浴盐中氯离子含量的不确定度评定

摘 要：依据浴盐产品标准，测定浴盐中氯离子的含量。通过建立数学模型，分析测定过程中不确定度的来源，对各个不确定度分量进行量化和评定，得出测量结果的扩展不确定度。

关键词：氯离子 不确定度 浴盐

浴盐的主要成分是盐，即氯化钠。氯化钠性质稳定，溶液呈中性，具有消毒、消炎、止痒、防腐等功效，对皮肤作用温和，易加色加香[1-2]。因此，浴盐中氯化钠含量的多少直接影响其功效。依据浴盐产品标准及GB/T 13025.5-2012《制盐工业通用试验方法 氯离子的测定》，对浴盐中氯离子含量进行测定，通过对测量方法的不确定度评定，得到测量结果的扩展不确定度，判断氯离子含量是否符合标准要求[3]。

一、实验部分

1.主要仪器、器皿

电子分析天平、容量瓶、移液管等。

2.测量方法

称取25g（精准至0.001 g）浴盐置于400 mL烧杯中，加200 mL水。加热至试样完全溶解，冷却后移入500 mL容量瓶，加水稀释至刻度。从中吸取25.00 mL于250 mL容量瓶，加水稀释至刻度。再吸取25.00 mL（含氯离子85 mg以下）的试样溶液于150 mL烧杯中，加入4滴铬酸钾指示剂，用硝酸银标准滴定溶液滴定，同时做空白试验（试样稀释200倍后测定）。

二、数学模型

式中：

――试样中氯离子含量，%；――硝酸银标准滴定溶液的用量，mL； ――空白试验硝酸银标准滴定溶液的用量，mL；――硝酸银标准滴定溶液的浓度，mol/L；35.453――氯离子的摩尔质量，g/mol；――所取试样质量，g；200――试样稀释倍数；1000――单位换算系数

数学模型中的4个输入量彼此独立，它们的不确定度均由随机效应和系统效应所导致的两个分量组成。其一可用氯离子含量的重复性导致的不确定度分量来评定，而不必再逐个用A类评定；其二可用各输入量所用仪器的最大允许误差导致的不确定度分量来评定，即逐个用B类评定。因此

方差： =+=++++

灵敏系数：=1

=

=

=-

=-

=

=-

-

三、不确定度来源

根据数学模型，氯离子含量的不确定度由以下几项组成：

（1）氯离子含量测量重复性引入的标准不确定度；（2）样品质量引入的标准不确定度：包括电子天平称量导致的标准不确定度、样品稀释导致的标准不确定度；（3）滴定终点标准滴定溶液体积引入的标准不确定度；（4）空白试验消耗标准滴定溶液体积引入的标准不确定度；（5）硝酸银标准溶液浓度标定引入的标准不确定度：包括标准溶液测量重复性引入的标准不确定度、电子天平称量导致的标准不确定度、氯化钠标准溶液定容引起的标准不确定度、单标线吸量管吸取氯化钠标准溶液引入的标准不确定度、滴定终点硝酸银标准滴定溶液体积引入的标准不确定度、空白试验消耗标准滴定溶液体积引入的标准不确定度。

四、标准不确定度分量

1.氯离子含量测量重复性引入的标准不确定度

次数n 1 2 3

氯离子含量（%） 50.01 50.02 50.03

以3次测量平均值50.02%作为测量结果，利用极差法计算，则

==0.00683（%）

2.

2.1 电子天平称量导致的标准不确定度

相关称量有：烧杯：54.5311g；样品：25.0020g。称量用电子分析天平当20

（g）

2.2 样品稀释导致的标准不确定度

2.2.1 500 mL容量瓶定容引入的标准不确定度

2.2.1.1 500 mL容量瓶允差引入的标准不确定度

A级500 mL容量瓶，允差±0.25 mL，按均匀分布，k=，则=（mL）

2.2.1.2 温度变化引入的标准不确定度

通常实验室的环境变化温度在（20±5）℃，水的体积膨胀系数为2.110-4/℃，按均匀分布，k=，则=（mL）

=（mL）

=

2.2.2 25mL移液管引入的标准不确定度

2.2.2.1 25mL移液管允差引入的标准不确定度

A级25 mL分度吸量管，允差为±0.10 mL，k=，=（mL）

2.2.2.2温度变化引入的标准不确定度，

同2.2.1.2， =（mL）

故=（mL）

250mL容量瓶定容引入的标准不确定度

2.2.3.1A级250 mL容量瓶，允差为±0.15 mL，k=，则=（mL）

2.2.3.2温度变化引入的标准不确定度，

同4.2.2.1.2， =（mL）

所以=（mL）

=（++）m=（++）25.0020

=0.0940（g）

因此样品质量引入的标准不确定度

= （g）

3.滴定终点标准滴定溶液体积引入的标准不确定度

50mlA级酸式滴定管最小分度值为0.1 mL，其容量最大允许误差为±0.05 mL，则

=mL

4.空白试验消耗标准滴定溶液体积引入的标准不确定度

所用滴定管与3相同，故

）= mL

5.硝酸银标准溶液浓度标定引入的标准不确定度

称取5.844 g已于600 ℃灼烧至恒重的氯化钠基准试剂，称准至0.0001 g，溶解于水中，转移至1000 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀。称取85 g硝酸银，溶于5 L水中，混合均匀后贮存于棕色瓶中。吸取20.00 mL氯化钠标准溶液，置于150 mL烧杯中，按概述中的方法进行滴定，同时做空白试验。

数学模型

式中：c――硝酸银标准滴定溶液的浓度，mol/L；――称取氯化钠的质量，g；――配置氯化钠标准溶液的体积，L；――吸取氯化钠标准溶液的体积，mL；――硝酸银标准滴定溶液的用量，mL；――空白试验硝酸银标准滴定溶液的用量，mL；――氯化钠的摩尔质量，g/mol

5.1 标准溶液测量重复性引入的标准不确定度

次数n 1 2 3

AgNO3浓度 mol/L 0.1005 0.1007 0.1004

以其平均值0.1005作为测量结果，利用极差法计算，则

（mol/L）

灵敏系数： =1 （mol/L）

5.2 电子天平称量导致的标准不确定度

相关称量有：称量纸：0.2343 g；氯化钠质量：5.8440 g。称量用电子分析天平当0

=（g）

灵敏系数：（mol/L・g）

（mol/L）

5.3 氯化钠标准溶液定容引起的标准不确定度

5.3.1 1000 mL容量瓶允差引入的标准不确定度

定容采用A级1 L容量瓶，允差为±0.40 mL，k= ，则（mL）

5.3.2 温度变化引入的标准不确定度

同2.2.1.2，（mL）

所以（mL）

灵敏系数：

（mol/L・mL）

（mol/L）

5.4 单标线吸量管吸取氯化钠标准溶液引入的标准

（下转第页）

（上接第页）

不确定度

5.4.1 20mL移液管允差引入的标准不确定度：A级20 mL单标线吸量管，允差为±0.03 mL，k= ，则（mL）

5.4.2 温度变化引入的标准不确定度：同2.2.1.2，（mL）

所以（mL）

灵敏系数：

（mol/L・mL）

（mol/L）

5.5 滴定终点硝酸银标准滴定溶液体积引入的标准不确定度

50 ml A级酸式滴定管最小分度值为0.1 mL，其容量最大允许误差为±0.05 mL，则

（mL）

（mol/L・mL）

（mol/L）

5.6 空白试验消耗标准滴定溶液体积引入的标准不确定度

所用滴定管与4.5.5相同，故（mL）

（mol/L・mL）

（mol/L）

故（mol/L）

五、合成不确定度

六、扩展不确定度[4-5]

取包含因子，则扩展不确定度

（%）

七、结果表示

当测定浴盐中氯离子含量为时，其扩展不确定度

，=2，故可表示为

参考文献：

[1] 李云，荀春，王怡. 沐浴盐、足浴盐的研究开发[J]. 云南化工，2004（02）.

[2] 诗雨. 人工浴盐与天然温泉[J]. 苏盐科技，2000（02）.

[3] 冯晏辉，刘昱，潘献辉. 液体盐中氯离子测定的不确定度评定[J]. 盐业与化工，2013（03）.

[4] JJF 1059-1999. 测量不确定度评定与表示[S]. 1999.

[5] 国家质量监督检验检疫总局. 化学分析测量不确定度评定[S]. 中国，2005.