氣相色譜內(nèi)標(biāo)法用于消毒劑中乙醇含量測(cè)定的不確定度評(píng)定

莫嘉樂(lè) 馮綺華

摘要：目的：對(duì)氣相色譜內(nèi)標(biāo)法用于消毒劑中乙醇含量測(cè)定的不確定度進(jìn)行評(píng)定。方法：對(duì)乙醇消毒劑選取樣品測(cè)定之后，再結(jié)合測(cè)量不確定度評(píng)定的相關(guān)文件標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)測(cè)量環(huán)節(jié)中的不確定來(lái)源進(jìn)行分析，并對(duì)測(cè)量結(jié)果以及合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果：氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測(cè)量出的消毒劑乙醇含量為（70.7±1.9）%。結(jié)論：樣品濃度測(cè)定、標(biāo)準(zhǔn)溶液制備、重復(fù)性測(cè)定等過(guò)程及不確定度會(huì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的影響較大，樣品稱量、定容以及標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液制備等環(huán)節(jié)引入的不確定度分量則比較小。

關(guān)鍵詞：氣相色譜;消毒劑;乙醇含量;內(nèi)標(biāo)法

前言：

乙醇消毒劑作為比較常見的消毒劑，可對(duì)皮膚以及物體進(jìn)行消毒，被廣泛應(yīng)用于人們的日常生活當(dāng)中。對(duì)乙醇含量進(jìn)行檢測(cè)的方法有氣相色譜內(nèi)標(biāo)法和氣相色譜外標(biāo)法、比重法等。內(nèi)標(biāo)法和外標(biāo)法相比，其精確度更高，且能夠有效消除基質(zhì)效應(yīng)，減少波動(dòng)影響，應(yīng)用范圍非常廣，能夠有效滿足標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定值測(cè)量要求。當(dāng)前在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中，多為外標(biāo)法進(jìn)行測(cè)定，文章結(jié)合《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》相關(guān)文件標(biāo)準(zhǔn)，建立了消毒劑乙醇?xì)庀嗌V內(nèi)標(biāo)法不確定度測(cè)量評(píng)估方案，并對(duì)定值結(jié)果進(jìn)行不確定度評(píng)估，并且對(duì)其他實(shí)驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)標(biāo)法不確定度評(píng)定工作的開展提供些許借鑒參考。

1、材料和方法

1.1試劑

化學(xué)試劑：乙醇純度為（99.8±3）%，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW06112，由國(guó)家相關(guān)部門提供，樣品：質(zhì)量分?jǐn)?shù)在70%的乙醇消毒劑。儀器：氣相色譜儀。

1.2溶液制備

使用純水制備14g/L乙醇內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液，并從中取0.1、0.5、1、2、3ml放置10ml容器當(dāng)中，之后取出2ml內(nèi)標(biāo)溶液，使用水定容，之后繼續(xù)配制內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.3樣品處理

在50ml容量瓶當(dāng)中適當(dāng)加入約1/3純水，同時(shí)取消毒劑1.7g，并將其加入到容量瓶當(dāng)中，秤量之后，記錄質(zhì)量數(shù)據(jù)，之后繼續(xù)加水并搖勻。取1ml樣品稀釋溶液，置于10ml容量瓶當(dāng)中，之后取2ml內(nèi)標(biāo)溶液，定容刻度[1]。

1.4計(jì)算結(jié)果

內(nèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)曲線極端樣品乙醇濃度，公式如下：

乙醇質(zhì)量百分濃度計(jì)算公式：

2、測(cè)量不確定度評(píng)估

2.1來(lái)源分析

通過(guò)建立模式，對(duì)消毒劑中乙醇含量可能存在不確定度來(lái)源采用內(nèi)標(biāo)法進(jìn)行測(cè)量分析，主要有以下方面：

（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制環(huán)節(jié)不確定度，主要有標(biāo)準(zhǔn)溶液制備以及乙醇標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液制備等不確定度。

（2）樣品處理環(huán)節(jié)不確定度，消毒劑樣品取樣質(zhì)量，樣品最初定容體積、乙醇樣品在內(nèi)標(biāo)添加時(shí)定容體積的不確定度。

（3）樣品測(cè)定以及重復(fù)性測(cè)量過(guò)程中的不確定度[2]。

2.2不確定度計(jì)算

（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液配制環(huán)節(jié)不確定度

標(biāo)準(zhǔn)溶液不確定度主要有體積定容、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱量不確定度，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)為GBW06112，標(biāo)準(zhǔn)值為99.8%，擴(kuò)展不確定度U（K=2）=0.3%，不確定度為0.15%，相對(duì)不確定度=0.015%。使用天平取1.4g標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，在秤量過(guò)程中，不確定度主要有環(huán)境以及天平自身因素。在試驗(yàn)過(guò)程中，使用的檢定標(biāo)準(zhǔn)，最大誤差為0.0002g，如果是矩形分布，標(biāo)準(zhǔn)不確定度則為0.00012g。稱量環(huán)境因素不確定度一般都是非常小的，通常忽略不計(jì)。因此，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)稱量標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.009%[3]。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)放置于100ml容量瓶當(dāng)中，不確定度主要來(lái)自于容量瓶實(shí)際校準(zhǔn)以及溫度等因素。試驗(yàn)環(huán)節(jié)中采用100ml容量瓶檢定合格，容量差允許在±0.1ml，如果呈三角分布，校準(zhǔn)不確定度為0.041ml。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的校準(zhǔn)溫度和實(shí)際溫度差為5℃，水膨脹系數(shù)在0.00021℃，如果呈矩形分布，溫差標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.061ml[4]。

標(biāo)準(zhǔn)溶液制備不確定度，分別取乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液0.1、0.5、1、2、3ml，放置到10ml容量器皿當(dāng)中，標(biāo)準(zhǔn)溶液制備不確定度來(lái)源于溶液定容和移取。使用的移液器主要有1ml與5ml兩種規(guī)格，1ml移液器的允差在±2%，假如呈三角分布，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度在0.816%。實(shí)際溫度和校準(zhǔn)溫度在5℃，如果呈矩形分布，相對(duì)不確定度為0.061%，其產(chǎn)生的影響則比較小。1ml移液器3次標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.816%、0.408%、0.408%。5ml移液器三次不確定度為0.408%、0.245%、0.245%。標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)準(zhǔn)不確定度為1.13%。

溶液定容采用10ml容量瓶，允差在±0.02ml，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.008ml。溫度為0.006ml，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度在0.01ml，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度在0.1%。工作曲線配制使用了6次10ml容量瓶，因此溶液合成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.25%[5]。

（2）樣品處理環(huán)節(jié)的不確定度

消毒劑樣品取樣質(zhì)量引入不確定度，消毒劑樣品質(zhì)量大約為1.7g，并使用天平稱量，并且按照計(jì)算過(guò)程進(jìn)行計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.00012g，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.007%。樣品初次定容體積不確定度，消毒劑樣品采用50ml容量瓶定容，引入標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.02ml，溫度引入不確定度為0.031ml，合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.037ml，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.074%。

樣品二次定容體積不確定度，取1ml樣品溶液和內(nèi)標(biāo)溶液進(jìn)行混合，定容10ml，樣品溶液和內(nèi)標(biāo)溶液采用相同移液器，因此，移液器可能導(dǎo)致的影響比較小，10ml容量瓶相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.10%。

樣品測(cè)量以及標(biāo)準(zhǔn)工作曲線擬合不確定度，工作曲線包括6個(gè)濃度點(diǎn)，每個(gè)濃度點(diǎn)乙醇濃度為橫坐標(biāo)，乙醇標(biāo)準(zhǔn)溶液和內(nèi)標(biāo)溶液色譜峰面積比為縱坐標(biāo)，進(jìn)行線性回歸擬合，擬合標(biāo)準(zhǔn)工作曲線標(biāo)準(zhǔn)偏差S（y）=0.00997g/L。每個(gè)樣品溶液進(jìn)行重復(fù)測(cè)量3次，標(biāo)準(zhǔn)工作曲線計(jì)算得出樣品濃度C0為2.49g/L，通過(guò)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，可得出不確定度為0.0126g/L，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.51%。

重復(fù)性不確定度，在乙醇消毒劑樣品當(dāng)中抽取9份樣品檢測(cè)，每瓶樣品重復(fù)進(jìn)行測(cè)定3次，其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.43%[6]。

3、結(jié)果

消毒劑乙醇含量氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測(cè)量不確定度分量結(jié)果如下表所示，氣相色譜內(nèi)標(biāo)曲線法測(cè)得乙醇消毒劑含量為（70.7±1.9）%。

4、結(jié)束語(yǔ)

從上表中不難看出，對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度有著較大影響的因素，主要包括樣品濃度測(cè)定、標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合以及溶液制備、重復(fù)性測(cè)定等環(huán)節(jié)的不確定度，而樣品稱量、儲(chǔ)備溶液制備、定容等環(huán)節(jié)的不確定度分量影響則比較小。所以，在具體試驗(yàn)操作中，應(yīng)當(dāng)對(duì)不確定度結(jié)果產(chǎn)生影響的操作環(huán)節(jié)嚴(yán)加把控，最大程度上保障結(jié)果的可靠性與精準(zhǔn)性。

參考文獻(xiàn)

[1]羅淑青， 周征. 氣相內(nèi)標(biāo)法測(cè)定甘氨雙唑鈉中乙醇?xì)埩袅康牟淮_定度評(píng)定[J]. 中國(guó)現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)， 2019， 32（002）：173-177.

[2]董曉杰， 董兵， 劉鋒平，等. 氣相色譜內(nèi)標(biāo)法測(cè)定消毒劑中乙醇含量的不確定度評(píng)定[J]. 中國(guó)消毒學(xué)雜志， 2017， 034（012）：1096-1099.

[3]Wang Wen-jia， 王文佳， Li Dong-gang，等. 車用乙醇汽油中乙醇含量測(cè)量不確定度的評(píng)定. 山東化學(xué)化工學(xué)會(huì);山東省理化分析測(cè)試協(xié)會(huì);青島市分析測(cè)試學(xué)會(huì)， 2018.（012）22-23

[4]氣相色譜法測(cè)定甲醇中乙醇含量的不確定度分析[J]. 中國(guó)科技博覽， 2019（43）：315-315.

作者簡(jiǎn)介：莫嘉樂(lè)（1994-），男，大學(xué)本科，分析化學(xué)研究實(shí)習(xí)員;廣州市黃埔區(qū)隧達(dá)街11號(hào)康正檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室（510700）.