滴定法测水中氯的不确定度评定

王 磊，董晓丹，吴 爽

（上海环境卫生工程设计院，上海 200232）

滴定法测水中氯的不确定度评定

王 磊，董晓丹，吴 爽

（上海环境卫生工程设计院，上海 200232）

根据GB/T 11896—1989规定的方法对标准样品进行水样中氯化物含量的测定，在测定过程中对不确定度来源进行分析，并对测试结果进行不确定度评定。

水样；氯化物；滴定法；不确定度；评定

测量不确定度是指对测量结果准确度（或正确度） 的怀疑［1］。在《计量学基础及通用术语的国际词汇》中测量不确定度定义为“一个与测量结果有关的参数，它表征待测量数值的分散性。”测量结果的完整表述应包括有关测量的不确定度信息。根据GB/T 11896—1989的规定对水样进行氯化物测试，并对测试结果进行不确定度评定［2］，探究该测试方法不确定度的主要来源［3］。

1 测量方法和数学模型建立

1.1 标液标定

先称取2.3 g硝酸银，溶于蒸馏水并定容至1 000 mL，贮藏在棕色试剂瓶中，待硝酸银完全溶解后用氯化钠标准溶液标定其准确浓度。氯化钠标准溶液采用国家环境保护总局标准样品研究院提供的C=500 mg/L，相对不确定度为1%的溶液。取15.0 mL该校准溶液加水至50 mL，另取锥形瓶加水50 mL作为空白。各加入1 mL铬酸钾指示剂，在不断摇动下用配制的硝酸银溶液滴定至砖红色沉淀刚刚出现为终点，记录数据，计算所配制硝酸银溶液的浓度。

1.2 样品测试

取50 mL蒸馏水作为空白，然后取10.0 mL标准样品定容于250 mL容量瓶中，该溶液为氯化物待测液。定容完毕后摇匀，用25 mL单标线移液管准确移取该水样至锥形瓶中，加水至50 mL刻度线，重复操作6次。各滴加1 mL铬酸钾指示剂，用已标定的硝酸银溶液滴定上述溶液至砖红色刚刚出现为止，记录每次滴定管读数。根据公式（1） 计算溶液中氯化物含量，公式（1）即为该测试方法的数学模型。

式中：C为水样中氯化物浓度（mg/L）；V0为空白消耗硝酸银标准溶液体积 （mL）；V1为样品消耗硝酸银标准溶液体积（mL）；M为硝酸银标准溶液浓度（Cl-，mg/mL）；v为样品取样量（mL）。

2 测量不确定度来源分析

水样中氯化物含量测定不确定度来源包括［4］：样品实际消耗硝酸银标准溶液体积（V1-V0）的不确定度U（V1-V0），标准溶液硝酸银的不确定度U（M），水样取样体积不确定度U（v）。

3 测量不确定度的计算

3.1 实际消耗硝酸银标准溶液体积的U（V1-V0）

对样品进行重复测试，一共6次，测试结果见表1。

表1 硝酸银滴定样品测试结果 mL

样品实际消耗硝酸银标准溶液体积（V1-V0）的不确定度U（V1-V0）由2部分构成：滴定管的不确定度U1，重复测试时产生的不确定度U2。

3.1.1 滴定管的不确定度U1

50 mL滴定管的允许误差为±0.05 mL，按均匀分布转换成U1=0.05 mL=0.029 mL。

则相对不确定度U1rel=U1/V=5.8×10-4。

3.1.2 重复测试时产生的不确定度U2

根据表1中的数据可以计算出（V1-V0）标准偏差S，其中xi为任意一次样品消耗硝酸银的量。

U2=，其中n为重复测量次数，n=6，得到U2=0.017 mL。

3.2 标准溶液硝酸银的不确定度U（M）

标准溶液硝酸银的浓度计算公式为：

式中：Vbq为氯化钠标准溶液取样体积（mL）；Cb为氯化钠标准溶液的浓度（mg/mL）；VAgNO3为滴定氯化钠标液硝酸银溶液消耗的体积（mL）。

根据公式（2） 可以分析得到U（M） 由3部分组成：氯化钠标准溶液取样体积产生的U3，氯化钠标准溶液浓度产生的U4，硝酸银溶液消耗体积所产生的不确定度U5。

3.2.1 氯化钠标准溶液移取时产生的不确定度U3

移取氯化钠标准溶液是用15 mL单标线移液管，其允许误差为±0.025 mL。按均匀分布求得

相对不确定度U3rel=9.6×10-4。

3.2.2 氯化钠标准溶液浓度产生的不确定度U4

采用国家环保总局的标样，其相对不确定度为0.01，即U4rel=0.01。

3.2.3 硝酸银溶液消耗体积产生的不确定度U5

硝酸银溶液滴定氯化钠标准溶液消耗体积为15.25 mL。滴定氯化钠标准溶液时使用的是50 mL滴定管，其允许误差为±0.05 mL，按均匀分布求得U5：

相对不确定度 U5rel=1.9×10-3。

将上述不确定度分量进行合成可以得到：

U（M）=0.01×0.492 mg/mL=0.004 9 mg/mL。

3.3 水样取样体积的不确定度U（v）

水样取样体积的不确定度U（v） 是由25 mL单标线移液管产生的，该移液管的允许误差为±0.030 mL，按正态分布求得U（v）：

4 合成标准不确定度U C(C）及扩展不确定度U

UC（C）=1.0×10-2×252 mg/L=2.52 mg/L。

取包含因子k=2，则扩展不确定度为：

U=UC（C）×2=2.52 mg/L×2≈5 mg/L

5 结论

用硝酸银滴定法测定水样中氯化物含量，取包含因子k=2时，测得的结果为（252±5） mg/L。

由此可以看出在硝酸银滴定法测定水样中氯化物含量过程中，滴定管和移液管及测量重复性所带来的不确定度分量均小于硝酸银标准溶液标定过程中所带来的不确定度分量。因此硝酸银标准溶液的标定是该测试方法不确定度的主要来源。

［1］陈韶.测量不确定度评定中建立数学模型的探讨［J］.计量与测试技术，2010，37 （1）：48-49.

［2］张淑芹.测量不确定度的评定方法［J］.品牌与标准化，2010(4)：40-41

［

3］荆大永.测量误差与测量不确定度的比较应用［J］.科技应用，2010，39（7）：1-4.

［4］李英奇.紫外分光光度法测定水中硝酸盐氮的不确定度评定［J］.河南化工，2010，27（4）：19-21.

Uncertainty Evaluation of Titration Method for Determining Chloride in Water

Wang Lei,Dong Xiaodan,Wu Shuang
（Shanghai Environmental Sanitary Engineering Design Institute,Shanghai 200232）

In accordance with the method of GB 11896—1989,concentration of chloride in water standard sample was determined.In the determining process,uncertainty source of the determination was analyzed and uncertainty of the determining result was evaluated.

water sample；chloride；titration；uncertainty；evaluation

X830.3

B

1005－8206（2011） 02－0037－02

2010-12-13

王磊（1980—），主要从事环境监测和固废特性研究。

（责任编辑：张艺）