徐曉萍 朱莉 王金陵 曹麗華

(1．江蘇省理化測(cè)試中心，江蘇 南京 210042；2．江蘇省生產(chǎn)力中心，江蘇 南京 210042；3．南京出入境檢驗(yàn)檢疫局，江蘇 南京 211106)

卡爾.費(fèi)休法測(cè)定乙醇中水分含量的不確定度評(píng)定

徐曉萍1，2朱莉1，2王金陵3曹麗華3

(1．江蘇省理化測(cè)試中心，江蘇 南京 210042；2．江蘇省生產(chǎn)力中心，江蘇 南京 210042；3．南京出入境檢驗(yàn)檢疫局，江蘇 南京 211106)

依據(jù)GB/TGB/T606-2003《化學(xué)試劑水分測(cè)定方法卡爾·費(fèi)休法》檢測(cè)方法，對(duì)乙醇中水分含量進(jìn)行測(cè)試，根據(jù)《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示指南》的要求，系統(tǒng)的分析了整個(gè)檢測(cè)過(guò)程中的不確定度來(lái)源，對(duì)各不確定度分量進(jìn)行了量化，提出了卡爾費(fèi)休法測(cè)定乙醇中水分含量不確定度的評(píng)定方法。

卡爾費(fèi)休;乙醇;不確定度;水分

本文依據(jù)《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示指南》的評(píng)定要求，參照GB∕TGB∕T606-2003《化學(xué)試劑水分測(cè)定方法卡爾·費(fèi)休法》檢測(cè)方法，對(duì)乙醇中水分含量測(cè)定的不確定度進(jìn)行評(píng)定。

1 測(cè)量方法概述

1.1 儀器和試劑：

梅特勒V20卡爾費(fèi)休水分測(cè)定儀；梅特勒EL204電子天平；卡費(fèi)試劑(Merck)，分析純；無(wú)水甲醇（Merck），分析純。

1.2 檢測(cè)樣品過(guò)程：

用10μL微量進(jìn)樣器抽取實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水至所需刻度，對(duì)卡費(fèi)試劑進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定完成后，記錄卡費(fèi)試劑的滴定度。然后稱取一定質(zhì)量的乙醇放入儀器中進(jìn)行測(cè)定，得到無(wú)水乙醇的含水量。

取6份樣品于按照檢測(cè)步驟進(jìn)行測(cè)定。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表。

1 2 3 4 5 10．013 9 10．383 9 10．202 8 10．303 8 10．289 4 6 10．284 9均值10．246 4 5．02413滴定體V1(mL)滴定度T(mg/mL)樣品質(zhì)量m1(g)含水量(%)1．0837 1 4．8140 1．0388 2 4．9345 1．0738 2 4．8209 1．0638 2 4．8594 1．0736 1 4．8130 1．0283 9 4．8922 1．0603 6 4．8557

2 乙醇中水分含量測(cè)定過(guò)程中測(cè)量不確定度的評(píng)估

2.1 數(shù)學(xué)模型

V1—滴定樣品時(shí)卡費(fèi)試劑的體積，mL；T—卡費(fèi)試劑的滴定度的數(shù)值，mg∕mL；m1—樣品質(zhì)量的數(shù)值，g；m—標(biāo)定時(shí)加入水的質(zhì)量，g；V—標(biāo)定時(shí)所用卡費(fèi)試劑的體積，mL

2.2 測(cè)定乙醇中水分含量不確定度來(lái)源：

卡費(fèi)試劑滴定度T引入的不確定度urel(T)；樣品質(zhì)量引入的不確定度urel(m1)；滴定樣品時(shí)消耗試劑體積引入的不確定度urel(V1)；樣品重復(fù)測(cè)定引入的不確定度urel(R)

2.3 不確定度分量的評(píng)定

2.3.1 卡費(fèi)試劑滴定度T引入的不確定度urel(T)

卡費(fèi)試劑的滴定度T引入的不確定度由水的質(zhì)量、標(biāo)定時(shí)消耗卡費(fèi)試劑體積、重復(fù)標(biāo)定過(guò)程組成。

2.3.1.1 水質(zhì)量引入的不確定度urel(m)

標(biāo)定時(shí)水的質(zhì)量，其不確定度主要來(lái)源于天平校準(zhǔn)和稱量中的變動(dòng)性。依據(jù)天平的校準(zhǔn)證書(shū)，可知電子天平在0～30g的稱量范圍內(nèi)最大允許誤差為±0.5mg，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

稱量的變動(dòng)性，在0.01g經(jīng)20次重復(fù)測(cè)定,得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差為u2(m)=0.01mg。

實(shí)際稱量樣品為0.01g左右，由于每次稱量都需進(jìn)行兩個(gè)步驟：一是去皮，二是樣品讀數(shù)，所以稱量的不確定度為：

2.3.1.2 標(biāo)定時(shí)消耗卡費(fèi)試劑體積引入的不確定度urel(V)

標(biāo)定時(shí)消耗卡費(fèi)試劑體積引入的不確定度主要考慮儀器允差、溫度變化，而環(huán)境水分、終點(diǎn)判定和漂移誤差，這三個(gè)不確定度分量可以忽略。

⑴標(biāo)定時(shí)儀器引入的不確定度urel(V')

根據(jù)儀器的校準(zhǔn)證書(shū)，可知儀器最大允許誤差為0.008μL，按均勻分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

標(biāo)定時(shí)消耗的卡費(fèi)試劑的實(shí)際體積為2.0302mL，則其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

⑵標(biāo)定時(shí)溫度變化引入的不確定度urel(V'')

本實(shí)驗(yàn)試劑體積膨脹系數(shù)為1.2×10-3℃，標(biāo)定時(shí)實(shí)驗(yàn)室溫度波動(dòng)范圍為±3℃，按其矩形分布，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

標(biāo)定時(shí)消耗的卡費(fèi)試劑的實(shí)際體積為2.0302mL，則其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

因此，標(biāo)定時(shí)消耗卡費(fèi)試劑體積引入的不確定度

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

2.3.2 樣品質(zhì)量引入的不確定度urel(m1)

實(shí)際稱量樣品為1g左右，由于每次稱量都需進(jìn)行兩個(gè)步驟：一是去皮，二是樣品讀數(shù)，所以稱量的不確定度為：

2.3.3 測(cè)定樣品時(shí)消耗卡費(fèi)試劑體積引入的不確定度urel(V1)

依據(jù)3.3.1.2可知，滴定樣品時(shí)消耗卡費(fèi)試劑體積引入的不確定度主要來(lái)源于儀器允差和溫度變化引入的不確定度。

⑴測(cè)定樣品時(shí)儀器引入的不確定度urel(V''')

樣品測(cè)定時(shí)時(shí)消耗的卡費(fèi)試劑的實(shí)際體積為10.2464mL，則其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

⑵測(cè)定樣品過(guò)程中溫度變化引入的不確定度urel(V'''')

樣品測(cè)定時(shí)消耗的卡費(fèi)試劑的實(shí)際體積為10.2464mL，則其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為

因此，測(cè)定時(shí)消耗卡費(fèi)試劑體積引入的不確定度

2.3.4 樣品重復(fù)測(cè)定引入的不確定度urel(R)

測(cè)試樣品含水量的平均值wˉ=4.8557%，重復(fù)測(cè)定樣品的標(biāo)準(zhǔn)差S=0.0496，p=6，即重復(fù)測(cè)定的不確定度為：

3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4 擴(kuò)展不確定度

滴定結(jié)果接近正態(tài)分布，當(dāng)置信概率為95%時(shí),擴(kuò)展因子k=2,則擴(kuò)展不確定度為：

5 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)GB∕T606-2003標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定了乙醇中水分含量，其擴(kuò)展不確定度為0.400%（p=95%）。通過(guò)比較各分量的相對(duì)不確定度可以看出，乙醇中含水量測(cè)定的不確定度主要來(lái)源于卡費(fèi)試劑滴定度引入的不確定度。

[1]GB∕T606-2003.化學(xué)試劑水分測(cè)定方法卡爾·費(fèi)休法[S].