鄭桂璇,石聲鑫,朱 虹,林于淳
(廣東省汕頭市質(zhì)量計(jì)量監(jiān)督檢測所,廣東 汕頭 515000)
氯化物的構(gòu)成元素包括氯和基團(tuán)或者另一種因素,氯化物在無機(jī)化學(xué)領(lǐng)域里是指帶燮電的氯離子和其他元素帶正電的陽離子結(jié)合而成的鹽類化合物。根據(jù)關(guān)于肥皂中氯化物測定依據(jù)QB/T2623.6-2003《肥皂試驗(yàn)方法肥皂中氯化物含量的測定滴定法》[1]、JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》[2]。對肥皂中氯化物含量的測定過程中的不確定度進(jìn)行評定。本試驗(yàn)采用滴定法以硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的消耗量,計(jì)算肥皂中氯化物的含量。
水(GB/T6682,1 級),硝酸(分析純),硫酸鐵(III)銨(80 g/L),硫氰酸銨(0.1 moL/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液),硝酸銀(0.1 moL/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液),肥皂樣品。
普通實(shí)驗(yàn)儀器、ME204 電子天平(d=0.1 mg)、JJ1000 電子天平(d=0.01 g)、200 mL 單標(biāo)線容量瓶、25 mL、100 mL 單標(biāo)線吸量管、50 mL 棕色酸式滴定管、50 mL 酸式滴定管、HH-6 數(shù)顯恒溫水浴鍋。
將試驗(yàn)用的肥皂樣品兩份(斜對角)切為薄片,搗碎后完全混合后裝入容器后備用。在100 mL 的高型燒杯內(nèi)放置5 g 樣品,準(zhǔn)確度為0.01 g。將試驗(yàn)份樣品用50 mL 熱水溶解,將該樣品溶液移到200 mL 的的單刻度容量杯中,加入硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液和硝酸分別為25.0 mL 和5 mL。在沸水放置容量瓶,直到完全分離脂肪酸且生成氯化銀,并且形成聚集。過濾后棄掉最初的10 mL,過濾和利用干燥折疊濾紙。最后保留大約110 mL 的濾液,在錐形瓶內(nèi)放置100 mL濾液,并加入2~3 mL 硫酸鐵(Ⅲ)銨溶液,劇烈搖動狀態(tài)下滴定硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液,最終達(dá)到紅棕色30 s 不變化[3]。
樣品中氯化物含量即為被測量。測定數(shù)學(xué)模型如下:
式中:W 為樣品中氯化物含量,%;c1和c2分別為硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液和耗用硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的摩爾濃度,mol/L;V 為耗用硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,mL;0.058 5 為試驗(yàn)中以克表示的氯化鈉的毫摩爾質(zhì)量,g/mmol;F 為前處理器皿體積影響因子;m 為試驗(yàn)份的質(zhì)量g。
2.1.1 檢測氯化物含量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(W重復(fù)性)
在檢測試驗(yàn)樣品中氯化物含量時(shí),通過檢測重復(fù)性引入的不確定度u (W重復(fù)性),如果基點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差,不確定度定性為A 類。取試驗(yàn)樣品連續(xù)重復(fù)測量6 次(n=6)(數(shù)據(jù)見表1)。
表1 試樣測量結(jié)果
單次測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
則氯化物測量重復(fù)性引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(w)為
2.1.2 硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(c1)
硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c1=0.101 3 mol/L,參照QB/T2739-2005《洗滌常用試驗(yàn)方法滴定分析(容量分析)用試驗(yàn)溶液的制備》4.5 配制[4],產(chǎn)生不確定度的因素有兩個(gè)方面。
2.1.2.1 因?yàn)閷β然c質(zhì)量工作基準(zhǔn)試劑稱量引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(mNaCl)
本實(shí)驗(yàn)滴定體積有二個(gè)主要影響因素:50 mL 棕色酸式滴定管體積的校準(zhǔn)、溫度影響。
(1) 50 mL 棕色酸式滴定管體積的校準(zhǔn)引入的不確定度u(V50mL滴定管)。
查校準(zhǔn)證書可知,實(shí)驗(yàn)中使用的50 mL 棕色酸式滴定管實(shí)際容量測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度u (50mL滴定管)=0.03 mL (k=2), 則50 mL 棕色酸式滴定管體積的校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
(2) 實(shí)際溫度與校準(zhǔn)溫度不一致引入的不確定度u(VT)。
上述2 種分量合成得到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗的AgNO3的體積的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
2.1.3 硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(c2)
硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液c2=0.100 2 mol/L,參照QB/T2739-2005《洗滌常用試驗(yàn)方法滴定分析(容量分析)用試驗(yàn)溶液的制備》4.14 配制。
根據(jù)硫氰酸銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配置過程,判定其不確定度來源于以下2 個(gè)方面。
本實(shí)驗(yàn)滴定約33mLNH4SCN 的體積,滴定時(shí)用的是分度值為0.1 mL 的50 mL 酸式滴定管,則滴定體積有2 個(gè)主要影響因素:50 mL 酸式滴定管體積的校準(zhǔn)、溫度影響。
(1) 50 mL 酸式滴定管體積的校準(zhǔn)引入的不確定度u(V50mL滴定管)。
查校準(zhǔn)證書可知,實(shí)驗(yàn)中使用的50 mL 酸式滴定管實(shí)際容量測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度u (50mL滴定管)=0.03 mL(k=2), 則50mL 酸式滴定管體積的校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
(2) 實(shí)際溫度與校準(zhǔn)溫度不一致引入的不確定度u(VT)。
則滴定終點(diǎn)時(shí)消耗的NH4SCN 的體積的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
2.1.4 樣品質(zhì)量引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(m)
稱量使用JJ1000 電子天平(d=0.01 g),查檢定證書可知,該天平最大載荷示值誤差測量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度u天平=0.05 g(k=2),則稱量樣品時(shí)引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
2.1.5 滴定終點(diǎn)時(shí)消耗的NH4SCN 的體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度urel(V)
本實(shí)驗(yàn)NH4SCN 滴定的體積約9 mL,采用25 mL的滴定管進(jìn)行滴定,分度值為0.1 mL,則滴定體積有二個(gè)主要影響因素:25 mL 滴定管體積的校準(zhǔn)、溫度影響。
2.1.5.1 25 mL 滴定管體積的校準(zhǔn)引入的不確定度u(V50mL滴定管)
查校準(zhǔn)證書可知,實(shí)驗(yàn)中使用的25 mL 酸式滴定管實(shí)際容量測量結(jié)果擴(kuò)展不確定度u (50mL滴定管)=0.02 mL (k=2), 則25 mL 酸式滴定管體積的校準(zhǔn)引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
2.1.5.2 實(shí)際溫度與校準(zhǔn)溫度不一致引入的不確定度u(VT)
2.1.5.3 則滴定終點(diǎn)時(shí)消耗的NH4SCN 的體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
2.1.6.2 實(shí)際溫度與校準(zhǔn)溫度不一致引入的不確定度u(V溫度)
將以上2 項(xiàng)進(jìn)行合成,可得前處理器皿體積引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為
氯化物測定過程中合成相對不確定度為
所以,該肥皂樣品的氯化物含量為(0.35±0.02)%
根據(jù)以上評定,足以證明,肥皂樣品重復(fù)性檢測過程中形成的不確定度,是氯化物含量檢測的不確定度產(chǎn)生的關(guān)鍵因素,而稱取樣品質(zhì)量引入的不確定度是次要原因。所以,目前工作的重點(diǎn)是進(jìn)行儀器和量具的良好維護(hù)和定期檢定,以及提升操作人員的技術(shù)水平。