摘要：对ICP-AES法测定铁精矿中钛的不确定度进行评估，分析了测量不确定度的主要来源，对试样称量、试液定容、标准储备液配制、工作曲线绘制、重复性测量5个不确定度分量进行分析计算，最后合成ICP-AES法测定铁精矿中钛的标准不确定度，并计算求得扩展不确定度。
关键词：不确定度 ICP-AES 铁精矿 钛
引言
测量不确定度室与测量结果相关联的、表征合理地赋予别测量值分散性的参数。通过测量不确定度的评定，可定量评价测量结果的质量，并表示测量的可靠程度。采用磁选技术回收赤泥中的铁精矿，具有良好的环保效益和经济效益。本文通过对ICP-AES法测定铁精矿中钛的不确定度评定，为铁精矿中钛测定结果的科学性提供参考。
1.测量方法
1.1 主要仪器和试剂
ICP-AES电感耦合等离子体发射光谱仪；
电子天平，AB104-S，精度0.0001g；50毫升铂金坩埚
偏硼酸锂，高纯浓硝酸，钛标准溶液，高纯水
1.2 实验方法
称取0.1000g试样（已预先在105±5℃干燥2h）和0.5000g偏硼酸锂于铂坩埚中，充分混匀，将坩埚放入980℃高温炉中熔融15min。取出坩埚，冷却，洗净坩埚外壁，将坩埚放入500mL烧杯中，加入约80mL热水，置于低温电热板上加热浸取出大部分熔融物，然后边搅拌边加入7mL高纯浓硝酸浸取，待熔融物浸出完全后，洗出坩埚，冷却后，定容于100mL容量瓶中，混匀，用ICP-AES法测定其钛含量。
2.数学模型
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（1）
式中：.png)
------钛的质量分数，％；
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--------仪器计算的试样溶液中待测钛的浓度，ug；
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---------试液体积，mL；
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--------试样的质量，g。
3. 测量不确定度主要来源
由式（1）可知，钛检测结果的不确定度主要来源有以下几个：（1）重复性测量引入的A类不确定度；（2）试样称量引入的不确定度；（3）试液定容引入的不确定度；（4）标准储备液配制引入的不确定度；（5）工作曲线绘制引入的不确定度。
4. 测量不确定度评定
4.1 A类不确定度评定
表 1
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标准不确定度：
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＝0.0280
相对标准不确定度：.png)
4.2 B类不确定度评定
4.2.1试样称量引入的不确定度（m）
采用天平称量有3个不确定度来源：重复性、天平标度的可读性（数字分辨力）和天平本身测量不准所产生的不确定度的贡献。其中重复性已包括在4.1的A类评定中，而天平本身称量不准包括2个不确定度来源，即天平灵敏度及其线性，但对于使用同一台天平在一个很窄的范围内进行2次称量，其质量差值灵敏度的变化可以忽略不计。
4.2.1.1天平标度的可读性（数字分辨力）
数字式测量仪器对示值量化（分辨率）导致的不确定度服从均匀分布。天平分辨力为0.1mg，区间半宽度为a2（m）= 0.05mg，.png)
，其标准不确定度为：
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4.2.1.2天平称量不准引入的的不确定度
电子天平的最大允许误差为±0.1mg，则区间半宽度为 0.1mg，概率分布为均匀分布，包含因子.png)
，其标准不确定度为：
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因此，用天平称量一次的引入标准不确定度：
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两次称量引入的标准不确定度：
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由于实验要称取100mg的试样，所以称量引入的相对标准不确定度为：
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4.2.2试液定容引入的不确定度（V）
4.2.2.1校准
100mL容量瓶经检定或校准，符合其技术指标。根据容量瓶检定规程《JJG196-1990 常用玻璃量具》，A级容量瓶的允差为±0.15mL。则区间半宽度为0.15mL，在没有给出置信水平或分布的情况下，假设其服从三角分布，则包含因子.png)
，其标准不确定度：
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4.2.2.2温度
根据容量瓶检定规程JJG196-1990规定，检定或校准是在20℃环境条件下进行的，本实验室温度控制在20℃±7℃条件下进行。因为液体的体积膨胀系数远大于玻璃，因此只需考虑前者即可。水的体积膨胀系数为2.110－4/℃，产生的体积变化平均增加10072.110－4）= 0.15mL，所以其区间半宽度为：0.15mL，设为均匀分布，包含因子.png)
，其标准不确定度为：
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所以使用100mL容量瓶引入的标准不确定度：
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所以相对标准不确定度为：
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4.2.3标准溶液引入的不确定度
本方法中使用的钛标准溶液说明书中提供的扩展不确定度为4ug/ml，K=2，
因此，其标准不确定度为：
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相对标准不确定度为：
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4.2.4工作曲线绘制引入的不确定度
标准溶液配制的相对标准不确定度
使用最小二乘法拟合曲线程序的前提是假定横坐标的量的不确定度远小于纵坐标的量的不确定度，在实际应用中，校准标准溶液的不确定度足够小以至可以忽略。
4.2.5 ICP-AES光谱仪测量的不确定度
由ICP-AES光谱仪检定证书，其强度精度为2％，包含因子k＝1.960，则由该设备引入的标准不确定度为：
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则相对标准不确定度为：
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（19）
4.3合成相对标准不确定度
由于各相对标准不确定度的分量互不相关，故可采用方和根进行合成，相对标准不确定度：
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4.4相对扩展不确定度
取包含因子k＝2，则扩展不确定度为：
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4.5结果
采用ICP-AES法测定铁精矿中钛含量，其相对测量标准不确定度的评定结果为1.73％。
4.5.1结果表示
本次用来评定不确定度的样品结果为1.34，所以1.34×1.73％＝0.023≈0.02。
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，其中k=2。
5.结语
实验表明：使用ICP-AES法测定铁精矿中钛含量，具有快速简便、数据稳定可靠的优点，同时通过比较各不确定分量对测量不确定度贡献的大小可以看出，ICP-AES法测定铁精矿中钛时，影响钛含量测量不确定度的主要因素是重复性测量引入的A类不确定度，在实际工作中要对整个样品处理过程加强把控，规范操作，同时光谱仪按期进行检定，加强维护，保证仪器的稳定性，以减少不确定度分量，达到提高分析准确性的目的。
6. 参考文献：
[1] GB/T 27418-2017 测量不确定度评定和表示
[2] 刘文彬，居漪. 常规化学项目总误差和不确定度比较研究[J]. 检验医学，2012，27（12）：1002-1006.
[3] 朱莉，王承忠，纪红玲 分光光度法测铁矿石中钛的测量不确定度评定 理化分析-化学分册 2004年9月 第40卷 第9期
论文作者:赵飞辉
论文发表刊物:《基层建设》2019年第32期
论文发表时间:2020/4/7
标签：不确定论文; 标准论文; 测量论文; 坩埚论文; 试样论文; 天平论文; 容量瓶论文; 《基层建设》2019年第32期论文;