李 霞,李金枝，苏布德,荀海静，龚晓峰

(中盐吉兰泰盐化集团有限公司，内蒙古 阿拉善 750336)

金属钠是生产汽油抗振剂的四乙基铅的原料，在原子能工业中用作冷却剂。在化学工业中，金属钠被广泛用作有机合成和金属冶炼的还原剂，合成橡胶的催化剂，石油的脱硫剂以及各种无机和有机化合物的原料。因此，对金属钠中的杂质含量测定准确度要求较高，从而指导企业提高产品质量。

测量不确定度是对检测数据客观性的评价，能反映测定结果的置信度和准确度，文章采用GB/T 22379-2017《工业金属钠》中分光光度法测定铁含量，同时分析该法测量不确定度中各分量的影响，找出影响结果的主要因素，得以在工作中改进，寻求获得更准确的检测结果。

1 实验部分

1.1 工作曲线的绘制

按GB/T 3049-2006中6.3的规定，用4 cm或5 cm吸收池及相应的铁标准溶液用量，绘制工作曲线。

1.2 试验溶液的制备

用滤纸仔细揩去金属钠块上的白油，从中间部位切取约2 g的金属钠块，用镊子夹住，迅速放人干燥的称量瓶内，用减量法称量，精确至0.01 g。置于盛有40 mL 95%乙醇的200 mL烧杯中，盖上表面皿。待试料完全溶解后，加40 mL～50 mL水，加2滴酚酞指示液。用盐酸溶液滴至溶液红色消失，再过量3滴。然后将烧杯放在水浴中加热，至无乙醇气味后再移至可调电炉上，加热蒸发至干。取下烧杯，冷却至室温，加2滴盐酸溶液。用水冲洗蒸干的烧杯，并将溶液全部移入100 mL容量瓶中，加水至约40 mL。

1.3 空白试验溶液的制备

在另取的200 mL烧杯中，加入40 mL 95%乙醇，加40 mL～50 mL水，加2滴酚酞指示液，加14 mL盐酸溶液，滴加约16 mL氨水至溶液呈现红色，用盐酸溶液滴至溶液红色消失，然后将烧杯放在水浴中加热，至无乙醇气味后再移至可调电炉上，加热蒸发至干。取下烧杯，冷却至室温，加2滴盐酸溶液。用水冲洗蒸干的烧杯，并将溶液全部移入100 mL容量瓶中，加水至约40 mL。

1.4 试验

在盛有试验溶液和空白试验溶液的两个100 mL容量瓶中，按GB/T3049-2006中6.4的规定进行操作，同时做空白实验。

2 建立数学模型

铁含量以铁(Fe)的质量分数w计，按下式计算：

式中：m2——从工作曲线上查出的试验溶液中铁的质量数值，mg；m1——从工作曲线上查出的空白试验溶液中铁的质量数值，mg；m——试料的质量数值，g。

3 测量不确定度分量的来源

根据测定的具体操作过程和数学模型分析，金属钠中铁含量的不确定度分量主要来源有：①样品重复性测定引入的不确定度;②样品称量过程引入的不确定度；③标准曲线非线性引入的不确定度;④测量体积引入的不确定度。

4 引入不确定的各分量的评定

4.1 样品重复性测定引入的不确定度

对金属钠样品中的铁含量进行了8次重复测定，测定结果如表1。

表1 重复性测定结果Tab.1 Repeatablity test results

测定过程中，测定的重复性不确定度为0.111 1(8次重复测定的相对标准偏差RSD)。

4.2 样品称量过程引入的不确定度

采用万分之一的电子天平，天平(所用天平检定证书中检定结果)校准证书标明天平示值误差为0.0 mg，该数值是托盘上的实际重量与天平读数的最大差值。天平不确定度采用矩形分布。天平不确定度分量为：

进行平行称量，每一次称量均为独立的观测结果，故上述分量计算2次，得到的样品称量不确定度数值为：

4.3 标准曲线非线性引入的不确定度

用分光光度计测定7个标准溶液和一个试剂空白，对应的吸光度为纵坐标，绘制工作曲线，根据测量数据的标准曲线和线性回归方程，其标准曲线回归方程铁标准曲线y=0.083 5x-0.001 2，线性相关系数R=0.999 2。标准溶液质量与回归方程计算的质量最大误差限为3.15%，实验结果见表2。

表2 铁标准曲线非线性引起的误差限Tab.2 Error limit caused by nonlinearity of iron standard curve

按正态分布考虑，B类评定：则标准曲线非线性引入的不确定度为：

4.4 测量体积引入的不确定度

测量时样品溶解定容在100 mL的容量瓶中，容量瓶引入的不确定度如下：

(1)校准器皿，100 mL A级容量瓶允许误差体积为-0.05 mL，按照三角形分布，标准不确定度分量为：

(2)温度，假定温度的波动范围为±3 ℃，水的膨胀系数为2.1×10-4/℃，容量体积100 mL，按照矩形分布，标准不确定度分量为：

测量体积标准不确定度为：

5 合成标准不确定度

各分量引入的不确定度如表3。

表3 各分量引入的不确定度Tab.3 Uncertainty introduced by each component

以上各分量的不确定度互相独立，故将上表中的相对标准不确定度合成得工业金属钠中铁含量测定的相对合成标准不确定度为：

合成标准不确定度：uc(WFe)=WFe×0.11=0.000 18%×0.11=0.000 020%

6 扩展不确定度U(CFe)

实验测得工业金属钠中铁含量为0.000 18%，则测量结果由合成标准不确定度乘以包含因子2后得到，取置信概率95%，Kp=2.00，得扩展不确定度：

U(WFe)=0.000 020×2=0.000 040%

所以，工业金属钠中铁质量分数为：

0.000 18± 0.000 040%

7 结论

由上述不确定度的评定过程得知，影响分光光度法测定金属钠中铁含量的不确定度主要是测量重复性和标准曲线非线性所引进的，在以后的工作中要加强这两个因素的控制和改进，寻求获得更准确的检测结果。