原子吸收分光光度法測定葡萄酒中鐵含量的不確定度評定

蔣祥飛，張 利

（安徽古井貢酒股份有限公司，安徽亳州 236820）

葡萄酒中含有鐵，鐵對葡萄酒將會產生不良影響，鐵是一種催化劑，它能加速葡萄酒的氧化和衰敗過程，使酒的穩定性下降，產生渾濁，沉淀。因此，控制葡萄酒中的鐵含量是質量控制必須的措施之一。葡萄酒中鐵含量的測定方法為GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》4.9 鐵（原子吸收分光光度法），對整個測量過程的不確定度來源進行了分析評定[2]。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑及儀器

1.1.1 樣品

葡萄酒酒樣：赤霞珠西拉干紅葡萄酒，市售，生產日期：2016年08月16日，保質期：10年。

1.1.2 試劑及耗材

本方法中所用水應符合GB/T 6682—1992 中二級水規格，所用試劑為優級純。

硝酸溶液：量取8 mL硝酸，稀釋至1000 mL。

鐵標準貯備液：按GB/T 602配制。

鐵標準使用液：吸取10.00 mL鐵標準貯備液于100 mL 容量瓶中，用硝酸溶液（1.2.1）稀釋至刻度，此溶液每1毫升含10 μg鐵。

鐵標準系列：吸取鐵標準使用液0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 mL、4.00 mL、5.00 mL、10.00 mL分別于7個100 mL容量瓶中，用硝酸溶液稀釋至刻度，混勻。該系列用于標準工作曲線的繪制。

1.1.3 儀器設備

原子吸收分光光度計：備有鐵空心陰極燈。

1.2 試驗方法原理

原理：將處理后的試樣導入原子吸收分光光度計中，在乙炔-空氣火焰中，試樣中鐵被原子化，基態原子鐵吸收特征波長（248.3 nm）的光，吸收量的大小與試樣中鐵原子濃度成正比，測其吸光度，求得鐵含量。

采用國家標準GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》4.9鐵（原子吸收分光光度法）。

1.3 分析步驟

1.3.1 試樣制備

用硝酸溶液準確稀釋樣品至5～10 倍，搖勻，備用。

1.3.2 標準工作曲線的繪制

置儀器于合適的工作狀態，調波長至248.3 nm，導入標準系列溶液，以零管調零，分別測定其吸光度。以鐵的含量對應吸光度繪制標準工作曲線。

1.3.3 試樣的測定

將試樣導入儀器，測其吸光度，然后根據吸光度在標準曲線上查得鐵的含量。

2 結果與討論

2.1 數學模型

式中：X——樣品中鐵的含量，mg/L；

A——試樣中鐵的含量，mg/L；

F——樣品稀釋倍數。

2.2 不確定度來源

根據數學模型分析及方法[2]簡述，可得出原子吸收分光光度法檢測葡萄酒中鐵含量不確定度來源主要來自于以下幾方面：

（1）標準使用液引起的相對標準不確定度ur（ρ）；

（2）試樣制備定容體積引起的相對標準不確定度ur（V）；

（3）樣品重復性引入的不確定度ur（X）；

（4）試劑空白試驗重復性檢測引入的相對標準不確定度ur（K）。

則有：

2.3 不確定度的評定

2.3.1 鐵標準溶液配制引起的相對標準不確定度u（rρ）

鐵標準儲備液（1000 mg/L）。

鐵標準中間液（10.00 mg/L）：準確吸取鐵標準儲備液（1000 mg/L）1.00 mL 于100 mL 容量瓶中，加硝酸溶液（0.5%）至刻度，混勻。

鐵標準系列溶液：吸取鐵標準使用液0.00 mL、1.00 mL、2.00 mL、3.00 m、4.00 mL、5.00 mL、10.00 mL分別于7個100 mL容量瓶中，用硝酸溶液稀釋至刻度，混勻。該系列用于標準工作曲線的繪制。

2.3.1.1 鐵標準儲備液（1000 mg/L）引起的相對標準不確定度ur（ρ0）

鐵標準物質證書上給出了相對擴展不確定度為0.5%，K=2，則有：

ur（ρ0）=0.005/2=0.0025

2.3.1.2 鐵標準中間液配制引起的不確定度ur（ρ1）

鐵標準中間液（10.00 mg/L）引起的相對標準不確定度ur（ρ1）來自于3 個分量：鐵標準儲備液（1000 mg/L）引起的相對標準不確定度ur（ρ0）、1 mL移液管引起的相對不確定度ur（V1）和100 mL 容量瓶引起的相對不確定度ur（V2）。

2.3.1.2.1 1 mL移液管引起的相對不確定度ur（V1）

來自兩個分量：

①移液管的容量引起的不確定度u（V11）

1 mL A 級單標移液管的容量允許偏差為±0.01 mL，按均勻分布有：

②移液管溫度變化引起的不確定度u（V12）

設溫度變化為±5 ℃，20 ℃時水的膨脹系數α=2.1×10-4/℃，按均勻分布，則有：

1 mL A 級單標移液管引起的相對標準不確定度：

ur（V1）=u（V1）/V1=0.0058/1=0.0058

2.3.1.2.2 100 mL容量瓶引起的相對不確定度ur（V2）

來自兩個分量：

①容量瓶的容量引起的不確定度u（V21）

100 mL 容量瓶的容量允許偏差為±0.40 mL，按均勻分布有：

②容量瓶溫度變化引起的不確定度u（V22）

設溫度變化為±5 ℃，20 ℃時水的膨脹系數α=2.1×10-4/℃，按均勻分布，則有：

100 mL 容量瓶引起的相對標準不確定度

ur（V2）=u（V2）/V2=0.649/100=8.37×10-4

所以鐵標準中間液（10.00 mg/L）引起的相對標準不確定度ur（ρ1）為：

2.3.1.3 鐵標準系列溶液引入的相對標準不確定度ur（ρ2）

鐵標準系列溶液引入的相對標準不確定度來自于3 個分量：鐵標準中間液（10 mg/L）引入的相對標準不確定度ur（ρ1）、10 mL 移液管引入的相對標準不確定度ur（V3）和100 mL 容量瓶引入的相對標準不確定度ur（V2）。

2.3.1.3.1 鐵標準中間液（10 mg/L）引入的相對標準不確定度

ur（ρ1）=6.37×10-3（見2.3.1.2）

2.3.1.3.2 10 mL 移液管引入的相對標準不確定度ur（V3）

來自兩個分量：

a.移液管的容量引入的標準不確定度u（V31）

10 mL A級移液管的容量允許偏差為±0.020 mL，按均勻分布有：

b.移液管溫度變化引入的標準不確定度u（V32）

設溫度變化為±5 ℃，20 ℃時水的膨脹系數α=2.1×10-4/℃，按均勻分布，則有：

10 mL 移液管引入的相對標準不確定度為：

ur（V3）=u（V3）/V3=0.0130/8=0.0016

2.3.1.3.3 100 mL 容量瓶引入的相對標準不確定度ur（V2）=8.37×10-4（見2.3.1.2.2）

則鐵標準系列溶液引入的相對標準不確定度ur（ρ2）為：

綜上可知，標準溶液配制引入的相對標準不確定度ur（ρ）為：

2.3.2 試樣制備定容體積引起的相對標準不確定度ur（V）

由實驗方法可知，試樣制備定容體積引起的相對標準不確定度ur（V）即為100 mL A 級容量瓶的容量引起的不確定度ur（V3）和10 mL 移液管引起的相對不確定度ur（V4）。

2.3.2.1 100 mL A 級容量瓶的容量引起的不確定度ur（V3）

來自兩個分量：

①容量瓶的容量引起的不確定度u（V31）

100 mL 容量瓶的容量允許偏差為±0.10 mL，按均勻分布有：

②容量瓶溫度變化引起的不確定度u（V32）

設溫度變化為±55 ℃，20 ℃時水的膨脹系數α=2.1×10-4/℃，按均勻分布，則有：

100 mL 容量瓶引起的相對標準不確定度

ur（V3）=u（V3）/V3=0.084/100=8.4×10-4

2.3.2.2 10 mL移液管引起的相對不確定度ur（V4）來自兩個分量：

①移液管的容量引起的不確定度u（V41）

10 mL A 級單標移液管的容量允許偏差為±0.02 mL，按均勻分布有：

②移液管溫度變化引起的不確定度u（V42）

設溫度變化為±5 ℃，20 ℃時水的膨脹系數α=2.1×10-4/℃，按均勻分布，則有：

10 mL A級單標移液管引起的相對不確定度：

ur（V4）=u（V4）/V4=0.0131/10=0.0013

試樣制備定容體積引起的相對標準不確定度ur（V）為：

ur（V）=[ur2（V3）+ur2（V4）]1/2=0.0015

2.3.3 樣品重復性引入的不確定度ur（X）按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》4.9 鐵（原子吸收分光光度法）重復進行試驗6 次（n=6），分析同一葡萄酒酒樣中鐵的含量，測定結果見表1。

表1 樣品測定結果表

2.3.4 試劑空白試驗重復性檢測引入的相對標準不確定度ur（K）

按照GB/T 15038—2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》4.9 鐵（原子吸收分光光度法），分析空白中鐵的含量，測定結果見表2。

表2 空白測定結果表

平均含量為X=0.006 mg/L，計算其相對標準偏差為0.389，所以其相對標準不確定度：

2.4 合成標準不確定度

2.5 擴展不確定度

取包含因子k=2，則擴展不確定度U=k×ur（X）=0.169×2=0.338 mg/L

2.6 測量結果不確定度

由上面分析計算，最終得出本次葡萄酒中鐵的含量表示為2.66±0.338（mg/L）［k=2］。

3 結論

本次葡萄酒中鐵測定結果為：2.66±0.338 mg/L。本次實驗采用原子吸收分光光度法檢測葡萄酒中鐵含量，對測量過程的不確定度來源進行分析，影響葡萄酒中鐵含量測量結果的不確定度主要來源測量重復性引起的不確定度，標準溶液配制及儀器等其他因素引起的不確定度較小。在實驗操作過程中，要保證儀器性能的穩定和適宜的環境條件，才能保證數據結果的準確可靠，滿足不確定度要求。