离子色谱法测定水中硫酸盐的不确定度评定

摘 要：对离子色谱法测定水中硫酸盐浓度进行了不确定度评定，指出影响检测不确定度的主要因素，为同类检测不确定度的评估提供了参考。

关键词：离子色谱、硫酸盐、不确定度

由于被测量的真值不可能通过测量得到，借助测量不确定度可以了解被测量值的范围。测量不确定度就是测量结果质量的定量表征，测量不确定度越小，测量结果越可靠。本文对离子色谱法检测水中硫酸盐的不确定度进行评估，分析影响不确定分量的各种因素，提高离子色谱法测定水中阴离子含量的准确度。

1 仪器与试剂

戴安DX500型离子色谱仪；电子天平；超纯水器。

硫酸钾（基准）；电阻率为18.2MΩ.cm的一级实验用水。

2 不确定度的来源分析

实验中仪器读数的重复性、取样重复性、容量瓶定容重复性、天平读数重复性、移液的重复性等影响因素可以通过合理设计重复性试验，用总的重复性结果反映出来。称量采用同一台天平，其灵敏度的影响可忽略[1]。

故离子色谱法测定硫酸盐浓度的不确定度主要有三个来源：实验过程中重复性的不确定度、标准储备溶液配制时的不确定度、标准工作溶液稀释定容过程中引入的不确定度。

3 不确定度的评估

3.1 实验过程中重复性的不确定度

在实验条件下对样品中硫酸盐进行10次重复性实验，测定结果见表1。

待测离子测定结果的标准不确定度[2]：

则相对标准不确定度为

3.2 标准储备溶液配制时的不确定度

本实验的储备液是通过有证材料配制而成，故其引入的不确定度来源为标准物质纯度、称量和定容。

3.2.1 含待测离子标准物质纯度引入的标准不确定度

根据基准硫酸钾的纯度为99.95%～100.05%，0.05%为扩展不确定度，按矩形均匀分布，硫酸钾的标准不确定度为

3.2.2 含待测离子标准物质称量引入的标准不确定度

实验中使用万分之一电子天平，基准硫酸钾称样量为1.8140 g，扩展不确定度U=0.0002g，则天平称量的标准不确定度为

3.2.3 标准储备液定容所用1000ml容量瓶引入的标准不确定度

经查得1000ml容量瓶的容量允差为±0.80ml（按B级）[3]，取三角分布，其标准不确定度为

因 uTr（x）与温度有关，与玻璃量具无关，故当温度变化设为±5℃，

对所有玻璃量具有效。

故标准储备液定容所用1000ml容量瓶引入的相对标准不确定度为

结合3.2.1、3.2.2和3.2.3，从有证材料配制的储备液浓度本身引入的相对标准不确定度为

3.3标准工作溶液稀释定容过程中引入的不确定度

3.3.1 稀释定容过程中引入的不确定度

因最低浓度溶液的相对标准不确定度最大，所以只评估最低浓度溶液的不确定度分量。以配制2.00mg/L硫酸盐标准溶液为例，其配制过程如下：用20.00mL单标线吸量管移取20.00mL（记为v1 ）浓度为1000mg/L（c0）标准储备液定容至100.0mL（v2）容量瓶，此溶液为标准使用液。再用1.00mL单标线吸量管移取1.00mL（v1）标准使用液至100.0mL（v3）容量瓶，此溶液为标准工作溶液。

配制过程使用A级100.0mL容量瓶和B级20.00mL单标线吸量管、1.00mL单标线吸量管，其容量允差分别为±0.10 mL，±0.060mL，±0.015mL，按三角分布处理，其相对标准不确定度计算：

故稀释定容过程中引入的相对标准不确定度为

3.3.2 环境温度变化引起的不确定度

假设温度变化为±5℃，则100.0mL的单标线容量瓶、20.00mL单标线吸量管和1.00mL单标线吸量管的温度相对标准不确定度均为

计算由环境温度变化引起的相对标准不确定度为

结合3.3.1和3.3.2，得标准工作溶液稀释定容过程中引入的相对标准不确定度为

4合成标准不确定度

本次实验的合成相对标准不确定度为

合成标准不确定度为

在95%置信度水平下，取扩展因子k=2，则本次实验的扩展不确定度为

通过以上计算，离子色谱法测定样品中硫酸盐浓度的结果为

。

同理可计算出其它阴离子的扩展不确定度。

5 结论

从各不确定度分量评估结果可看出，使用DX500离子色谱仪测定水中阴离子，由重复性、标准储备液和环境温度所引入的标准不确定度分量都非常小，而标准工作溶液稀释定容引入的不确定度分量较大。因此，分析人员在配制痕量离子的标准溶液过程中应特别注意所使用的仪器器具的精密度，以保证结果的准确性和可靠性。

参考文献：

[1] 杨雪梅，白正伟，林玉.离子色谱法测定硫酸根离子的不确定度评定[J].广州化工，2014，42（5）：93-95.

[2] JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示[S].北京：中国质检出版社，2013.

[3] JJF 196-2006常用玻璃量器检定规程[S].北京：中国计量出版社，2007.

[4] 中国合格评定国家认可委员会编.CNAS―GL06化学分析中不确定度评估指南[S].2006