称量法配制校准曲线的应用研究

刘 丽，徐志勇，王俊超

（许昌市环境保护监测站，河南 许昌 461000）

校准曲线是描述待测物质浓度或量与相应的测量仪器响应量或其他指示量之间的定量关系的曲线[1]。校准曲线的配制在分析测试中占据极重要的位置，制好校准曲线是取得准确测定结果的基础。传统的校准曲线一般采用容量法配制，即吸取不同量的标准使用液于一定体积容量瓶中定容，得到相应不同浓度的系列。本文采用天平直接称量法，利用溶液的不同质量比得到相应不同浓度的系列。

1 试剂与仪器

1.1 实验试剂

去离子水：电阻＞18M·cm-1；500mg·L-1硝酸盐氮（国家标物中心）；淋洗液：3.2mmol·L-1Na2CO3（优级纯）+1.0mmol·L-1NaHCO3（优级纯）；再生液：3.0mL98%H2SO4（优级纯）定容到1L容量瓶中。

1.2 仪器及仪器基本条件

AG204型电子天平（梅特勒多托利有限公司）；离子色谱仪（瑞士万通883，自动进样器863）；Metro Asupp A4-250色谱柱；抑制型电导检测器；流动相流速：1.0mL·min-1；背景电导：16.6uS·cm-1。

2 结果与分析

标准使用液的配制：吸取10.00 mL硝酸盐氮浓度为500mg·L-1的贮备液于100 mL容量瓶中，用去离子水稀释到标线，得浓度为50.0mg·L-1的标准使用液备用。

2.1 容量法校准曲线

分别取 0.00、1.00、3.00、5.00、10.00、15.00、20.00mL标准使用液于50mL容量瓶中，用去离子水稀释至标线。得浓度为 0.00、1.00、3.00、5.00、10.0、15.0、20.0mg·L-1的标准系列。校准曲线测定结果见表1、图1。

表1 容量法校准曲线Tab.1 Calibration curve of volumetry

图1 容量法校准曲线Fig.1 Calibration curve of volumetry

2.2 直接称量法校准曲线

用天平直接称量法配制校准曲线，其原理是根据水的常态密度为 1g·m3，即 1g·m3，在常温下变化较小，且在去离子水中加入硝酸盐氮标准使用液后，其密度变化很小，基本可以忽略不计，故其质量比约等于体积比。

实际操作中，用瑞士万通离子色谱仪配套的863型自动进样器自带的具塞进样管为容器（具塞进样管容纳小于12g液体为宜），根据质量比不同配制出相应浓度的溶液后，盖塞摇匀后即可上机测定。所得溶液浓度计算公式为：

具体配制计算过程见表2。

表2 直接称量法校准曲线配制计算数据Tab.2 Calculating data for direct weighing

以标系1计算为例：

校准曲线测定结果见表3、图2。

表3 直接称量法校准曲线Tab.3 Calibration curve of direct weighing

图2 直接称量法校准曲线Fig.2 Calibration curve of direct weighing

2.3 准确度分析

在建立浓度-响应值的标准定量曲线关系时，须对国家环境环保部标准样品进行分析，以确定标准曲线的准确度。环境标准样品测定值在保证值加减不确定度的范围内时，标准曲线方可投入使用。标准样品测试结果应控制在95%～105%范围[2]，即相对误差小于5%。标准样品分析结果见表4。

表4 准确度分析Tab.4 Analysis of accuracy

从表4可以看出，两种配制方法做出的校准曲线测定的平均值均在保证值范围内，两种曲线计算出的样品结果相对偏差分别为2.36%、0.98%，说明用直接称量法配置的校准曲线不仅满足实际测定的准确度需要，还能取得与传统容量法配置的校准曲线一致的结果。

2.4 显著性差异分析

对两条校准曲线是否存在显著性差异进行检验[3]，其基本参数如表5。

表5 两条校准曲线的基本参数Tab.5 Basic data for two calibration curves

（1）检验剩余标准差：F=2.59，查 F 表，F0.05（6，6）=4.28＞F，结论：剩余标准差无显著差异；

（2）检验回归系数：t=0.226，查 t表，t0.05（6）=2.179＞t，结论：回归系数无显著差异；

（3）检验截距：t=0.775，查 t表，t0.05（6）=2.179＞t，结论：截距无显著差异；

由上述检验可知，容量法校准曲线与直接称量法校准曲线不存在显著性差异。

2.5 结果分析

由表1、图1和表3、图2可以看出，同容量法相比，直接称量法得到的曲线可以满足精密度的要求；从表4可以看出，用直接称量法配制的校准曲线得到的测试结果，与传统容量法配置的校准曲线测试结果一致，与保证值间的相对误差可以满足对结果准确度的要求；从表5可以看出，两种配制方法得到的校准曲线无显著性差异。

配制过程中，直接称量法主要用电子天平进行称量，称量后溶液摇匀即可进行测定，减少了对容量瓶和移液管的需求量，且无需定容。减少了容器与量器在配制过程中带来的仪器误差和实验员的操作误差，操作过程更为简单，速度更快。

传统容量法配制校准曲线时，一般需要定容至50.0mL容量瓶中，而在实际测定过程中每个浓度的溶液实际用量一般只有6～7mL，根据药品存放要求，剩余大部分药品被废弃，而直接称量法只需配制10～12mL左右的溶液，相对药品使用量较少，只有传统方法的20%～25%。直接称量法配制校准曲线，可以减少药品浪费，更经济实惠，同时降低了对环境的污染。

3 结论

通过对两种方法的比较测定，可以看出，天平直接称量法配制校准曲线，在实际应用中能够符合我国《水和废水监测分析方法》和《环境水质监测质量保证手册》的质量要求。

［1］中国环境监测总站.环境水质监测质量保证手册（第二版）（增补版）［M］.北京：化学工业出版社，2009.228.

［2］国家环境保护总局.水和废水监测分析方法（第四版）(增补版)［M］.北京:中国环境科学出版社，2002.81.

［3］中国环境监测总站.环境水质监测质量保证手册（第二版）（增补版）［M］.北京：化学工业出版社，2009.288-301.