金属钙中氮的测定 蒸馏-奈斯试剂光度法

主要介绍了金属钙中氮的测定 蒸馏-奈斯试剂光度法不确定度评定过程及评定方法

关键词：光度法 奈斯勒 不确定度

根据不确定的评定原理及评定依据对测定过程中所涉及的影响因素逐一进行分析，重点对分析方法中 整个不确定度评定过程中，既使用了A类评定方法，又使用了B类评定方法进行结果不确定度的评定。 1实验方法 1.1方法概述

试样 用 盐 酸(（1:1）溶解，在强碱性介质中氮以铵的形式被水蒸气蒸馏分离，冷凝收集后定容，加人奈斯勒试剂显色，然后在分光光度计上460nm处，测定其吸光度。 2仪器：

2.1Evolution—300紫外可见分光光度计； 2.2电子天平； 3试剂：

3.1氯化铵，优级纯；

3.2盐酸，优级纯6mol/L，配置成1:1溶液； 3.3碘化钾，一级；

3.3氯化汞，一级，饱和溶液；

3．4氢氧化钠（50%），一级（称取500g氢氧化钠于1000ml烧杯中，加二次水至1000ml；

3.5奈斯勒试剂：称取50g碘化钾，溶于50ml二次水，缓慢加入饱和氯化汞溶液，直至出现微红色碘化汞不消失为止。量取400ml50%氢氧化钠，加入到上述溶液中，最后以二次水稀释至1000ml，存于棕色塑料瓶中，在暗处放置72h，取上清液使用。 3.6氮标准溶液（1ml溶液=10ug氮）

准确称取在105°C干燥过的氯化铵（3.1）1.9380 g，用无氨二次水溶解，转入500ml容量瓶中稀释至刻度，混匀，此溶液为1 mg/ mL的氮。

取上述溶液5ml于500ml容量瓶中，用无氨二次水进一步稀释到10ug/ mL。

3.7 二次水，经离子交换树脂净化的蒸馏水。

3.8无氨二次水，在二次水中加入硫酸（1000ml水中加入1ml）再蒸一次。

3.9过氧化氢（30%） 4 方法步骤

4.1空白测定：随同试样做空白值测定

于50ml容量瓶中加入35ml盐酸（3.2）,滴加两滴双氧水（3.9）后煮沸除去剩余H2O2，冷至室温。然后将溶液转入100ml容量瓶中，并收集3次二次水洗涤烧杯洗涤液，定容。用移液管量取20ml于样品蒸馏瓶内，加10ml氢氧化钠（3.4），以1ml/min～2ml/min的速度收集35～

40ml冷凝液，加入1.0ml奈斯勒试剂，定容。10min后在460nm处用1cm比色皿测定吸光度。 4.2 样品溶解

称取金属钙样2.5g （准确至±0.5mg）于干燥的锥形瓶中，在吸收管中加入盐酸（3.2）10ml，再于溶样瓶上部的漏斗内逐滴加入盐酸（3.2）25ml，反应时所放出的气体通过吸收管补集氨。待样品溶解后冷却至室温，将吸收管及锥形瓶中的溶液合并到50ml烧杯中。反应停止后加2滴H2O2将溶液转为黄色透明后，煮沸除去剩余H2O2，冷至室温。然后将溶液转入100ml容量瓶中，并收集3次二次水洗涤烧杯洗涤液，定容待用。 4.3样品蒸馏

（用水蒸气清洗蒸馏系统，必须使空白值的吸光度几乎等于零时，才可蒸馏样品。）

在蒸馏瓶中加入3ml50%氢氧化钠，并取20ml液体（4.2）于蒸馏瓶。方法同试剂空白制备，进行样品氮含量的蒸馏。 4.4工作曲线绘制

用水蒸气清洗蒸馏系统，必须使空白值的吸光度几乎等于零时，分别移取内含（0、10, 30, 50, 70, 100）ug标准溶液（3.6）于50ml容量瓶中，稀释至约30ml，加入1ml奈斯勒试剂，加水至刻度混匀。放置10min后，以二次水为参比于460nm处用1cm比色皿测定吸光度。以氮量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。 5不确定度评定及来源分析

5.1数学模型 氮含量的计算公式 C 式中：

C——样品中的氮含量，ug/g；

m——从标准曲线上查得的测定氮量，ug； m0——空白中的氮含量，ug/g； w——称取样品的质量，g； V1——试液总体积，ml； V2——分取试液体积，ml； f（ZFX）——重复性因子。

其中，氮含量的标准系列回归方程为：

A=a+bm1………………………………………(2) 式中： A——吸光度； a——标准曲线截距； b——标准曲线斜率；

m1——测定的样品氮含量，ug/g。 不确定度来源因果分析图：

m-m0f（ZFX）

wV2V1(m-m0)V1f（ZFX）……………………………(1) wV2

结果

工作曲线

标准储备液

溶液温度 校准 移液管 容量瓶

m

m0

试剂

图1 因果关系图

（因用同一台天平称量，天平可能存在的系统偏差可抵消；温度、湿度、浮力、可读性、刻度偏差、称量瓶温度、其他偏差等因子可忽略） 5.2不确定度分量

5.2.1重复性测量引入的相对不确定度Urel（f）

对重复性的评定采用A类评定方法，m1，m2，m重复性合并，与重复性相关的合成标准不确定度均包含在内。 对某样品进行6次重复测定，其结果如下表： n 1 2 19.78 3 4 5 20.84 6 18.46 测量重复性

校准 m1 线性

w

校准

m2 线性

Xn（ug/g） 20.62 18.47 17.93 平均值为Xn=19.85。单次测量标准偏差为S=2.13

平均值的标准不确定度为S=S/6=

所以，重复性测量相对标准不确定度为：Urel（f）=S/Xn= 5.2.2样品称量w引入的相对不确定度Urel（w）

用检定合格的Ⅲ级电子天平进行称量，电子天平的分辨力为0.1mg。天平分辨力导致的不确定度分量按0.3δX估计为0.03mg，可忽略。样品称样量为2.5g，天平在规定载荷下的最大允差为±0.3mg。按矩形分布估计，则天平最大允差导致的不确定度分量为： U=0.3mg×0.6=0.18mg

综上，则w称量的不确定度为Uw=0.18mg；其相对不确定度为： Urel（w）=Uw/w=0.18mg/2.5g=7.20×10-5 5.2.1工作曲线赋值引入的不确定度Urel（工作曲线） 5.2.1.1标准储备液配置的不确定度 （1）纯度p

氮标准储备液的配制使用优级纯的氯化铵试剂，采用试剂说明中的数据（99.99±0.01）%

其引起的不确定度分量可视为矩形分布，固有： Up=

0.01%3=0.006%

Urp=Up/99.99%=0.006% (2)质量m

与5.2.2用同一天平称量，则不确定度评定过程完全相同。天平称量的不确定度分量为Um=0.18mg；氮标准配置中称样量为m=1.9380g，则其相对不确定度分量为Ur（m）=Um/m=0.18mg/1.9380g

=9.29×10-5 （3）体积v

影响体积不确定度分量的因子有校准、温度。（定容体积的重复性分量，较影响因子校准和温度较小，可忽略；实验室的温度变化范围为20±5°C时，与温度对液体体积的影响相比较，温度对玻璃量具500±1 ml容量瓶和5ml移液管体积的影响可忽略。）

容量瓶

校准影响：500±1 ml B级容量瓶，其在20°C时的最大允差为±0.8ml按三角分步进行估计，K=6，校准体积的标准不确定度Uv=0.8/6=0.ml,

温度影响：温度变化△T=±5°C，近似矩形分布，水的膨胀系数为2.1×10-4/°C,由温度变化引起的液体体积不确定度为：

50052.11043

标准不确定度为：U容= 相对标准不确定度 移液管：

校准影响：5mlA级移液管，在20°C时的最大允差为为0.015 mL，按三角分布计算，则标准不确定为

0.01560.006ml；

温度变化△T=±5°C，近似矩形分布，水的膨胀系数为2.1×10-4/°C,则由温度变化引起的液体体积不确定度为：标准不确定度为：U移=，相对标准不确定度为

552.11043

所以，由体积引起的相对标准不确定度为Urv=U容2U移2=

综上，标准储备液的相对不确定度为

222（9.2910-5）（7.3110-4）U=Urp2Urm2Urv2=（610-5）=

5.2.2工作标准溶液制备的不确定度

（1）移取过程：采用10mlA级完全流出式移液管分别移取1.0ml,3.0ml,5.0ml,7.0ml,10.0ml标准溶液。移液管体积校准影响，按矩形分布估计，1ml引入的允差为0.0ml×0.6=4.8×10-2

2）定容过程：50mlA级容量瓶的最大允许偏差为±0.05ml，以三角分布估计，引入的不确定度为Uv=0.05ml/6=2.04×10-2ml 其相对不确定度为Ur（v）=2.04×10-2/50=4.08×10-4 5.2.3标准曲线引入的不确定度

实验实测可知：标准曲线方程为Y=0.012X+0.054 相关系数r=0.9978