水质检测中碱度测量不确定度评定在实验工作中的应用实例

王晓英

锅炉水质中，如果碱度超标，就会对锅炉的安全运行带来一定的负面影响。该文主要结合某一水样，对其碱度进行测量，根据测量结果分析其不确定因素，对水样碱度测量不确定度的计算方法进行探索。

水质；碱度；测量；不确定度；计算

根据对某水样的碱度测量，研究其不确定度的评定，从而保证水质监测工作的质量提高，对水质监测水平有着很总要的意义。本文所采用的碱度测量方法基于GB/T1576-2008《工业锅炉水质》中碱度的测量方法进行。

1.数学模型的建立

A.硫酸标准溶液配置及标定

取三个锥形瓶，分别采用移液管将体积V2=20毫升的碳酸钠标准溶液稀释到100毫升，滴入两滴甲基红亚甲基蓝试剂，然后硫酸溶液滴定，在颜色有绿色变为紫色的时候进行空白试验，在空白扣除后，记录硫酸溶液的消耗体积V2=19.98毫升。即标定硫酸溶液的浓度可以由下式计算：

=0.100mol/L

根据碱度测定依据，记录硫酸标准溶液消耗平均体积Ve=5.00毫升。加入两滴甲基橙试剂滴定，颜色变为橙红色，记录第二次硫酸标准溶液消耗平均体积Vf=1.00毫升。

B.建立模型

酚酞碱度数学计算模型

酚酞碱度Cf是5.00（mmol/L）

全碱度数学计算模型：

全碱度Cq是6.00（mmol/L）

2.不确定度评定

A.输入量V1相对标准不确定度评定

将Na2CO3标准溶液用移液管吸取一定量，此时移液管体积的不确定度为：经过检测，移液管允许最大的误差为正负0.030毫升，可以服从均匀分布，此时置信系数是，那么其标准不确定

度就可以表示为：=0.017mL

温差不确定度评定：如果输入量的体积为20毫升，且温度差异在4摄氏度时，水的膨胀系数是2.1？04/℃，体积为20毫升时的置信区间是20mL？？.1？04/℃=0.0168mL，此时置信系数为3，水膨胀系数

服从于正态分布，那么标准不确定度就可以表示为：=0.0056mL

标准不确定度：对以上两项标准不确定度进行合并，就可以

得到标准不确定度，表示为：=0.0179mL

输入量V1=20毫升相对标准不确定度表示为：=8.95？104

B.输入量V2相对标准不确定度评定

=3.0？03

对Na2CO320毫升标准溶液采用硫酸溶液滴定，反复进行三次测量之后，分别对测量结果进行扣除空白值，则可以得到一组测量数据：

那么就有A类标准不确定度为：=0.0058mL

对滴定管进行检测，其容积的不确定为允许的最大误差为 0.04mL，此时其置信系数为，服从均匀分布，那么滴定管标准

不确定度即为：=0.023mL。

温度不确定度：平均消耗体积19.83mL的时候，即可得到其

标准不确定度为：=0.00555mL

对以上三项标准不确定度进行合并后可以得到标准不确定度，表示为： =0.0083mL

输入量V2=19.83毫升相对不确定度表示为：

=0.0083mL

C.输入量Vd相对标准不确定度评定

取100毫升水样，用量桶量取，此时量桶的体积不确定度为：量桶体积允许的最大误差为正负1.0毫升，此时置信系数为，服从均匀分布，那么量桶的标准不确定度就可以表示为：=4.185？04

温度不确定度：当置信区间为100毫升时，此时温差的标准不确定度可以表示为：=0.577mL

对以上两项标准不去额度进行合并：=0.028mL

输入量Vd=100毫升时相对标准不确定度就可以表示为：

=0.58mL

D.输入量Ve相对标准偏差的不确定度评定

对酚酞碱度采用硫酸标准溶液进行检测，反复进行三次对硫酸标准溶液的体积进行消耗后，可以得到一组数据：

此时，可以得到A类标准的不确定度，表示为：

=0.012mL

允许滴定管容积的最大误差为正负0.04mL，置信系数为，服从均匀分布，那么此时滴定管容积标准不确定度就可以表示为：=0.023mL

温度不确定度：在溶液平均消耗体积达到5.00毫升时，温差标准不确定度就可以表示为：=0.0014mL

对以上几项标准不确定度进行合并可以得到标准不确定度，表示为：=0.012mL

输入量Ve为5.00毫升时，相对标准不确定度就可以表示为：=2.4？03

E.Ve+Vf相对标准偏差不确定度测定

对全碱度采用硫酸标准溶液进行测定，反复三次测量消耗硫酸标准溶液体积，可以得到一组数据

A类不确定度表示为：

=0.012mL

允许滴定管最大误差为正负0.04毫升，置信系数为，且服从均匀分布，则不确定度可以表示为：=0.023mL

温度不确定度：消耗硫酸标准溶液体积为6.00毫升，那么温度不确定度即可表示为：=0.00168mL

对以上三项标准不确定度进行合并：

=0.012mL

输入量Ve+Vf为6.00毫升时标准不确定度表示为：

=2.0？03

除上述不确定度评定标准以外，还有合成标准、扩展、测量等不确定度的评定，这些因素都会影响到碱度测量的准确度。通过实际案例证明，碱度测量的方法在诸多领域内都有较大的影响，因此对其进行研究意义重大。

[1]葛志刚，邵雪阳.水质检测指标中的暂时硬度及其计算方法[J].职业与健康，2008.05

[2]盛梅斌.简述残余碱度的两种计算方式[J].啤酒科技，2012.08

[3]梁广.工业锅炉水质全碱度测定结果的不确定度评定[J].广东化工，2009.10