不确定度报告-总硬度

不确定度评定报告项目名称：乙二胺四乙酸二钠滴定法测定水中总硬度的含量陕西阔成检测服务有限公司EDTA滴定法测量水质总硬度的不确定度评定摘要对乙二胺四乙酸二钠滴定法测定生活饮用水总硬度的测量不确定度进行评定。分析了测量重复性、标准溶液的浓度、滴定管、取样等因素对总硬度测量不确定度的影响，求得生活饮用水总硬度测定结果的相对合成标准不确定度为7.76×10-3关键词生活饮用水总硬度测量不确定度评定1测定原理及数学模型1.1测定原理在pH=10的氨性缓冲溶液中，以铬黑T为指示剂，用EDTA滴定法测定水的总硬度是国际规定的标准方法，适用于生活饮用水、冷却水、地下水及没有严重污染的地表水的测定。测定Ca2+、Mg2+总量时，在pH=10的缓冲溶液中，加入铬黑T指示剂，然后用EDTA滴定。铬黑T和EDTA分别都能与Ca2+、Mg2+生成配合物，它们的稳定性有下列次序：CaY2-＞MgY2-＞MgLn-＞CaLn-。因此，当加入铬黑T后，铬黑T首先与Mg2+结合生成稳定的紫红色配合物。而当滴入EDTA时，EDTA则首先与游离的Ca2+结合，其次与游离的Mg2+结合，最后夺取与铬黑T结合的Mg2+，使铬黑T的阴离子HLn2-游离出来，这时溶液由紫红色变为纯蓝色，即为滴定终点。由EDTA标准溶液的浓度和用量，可计算出水中Ca2+、Mg2+的总量。1.2数学模型水中总硬度含量的定量数学模型为：C=VMCVV1000)(101式中，C——水样中总硬度（以CaCO3计），mg/L；1V——滴定水样消耗EDTA二钠溶液的体积，mL；0V——滴定空白溶液消耗EDTA二钠溶液的体积，mg/L；1C——EDTA标准溶液的浓度，mol/L；M——碳酸钙的摩尔质量，g/mol；1000——由g转化为mg的换算系数；V——水样体积，mL。2测量不确定度的来源EDTA滴定法测定生活饮用水总硬度测量不确定度的主要来源包括：1）测量重复性引入的不确定度；2)EDTA标准溶液浓度引入的不确定度；3）滴定水样实际消耗EDTA标准溶液的体积引入的不确定度；4）吸取水样体积引入的不确定度。3测量不确定度的评定3.1测量重复性引入的标准不确定度u（p）,对同一水样平行测定6次，结果列于表1表1水样平行测定结果序号0V/mL1V/mLp/mg/LS/mg/L10.104.2182.2120.104.2282.4130.104.2082.0140.104.2182.210.21050.104.2382.6160.104.2282.41合计0.104.21582.31测量重复性引入的标准不确定度u（p）为：u（p）=0857.06210.0nsmg/L相对标准不确定度为：ur（p）相对=31004.131.820857.0ppu）（3.2标定EDTA标准溶液浓度引入的标准不确定度u（c）3.2.1基准EDTA的纯度引起的标准不确定度u（t）所用基准试剂EDTA的纯度为（100±0.05）%，视为均匀分布，则标准不确定度u（t）为：u（t）=0.0005/3=2.89×10-4相对标准不确定度为：ur（t）相对=u（t）/100%=2.89×10-4。3.2.2称量EDTA引起的标准不确定度u（m）采用分辨力为0.1mg，最大允差为±0.5mg的电子天平。称量m=1.8612g的EDTA，称量2次，一次是空盘，另一次为总重。视为矩形分布，则标准不确定度u（m）为：u（m）=2×0.0005/3=4.08×10-4g相对标准不确定度为：ur（m）相对=u（m）/m=2.19×10-4.3.2.3EDTA定容时，体积引起的标准不确定度u(v)1）校准引入的标准不确定度u1(v)EDTA用去离子水溶解后，定容至v=500.00ml。根据《常用玻璃量器检定规程》（JJG196-2006）的规定，500ml的A类容量瓶允差为0.25ml，视为矩形分布，则容量允差的标准不确定度u1(v)为：u1(v)=0.25/3=0.144ml2）温度变化引入的标准不确定度u2(v)标准要求校准温度为20℃，实验的室内温度为(20±5)℃，水体积膨胀系数a=2.1×10-4/℃，按均匀分布考虑，500ml水样因温差变化的标准不确定度u2(v)为：u2(v)=v×a×5/3=0.303ml3）肉眼判断引入的标准不确定度u3(v)依据实践经验，肉眼判断刻度引入的标准不确定度u3(v)=0.03ml。将上述不确定度合成，则标准不确定度u(v)为：u(v)=）（）（vnu(v)uvu232221=0.337ml相对标准不确定度为：ur(v)相对=u(v)/v=6.74×10-4。综上所述，标准溶液浓度的相对不确定度为：ur(c)=(v)u＋(m)u＋(t)u2r2r2r==7.65×10-4。3.3滴定水样实际消耗EDTA标准溶液的体积引入的相对标准不确定度u（v1-v0）；1）校准引入的标准不确定度u1（V1-V0）所用5mLA类滴定管的最大允许误差为±0.01mL，按均匀分布考虑，则容量允差的标准不确定度u1（v1-v0）为:u1（v1）=u1（v0）=0.01/3=5.77×10-3mlu1（v1-v0）=)(vuvu021121）（=8.16×10-3ml2)温度变化引入的标准不确定度u2（V1-V0）V1=4.215mL，V0=0.1mL，按3.2分析得：u2（V1）=3101.25215.44=2.56×10-3mlu2（V0）=3101.251.04=6.06×10-5mlu2（v1-v0）=)(vuvu022122）（=2.56×10-3ml3）肉眼判断刻度引入的标准不确定度u3(v)=0.03ml。将上述不确定度合成，则标准不确定度u（v1-v0）为：u（v1-v0）=）（）（Inu)v-(vuvvu2301220121=0.0312ml相对标准不确定度为：ur（v1-v0）相对=u（v1-v0）/（v1-v0）=7.58×10-33.4吸取水样体积引入的相对标准不确定度u（V）；1）校准引入的标准不确定度u1（V）实验取水样体积V=50.00ml，50ml的A类移液管容量允差为0.05ml，则容量允差的标准不确定度u1（V）为u1(V)=0.05/3=0.0289ml2）温度变化引入的标准不确定度u2(V)温差变化的标准不确定度u2(V)为u2(V)=V×a×θ/3=0.0303ml3）肉眼判断引入的标准不确定度u3(V)肉眼判断刻度的标准不确定度u3(V)=0.03ml。将上述不确定度合成，则标准不确定度u（V）为：u(V)=）（）（Vu(V)uVu232221=0.0515ml相对不确定度为ur(V)相对=u(V)/V=1.03×10-3。4总硬度的相对合成标准不确定度水样总硬度的相对合成标准不确定度ur为：ur=）（）（）（V2r012r2r2ruvvu(c)upu=7.76×10-35扩展不确定度实验室得水样的总硬度p=82.31mg/L，取置信概率为95%，则包含因子k=2,则扩展不确定度为：U=k×ur×p=2×7.76×10-3×82.31=1.28mg/L6测定结果表示实验室得水样的总硬度结果表示为：（82.31±1.28）mg/L，k=2.7结论采用EDTA滴定法测定生活饮用水的总硬度，测量结果的扩展不确定度为1.28mg/L。测量不确定度分析和评定结果表明，标定EDTA标准溶液浓度引入的不确定度对相对合成标准不确定度总量贡献最大，其次依次是滴定水样实际消耗EDTA标准溶液的体积引入的相对标准不确定度、测量重复性引入的标准不确定度、吸取水样体积引入的相对标准不确定度。因此，在实验时，应设法降低相对合成标准不确定度总量贡献最大的不确定度分量。参考文献1、中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会．生活饮用水标准检验方法（GB/T5750-2006）。2、中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局（JJF1059.1-2012）测量不确定度评定与表示。3、国家质量监督检验检疫总局（JJG196-2006）常用玻璃量器检定规程。评定人：批准人：年月日年月日