鉻天青S分光光度法測定鐵礦石中鋁含量的不確定度評定

陳偉（石橫特鋼集團有限公司理化檢測中心，山東泰安271612）

鉻天青S分光光度法測定鐵礦石中鋁含量的不確定度評定

陳偉（石橫特鋼集團有限公司理化檢測中心，山東泰安271612）

本文對鉻天青S分光光度法測定鐵礦石中鋁含量的不確定度來源進行了識別，通過對各不確定度分量進行量化，最終合成測量結果的標準不確定度，并確定工作曲線擬合引入的不確定度分量為測量結果的主要不確定度分量。

分光光度法；鐵礦石；鋁；不確定度評定

測量不確定度是表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯系的參數，測量結果的表述必須同時包含被測量的值和該值的測量不確定度，才具有完整的實際意義。通過對鐵礦石中鋁測定結果的不確定度評定[1]，確定影響檢測結果的主要不確定度分量，以指導日常的檢測工作。

1 實驗部分

1.1 主要儀器

AL104型電子天平（梅特勒-托利多）：量程0～110g，最小分度值0.0001g；721S型可見分光光度計（上海棱光技術有限公司）：比色皿1cm，波長545nm。

1.2 分析方法

按照國家標準GB/T 6730.12-2016進行操作[2]。

2 數學模型

式中：wAl—被測元素的質量分數，%；m1—工作曲線上查得的鋁量，ug；V—儲備液的體積，mL；m—試料的質量，g；V1—分取試料溶液的體積，mL。

3 不確定度來源分析

測量重復性的標準不確定度分量u(s)；試料溶液中鋁質量的標準不確定度分量u(m1)，主要包括工作曲線擬合引入的標準不確定度分量u1(m1)，標準溶液配制引入的標準不確定度分量u2(m1)，移取和定容標準溶液引入的標準不確定度分量u3(m1)；試料儲備液體積的標準不確定度分量u(V)；試料稱量的標準不確定度分量u(m)；移取和定容試料溶液的標準不確定度分量u(V1)。

4 不確定度分量的評定

4.1 測量重復性的標準不確定度評定u(s)

對同一鐵礦樣品分取8份，分別進行了8次測量，其測定結果（%）如下：0.542，0.540,0.548,0.539,0.545,0.547,0.543,0.533。

4.2 試料溶液中鋁質量的標準不確定度評定u(m1)

4.2.1 工作曲線擬合引入的標準不確定度評定u1(m1)

使用6份鋁標準溶液繪制工作曲線，其含量分別為0.0ug、2.0ug、6.0ug、1.0ug、14.0ug、20.0ug，其對應的吸光度分別為0.037、0.117、0.306、0.483、0.654、0.950。采用線性最小二乘法擬合工作曲線，求得線性回歸方程為A=0.02996+0.04552m1，其中相關系數r=0.9997，截距a=0.02996，斜率b=0.04552。則工作曲線的標準差為

由工作曲線擬合引入的標準不確定度分量為：

式中：sR—工作曲線的標準差；P—被測試液的測量次數；n—工作曲線標準溶液的測量次數；m1—被測樣品中鋁的質量（ug）；mˉ1—不同校準標準溶液的平均值（ug）。

由測量參數可得：m1=10.84ug，mˉ1=8.67ug。則由工作曲線擬合引入的標準不確定度分量為u1(m1)相對標準不確定度為

4.2.2 標準溶液配制引入的標準不確定度評定u2(m1)

電子天平的檢定證書指出，稱量最大允許誤差為±0.5mg，按均勻分布，標準不確定度為，因此相對標準不確定度為

純鋁的純度為99.99%±0.01%，由于沒有給出進一步的信息，可視為矩形分布，其標準不確定度為，則相對標準不確定度為

依據玻璃量器檢定規程[3]可知，1000mLA級容量瓶的允許差為±0.40mL，按三角分布，標準不確定度為，配制中共進行兩次定容，則相對標準不確定度為

20mLA級移液管的允許差為±0.03mL，則標準不確定度為,相對標準不確定度為

4.2.3 移取和定容標準溶液引入的標準不確定度評定u3(m1)

用一支10mL的A級刻度移液管分別移取5次，體積分別為1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.00mL，由文獻[4]可知允許誤差分別為±0.012mL、±0.012mL、±0.025mL、±0.025mL、±0.050mL，按照三角分布處理，標準不確定度分別為0.0049mL、0.0049mL、0.010mL、0.010mL、0.020mL，其相對標準不確定度分別為0.0049、0.0016、0.0020、0.0014、0.0020。用均方根計算五次移取標準溶液的相對標準不確定度為

將移取的標準溶液定容至50mL容量瓶中，50mLA級容量瓶允許差為±0.05mL，按照三角分布處理，標準不確定度為，相對標準不確定度為，六次定容引入的相對標準不確定度為

4.3 試料儲備液體積的標準不確定度評定u(V)

將試料熔融后定容在250mL容量瓶中，250mLA級容量瓶的允許差為±0.15mL，標準不確定度為，其相對標準不確定度為

4.4 試料稱量的標準不確定度評定u(m)

用萬分之一天平稱取0.1000g樣品，按檢定證書規定，允許差為±0.5mg，則標準不確定度為，相對標準不確定度為

4.5 移取和定容試料溶液的標準不確定度評定u(V1)

使用一支5.00mLA級移液管移取儲備液5.00mL定容在50.00mL容量瓶中，5.00mLA級移液管的允許差為±0.015mL，則標準不確定度,相對標準不確定度為。50.00mLA級容量瓶的允許差為±0.05mL，則標準不確定度為相對標準不確定度為

將以上分量合并得到移取和定容試料溶液的相對標準不確定度為

5 鐵礦石中鋁含量的不確定度評定

5.1 合成標準不確定度

5.2 擴展不確定度的評定

取置信度95%下的擴展因子k=2，則擴展不確定度為U(wAl)=0.008%×2=0.016%

5.3 不確定度的報告

測定鐵礦石中鋁的質量分數可表示為：

6 結語

本實驗室在使用本方法進行鐵礦石中鋁含量的測定時，可以直接引用本不確定度的評定結果。

[1]國家質量監督檢驗檢疫總局.JJF 1059.1-2012測量不確定度評定與表示[S].北京:中國標準出版社,2013.

[2]國家標準化管理委員會.GB/T 6730.12-2016鐵礦石鋁含量的測定鉻天青S分光光度法[S].北京:中國標準出版社,2016.

[3]國家質量監督檢驗檢疫總局.JJG 196-2006常用玻璃量器檢定規程[S].北京:中國計量出版社,2007.

[4]中國輕工業聯合會.GB/T 12807-1991實驗室玻璃儀器分度吸量管[S].北京:中國標準出版社,1992.

Evaluation of uncertainty for the determination of aluminum in iron ores by chrome azurol S spectrophotometric method

Chen Wei(Physical and Chemical Test Center of Shiheng Special Steel Group Co．，Ltd．，Taian 271612，China)

The determination of aluminum content in iron ore on the Chromazurol S spectrophotometric method for the identification of sources of uncertainty,the uncertainty of measurement were analyzed and the final measurement results of synthesis standard uncertainty,and to determine the curve fitting of the un?certainty of measurement results of the main components of uncertainty component.

spectrophotometry;ironore;aluminium;evaluation of uncertainty