铋磷钼蓝分光光度法测定钢中磷含量不确定度报告.doc

铋磷钼蓝分光光度法测定钢中磷含量不确定度报告
江麓机电科技有限公司中心实验室
林彰安
1检测方法
依据国家标准方法，准确称取一定量的试料于150mL锥形瓶中，加15mL盐酸-硝酸混合酸，加热溶解，待试样溶解后，加10mL高氯酸加热至刚冒高氯酸烟，再先后加入10mL、5mL氢溴酸-盐酸混合酸冒烟除砷，继续冒高氯酸烟至成湿盐状，取下，冷却。沿杯壁加入20mL硫酸溶解盐。滴加亚硝酸钠还原铬，冷却后移入100mL容量瓶中。移取10.00mL试液于50mL容量瓶中，加2.5mL硝酸铋溶液，5mL钼酸铵溶液，5mL抗坏血酸，用水定容，移取部分试液于3cm比色皿中，于分光光度计700nm处测吸光度。
2主要仪器
电子天平
722s分光光度计
3数学模型

式中：m1——从工作曲线上求得磷的质量，g；
m0——称样量，g；
v0——试样定容体积，100mL；
v1——溶液分取体积，10.00mL。
4不确定度来源的分析
不确定度的来源主要来自以下几个方面：
1）重复性测量所引起的标准不确定度分量u1；
2）天平引入的标准不确定度分量u2；
3）100mL容量瓶引入的标准不确定度分量u3；
4）液管移入的标准不确定度分量u4；
5）分光光度法引入的标准不确定度分量u5，
其中吸光度引起的不确定度包括包括:分光光度计示值引起不确定度u5.1.1；工作曲线线性回归方程引起不确定度u5.1.2；标准系列溶液中硅量引起不确定度u5.1.3。
5不确定度评定
5.1重复性测量引入的标准不确定度分量u1
对同一批样品独立称取试样10次，分别进行测量，测量结果如表1
表1重复性试验数据

序号磷含量(质量分数)%S/%Sw/%10.01960.01950.00113.48×10-420.021130.018040.019450.018760.018970.020180.020490.0188100.0213平均值的标准偏差3.48×10-4%灵敏度系数，可得3.48×10-4
5.2天平引入的标准不确定度分量u2
由校准证书得天平的最大允许误差为0.5mg，按矩形分布可得出天平准确性的不确定度为:0.289×10-3g。
又因为该分量的灵敏度为:

所以天平引入的标准不确定度分量
5.3100mL容量瓶引入的标准不确定度分量u3
根据JJG196-2006《常用玻璃仪器检定规程》给出的100mLB级单标线容量瓶的容量误差为:±0.20mL,按矩形分布,其体积的标准不确定度为mL。由于使用温度与校准温度的不同引起由于使用温度与校准温度的不同引起的不确定度:容量量器的容积相对误差(体积膨胀系数)为25×10-6℃-1,假定与校准的温度相差不超过±10℃,按矩形分布,则±10℃引起的体积的标准不确定度为：0.014mL。
根据以上两个方面,该体积引起的标准不确定度为mL，
又由于该项的灵敏系数为
所以
5.410.00mL单线移液管移入的标准不确定度分量u4；
根据JJG196-2006《常用玻璃量器检定规程》给出10mLB级单标线吸管的容量误差为:±0.040mL,与u3的计算办法相同,可得到不确定度为:
mL。
该项的灵敏系数为；
所以可得。
5.5分光光度法引入的标准不确定度分量u5
吸光度引起的不确定度u5.1,包括:(1)分光光度计示值引起不确定度u5.1.1；(2)工作曲线线性回归方程引起不确定度u5.2.1；(3)标准系列溶液中硅量引起不确定度u5.3.1。
5.5.1分光光度计示值误差引起的不确定度u5.1.1；
分光光度计示值分辨率为,按均匀分布,分光光度计示值分辨率引起的不确定度u5.1.1.1=0.29=0.29×0.001=2.9×10-4。
根据校准证书得到其示值的扩展不确定度为U=0.2%,k=2,由此可以得到透射率(T)的标准不确定度为:uT=Uk-1=0.2%/2=0.001。吸光度(A)与透射率(T)的关系为A=,原则上讲,当透射率(T)为70%～10%时,分光光度计的测量数据为最佳,则灵敏系数为
则分光光度计示值误差引起的不确定度
由于彼此独立所以
5.5.2工作曲线线性回归方程引起的不确定度u5.1.2
测定标准系列溶液中各个溶液的吸光度,由最小二乘法可求得吸光度(A)和磷量(m)之间的关系式。实验的具体数据如表2
误差方程,i=1,2,3,4；
残差平方和方程
根据数学分析中极值原理为使的值最小，则必须使对a和b的偏导
数同时为零，可得，。可求出
a=2.5×10-4，b=34187.5。
将a，b代入误差方程可得出
标准偏差
（由于做了5组标钢，每组重复3次所以n-2=5×3-2=13）。
又（）
（）
灵敏度为：；。
所以

表2标准系列溶液中锰的含量于吸光度的关系
标样编号P认定值（%）发色液中P的含量（g）吸光