结果列于表2。
      利用表2中数据,按式(4)合成相对标准不确定度,得urel(c)=0.0026。
      根据2.3计算结果,c=100.0μg/mL,可求得铜标准溶液浓度的标准不确定度u(c)=curel(c)=0.26μg/mL。在95%的置信概率下,扩展因子k=2,扩展不确定度为U=ku(c)=0.52μg/mL≈0.6μg/mL。所以新配铜标准溶液浓度为(100.0±0.6)μg/mL。市售GBW(E)080190国家二级标准物质水中铜,其标称浓度为(100.0±1.5)μg/mL,比较可知,所配铜标准溶液的浓度在国家二级铜标液的浓度范围内,可以作为铜贮备液用于分光光度法测定水中铜含量。
      相对不确定度的数据还可以看出,各不确定度分量对铜标准溶液浓度的相对不确定度urel(c)的影响是不同的。影响最大的是滴定消耗EDTA标准溶液体积Vd的相对不确定度urel(Vd)(0.0023),其次是滴定所取铜标准溶液体积V的相对不确定度urel(V)(0.001),其余因素影响均可忽略不计。所以在铜标准溶液的配制与定值过程中,为了提高标准溶液浓度的可靠性,尽量选用精度较高的微量滴定管(最小刻度为0.05mL),所用移液管和容量瓶要经过校准合格后再使用。

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