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紫外分光光度计测定重铬酸钾透射比
时间:2018-10-17 点击次数:938


定度分量的评估,可从中找出大分量,从而对产生这些分量的测试要素加以控制,以获得更准确的 测 试 结 果[1-2]。 使用UV1901PC紫外可见分光光度计以重铬酸钾标准物质空白作参比测定重铬酸钾标准溶液的透射比来核查UV1901PC紫外可见分光光度计在 B段(340~900nm)的稳定性及可靠性,并进行不确定度的评定。实验方法是用重铬酸钾标准物质在特定波长、带宽和室温条件下,以重铬酸钾标准物质空白作参比测定其透射比,运用测量不确度评定的基本方法和程序来研究测试过程中产生不确定度的各种因素,并建立数学模型,计算其合成标准不确定度及扩展不确定度。
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
UV1901PC紫外可见分光光度计  ;重铬酸钾标准物质 GBW(E)130066:样品编号—6032,国家标准物质研究中心。
1.2 实验方法
用配套的 1cm 石 英 皿,取重铬酸钾标准溶液、空白溶液和试剂,在350.0nm 处,带宽2nm,用紫外分光光度计测定其透射比。
2 结果与讨论
2.1 实验过程
2.1.1 重铬酸钾标准溶液透射比的测定平行测定重铬酸钾标准溶液透射比6次,结果见表1。
2.1.2 吸收池配套性的评定
用一套1cm 石英皿,装有2/3体积的蒸馏水做空白试样,在440.0nm 波长下,测定其透射比6次,结果见表2。
2.1.3 杂散光 A类不确定度测定
室温下,用50g/L 亚硝酸钠 标 准 溶 液,1cm石英皿,蒸馏水做空白,于360.0nm 波长下平行测定标准溶液透射比6次。亚硝酸钠标准溶液杂散光的透射比为零。
2.2 计算各分量不确定度
2.2.1 A类标准不确定度uA 的评定根据实验结果计算重铬酸钾溶液、蒸馏水、亚硝酸钠标准溶液的透射比的6次测定平均值和单次测量的不确定度见表3。根据测 量 不 确 定 度 评 定 与 表 示 JJF1059—1999[3],实验 A 类 标 准 不 确 定 度uA 可 通 过 贝 赛尔公式求出。通过计算得出 A 类标准不确定度的各分量见表4。
2.2.2 B类标准不确定度uB 的评定
(1)噪声uB1与漂移uB2标准不确定度评定
根据计量科学研究院检定证书检定结果:透射比为0%、噪声:0.01%;透射比为100%、噪声:0.02%;透射比为100%、漂移:0.02 %,在置信概率p=95%下,则噪声uB1=a
k=0.01%
1.96 +0.02%
1.96 =0.02%;漂移uB2=a
k=0.02%
1.96 =0.01%
(2)重铬酸钾标准物质透射比的标准不确定度评定
① 标准物质质量浓度的标准不确定度uB3的
评定根据 国 家 标 准 物 质 研 究 中 心 (样 品 编 号—6032),国 家 质 量 技 术 监 督 局 批 准 GBW (E)130066的标准物质证书,在带宽2nm、波长350.0nm、室 温 25 ℃ 下,标准物质透射比的标准值为22.90%,重铬酸钾标准物质质量浓度的标准不确定度:uB3=0.20%。
② 标准物质重复性的标准不确定度uB4的评
定依据《国 家 计 量 检 定 规 程》JJG178—2007 透射比重复性为δTδT =Tmax-Tmin=22.36-22.31=0.05 %式中:Tmax—为透射比大值,%;Tmin—为透射比小值,% 通常认为标准物质重复从三角分布,则k=槡6,
uB4=a
k=0.02 %
(3)电源 电 压 变 化 的 标 准 不 确 定 度uB5的 评定
依据《国家计 量 检 定 规 程》JJG178—2007,按2级给出透射比为±0.50%。认为电源电压变化服从矩形分布,则k取3,
uB5=a
k=0.29 %
(4)杂散光的不确定度uB6的评定杂散光的不确定度主要来源于亚硝酸钠物质的纯度,称量时天平校准和重复性,定容时容量瓶体积的影响。
① 杂散光纯度的相对不确定度urel(P)根据试剂标识给出亚硝酸钠纯度为(0.99±0.01),认为其服 从 矩 形 分 布,则k 取槡3,u(P)=ak=0.006,相 对 不 确 定 度:urel (P)=u(P)m =0.006。
② 杂散光质量的相对不确定度urel(m)
天平校准:根据检测中心检定证书结果,称量变动性为±0.0003g认为服从矩形分布,则k取槡3,u(m1)=ak=0.0002g。天平重复性:根据吉林石化公司检测中心检定证书结果:u(m2)=0.0003g。
杂散 光 纯 度 的 相 对不确定度:u(m)=[u(m1)]2+[u(m2)]2=0.0004 ,相对不确定度:urel(m)=u(m)m =0.00008。
③ 杂散光体积的相对不确定度urel(V)
校准:根据JJG196—2006规定,20℃时100mLA级容量瓶允差为±0.10mL,认为其服从矩形分布,则k取槡3,u(V1)=ak=0.103=0.058mL。重复性:根据吉林石化公司检测中心检定证书结果42# 容量瓶为 A 级u(2)=0.02mL。
校正温度后引起的体积变化:容量瓶20℃时校准,现有5℃差异,水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃,因此,水的体积变化为:ΔV=V×水 的膨胀系数×ΔT=100×2.1×10-4×5=0.105,则在置信概率p=95%下,k取1.96,u(V3)=ak=0.054mL。
人员读 数:使用体积容器允许有1%的 读 数误差,认为服从 三 角 分 布,则k 取槡6,u(V4)=ak=0.408mL。
杂散光体积的相对不确定度
urel(V)∶u(V)=槡[u(V1)]2+[u(V2)]2+[u(V3)]2+[u(V4)]2=0.416mL。
相对 不 确 定 度:urel(V)=v(V)
V =0.416100 =0.004。
杂散光的合成不确定度uB6的计算:uB6=urel(P)+urel(m)+urel(V)=0.01。2.2.3 合成标准不确定度的评定ucuc= u2A+u2B=0.59%
通过计算合成标准不确定度uc,同样可以看出在影响 重 铬 酸 钾 透 射 比 的 不 确 定 度 主 要 来 源中,B类标准不确定度是主要的影响因素。
2.2.4 扩展不确定度的 U 评定
在置 信 概 率 p=95% 下,UP =kpuc =2×(5)B 类中吸收池配套性的 标准不确定度uB7的评定依据《国家计量检定规程》JJG178-2007[4]蒸
馏水透射比重复性为δT,δT=T-T100=100.05%-99.96%=0.09%式中:T—透 射 比 平 均 值,%;T100—透 射 比 空 白值,%。认为吸收池配套性的标准不确定度uB7服从
三角分布,则k= 6槡,uB7=ak=0.04 %。
(6)B类标准不确定度为uB 的计算
uB=uB1 +uB2 +uB3 +uB4 +uB5 +uB6 +uB7 =
0.59%
重铬酸钾透射比不确定度来源汇总见表 5,由表5可以看出在使用紫外分光光度计 UV2450在B段(340~900nm)测定重铬酸钾的透射比的不确定度评定中,与 A 类不确定度相比,B类不确定度对于测试结果的准确性影响非常大,其中标准物质的质量浓度和仪器电源电压变化对于测试结果影响较大,标准物质的质量浓度的不确定度uB3为0.2%而仪器电源电压变化的不确定度uB5大为0.29%。由此可见,使用紫外分光光度计 UV2450在B段(340~900nm)测定透射比时必须要考虑到
B类不确定度对于测试结果的影响。
0.59%=1.18%≈1.2 %(kp=2)。2.2.5 不确定度的报告测定重铬 酸 钾 标 准 物 质 透 射 比 的 平 均 值:x=22.34%≈22.3 %则标准物质透射比的扩展不确定度报告:透射比τ=(22.3±1.2)%。
3 结 论
在使用紫外分光光度计 UV2450 在 B 段 (340~900nm)测定重铬酸钾透射比的不确定度 评定实验中,重铬酸钾浓度对于测试结果的准确 性有着非常大的影响,所以建议校正仪器的基准 试剂应统一管理,统一发放,保证仪器的准确度, 提高不同仪器测定样品的重现性。同时仪器的电 源电压变化也影响了测试结果的准确性,所以这 就导致不同仪器在 B段的测试准确度差异较大, 因此,对新购进的仪器必须进行检定并给出相应 的不确定度,进而了解仪器是否适用于检验。并 且对于经常使用的仪器,尤其是使用年限较长的 仪器,应定期进行检定和核查,保证实验数据的准 确性。 [

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