火焰原子吸收光谱法测定矿石中金的不确定度评定

　　分析测定过程的不确定度是对测量结果可靠性的定量表征,测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度大小。所以,测量结果必须有不确定度说明才是完整的，并有意义。这里针对火焰原子吸收光谱法测定矿石中的金,来分析实验过程中不确定度的来源,并对样品的测定结果进行不确定度评定。 
　　一.样品处理及计算公式 
　　称取10.0～20.0g样品于瓷舟中,在高温炉550～650℃高温炉中焙烧1～2h。冷却后将样品移入300ml锥形瓶中,加入1∶1王水80ml,在电热板上加热溶解,蒸发至体积约为20～30ml取下,冷却后加水至100ml，加入预先处理的泡沫塑料,塞紧瓶塞后在振荡器上振荡30min。取出泡沫塑料用自来水洗净,放入25ml比色管中,准确加入5%硫脲解脱液10ml,水浴加热20min,用玻璃棒挤压泡沫塑料数次取出，溶液冷却澄清后，按仪器工作条件用火焰原子吸收光谱法测定。 
　　计算公式:wAu =(ρ·V) /m 
　　式中:wAu———矿石中金的质量分数(mg/Kg); 
　　ρ———溶液中测得金元素的质量浓度(μg/ml); 
　　V———溶液体积(ml); 
　　m———样品称样量(g)。 
　　二.不确定度来源分析 
　　根据实验方法和计算公式以及其他有关信息分析,不确定度的主要来源于样品的称量过程、标准溶液的配制过程、标准曲线的拟合过程、移液管和容量瓶的定容过程、样品的重复测定等。 
　　三.不确定度分量分析及量化 
　　1.样品处理引入的不确定度 
　　1.1 称量引入的不确定度 
　　实验采用的是药用架盘天平称量样品,鉴定证书给出在0≤m≤50g时,称量误差为±0.02g,按均匀分布计算不确定度:u(m)=0.02/=0. 0115g。因此,称取质量为10.0g样品,其相对标准不确定度: 
　　urel(m)=0.0115/10=0.00115。 
　　1.2 定量移液引入的不确定度 
　　根据GB12806—91《容量计算器具鉴定系统》,对于10ml的移液管给出的不确定度为±0.05ml按均匀分布计算不确定度:u(V10-1)=0.05/=0.029ml。因此,其相对标准不确定度: 
　　urel(V10-1)=0.0029。 
　　1.3 工作温度与校正温度不同引入体积不确定度 
　　化验室的温度在±5℃内变化,水的膨胀系数为2.1×10-4/℃。所以,按均匀分布计算其体积变化产生的不确定度：u(V10-2)=0.0061ml。其相对标准不确定度:urel(V10-2)==0·61×10-3。 
　　设引入的各不确定度分量之间相互独立,所以处理样品时产生的总不确定度:u2rel-1=u2rel(m)+u2rel(V10-1)+u2rel(V10-2),urel-1=3.1×10-3。 
　　2．标准溶液制备引入的不确定度 
　　称取光谱纯金属金0.1000g于50ml烧杯中,加入10ml王水,加热溶解至近干,加入100g/L氯化钠溶液2ml,于水浴上蒸干,用10%（v/v）盐酸溶液20ml加热溶解,取下冷却后移入100ml容量瓶中,用10%（v/v）盐酸溶液定容,摇匀。此溶液金的质量浓度为100μg/ml。 
　　2.1 称量引入的不确定度 
　　电光天平鉴定证书给出的不确定度为0.2mg,按均匀分布计算不确定度:u(m1)=0.2/=0.115mg。称取质量为0.1000g标准样品,其相对标准不确定度urel(m1)=1.15×10-3。 
　　2.2 容量瓶引入的不确定度 
　　同样根据GB12806—91《容量计算器具鉴定系统》,对于100ml的容量瓶给出的不确定度为±0.1ml，按均匀分布计算不确定度：u(V100-1)=0.1/3=0.058ml。因此,相对标准不确定度:urel(V100-1)=0. 58×10-3。 
　　2.3 工作温度与校正温度不同引入体积不确定度 
　　化验室的温度在±5℃内变化,水的膨胀系数为2.1×10-4/℃。所以,按均匀分布计算其体积变化产生的不确定度:u(V100-2)= 0.061ml。其相对标准不确定度:urel(V100-2)=0.061100=0.61×10-3。因为引入的各不确定度分量之间相互独立,所以标准溶液制备时产生的总不确定度：u2rel-2=u2rel(m1)+u2rel(V100-1)+u2rel(V100-2),urel-2=1.42×10-3。 
　　3．标准曲线引入的不确定度 
　　实验中,分别以金质量浓度为:0.00,0.20,0.50,1.00,2.00,4.00μg/ml的工作溶液绘制标准曲线,每个工作溶液重复测定3次。以元素的质量浓度Xi为横坐标,吸收强度Yi为纵坐标,拟合标准曲线,建立数学模型Yi=aXi+b,计算线性方程的斜率、截距和相关系数。其线性方程为:Yi=0.1614Xi+0.00192,相关系数为0.9992。根据公式,计算Yi的标准偏差。根据公式u(ρi)=,计算金的质量浓度标准不确定度。其中, ，。式中,m为标准溶液重复测定次数;n为测量溶液的个数。计算后,得到其相对标准不确定度:urel-3=0.028。 
　　4.样品的重复测定引入的不确定度(A类) 
　　对待测样品在选定的条件下平行测定8次,测定结果分别为:1.57,1.50,1.53,1.63,1.59,1.60,1.58,1.58μg/ml，其平均值为1.57μg/ml。根据公式u()=,计算其标准不确定度为0.097μg/ml，其相对标准不确定度为:urel-4=0.062。 
　　四.标准不确定度的合成 
　　设引入不确定度的各分量之间彼此相互独立、互不相干,所以整个实验中的合成相对标准不确定度:urel==0.068。由于平均值为1.57μg/ml，所以合成标准不确定度:uc=0.107mg/kg。 
　　五.标准不确定度的扩展 
　　扩展不确定度是由合成标准不确定度uc乘以包含因子k得到,本文采用的置信概率为95%,其对应的包含因子k=2。所以,扩展不确定度:U=k×uc=2×0.107=0. 21mg/kg。 
　　六.测定结果与分析 
　　测定矿石样品中金的质量分数为(1.57±0.21)mg/kg(k=2)。通过对各分量的不确定度分析和计算可知,不确定度的主要来源是标准曲线和样品的重复测定,在操作中应加以重视,其余部分在实际评定中可以忽略。