蒸馏-硝酸钍容量法测定氟含量不确定度评定

张小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454006）

化工分析与测试

蒸馏-硝酸钍容量法测定氟含量不确定度评定

张小霞

（多氟多化工股份有限公司，河南焦作 454006）

对蒸馏-硝酸钍容量法测定冰晶石及氟化铝中氟含量的不确定度来源进行分析，通过建立数学模型，评定各分量的不确定度，并计算蒸馏-硝酸钍容量法测定氟元素含量的扩展不确定度。实验原理：试样用无水碳酸钠熔融，经硫酸-水蒸气蒸馏分离氟后，以茜素磺酸钠和次甲基蓝作指示剂，用硝酸钍标准溶液滴定测定样品中氟含量。评定结果表明，蒸馏-硝酸钍容量法测定氟含量结果的扩展不确定度为0.42%。

蒸馏；容量法；氟含量；不确定度

用传统误差评定法对测量结果进行评定时存在逻辑概念上的混乱和评定方法的不统一。为统一评价测量结果，用现今国际上统一的测量不确定度对测量结果进行评定，它能给出测量结果的可信度和可信区间，尤其检测结果在临界值，难以判定结果是否合格时，不确定度尤为重要。笔者就蒸馏－硝酸钍容量法测定冰晶石及氟化铝中氟元素的不确定度进行评估。

1 建立数学模型

式中：T1/4［Th（NO3）4］为1/4个单位的硝酸钍的滴定度，mg/mL；M1为分取NaF的质量，g；MF为F的摩尔质量，g/mol；MNaF为NaF的摩尔质量，g/mol；V1为标定时消耗硝酸钍的体积，mL；V2为标定时空白消耗硝酸钍的体积，mL；V分为分取NaF标准溶液的体积，mL；V总为NaF标准溶液总体积，mL；V3为测样时样品消耗硝酸钍的体积，mL；V4为测样时空白消耗硝酸钍的体积，mL；V总0为试样总体积，500 mL；V分0为分取试样溶液的体积，50 mL；m0为称取试样的质量，g；PNaF为NaF的纯度；m1为称取氟化钠标样的质量，g。

2 各个量值不确定度的评定

整个分析在22℃条件下进行。

1）m1称取0.2 g基准NaF。第一，根据经验数值，天平的重复性标准差为0.1 mg，按均匀分布为0.1/=0.057 7 mg；第二，天平允许差为0.1 mg，按均匀分布为0.1/=0.057 7 mg；第三，天平分辨率为0.1 mg，按均匀分布为0.1/=0.057 7 mg。因此，

2）PNaF按供应商提供目录所给NaF纯度为100%±0.05%，按均匀分布：Uc（PNaF）=0.05%/= 0.028 9%。

3）V分第一，使用A级50 mL移液管，其允许差为±0.05 mL，按三角分布其标准不确定度为0.05/=0.020 4 mL；第二，充满液体至移液管刻度的变动性，通过重复测定统计为0.011 mL；第三，温度引起的不确定度为50×2×2.1×10-4/=0.008 57 mL。因此，

4）V总第一，使用A级500 mL容量瓶，其允许差为± 0.25 mL，按三角分布其标准不确定度为0.25/=0.102 mL；第二，充满液体至容量瓶刻度的变动性，通过重复测定统计为0.08 mL；第三，温度不同引起的不确定度为500×2×2.1×10-4/= 0.085 7 mL。因此，0.155 mL。

故对（2）式求偏导得：

5）V1第一，使用25mLA级滴定管，其允许差为± 0.05 mL，按三角分布其标准不确定度为0.05/= 0.020 4 mL；第二，标定消耗硝酸钍的体积的重复性测定，数据如下：8.32、8.35、8.36、8.33、8.37、8.35、8.35 mL，单次测量结果的标准偏差为0.017 7，由于标定溶液是四平行，所以由此引起的不确定度为0.017 7/=0.008 85 mL；第三，温度不同引起的不确定度为25×2×2.1×10-4/=0.004 29 mL。因此，

6）V2空白消耗硝酸钍的体积很小，只有重复测定的影响，其他可以忽略不计。标定时空白消耗硝酸钍的体积的重复性测定，数据如下：0.05、0.04、0.05、0.05、0.05、0.04、0.05、0.05 mL。单次测量结果的标准偏差为0.004 6。由于标定溶液是四平行，因此Uc（V2）=0.004 6/=0.002 3 mL。

7）MF、MNaF由于原子质量和分子质量引起的不确定度很小，可以忽略不计，因此，Uc（V1-V2）=因此，对（1）式求偏导：

8）V3其不确定度的评定同V1，样品测定是两平行，0.024 3 mL。

9）V4其不确定度的评定同于V2，重复测定是两平行。因此，Uc(V4)=0.004 6/=0.00325mL。所以，

m0的不确定度同于m1的不确定度评定；V分0、V总0的不确定度同于V分、V总的不确定度评定。因此，对（3）式求偏导［w（F）=53.80%］：

所以，蒸馏-硝酸钍容量法测定氟元素含量的扩展不确定度为U＝2Uc［w（F）］=0.42%。

3 测量不确定度报告

4 小结

从不确定度分量的分析结果可知，标准品的纯度、玻璃器皿的准确度、天平分值及灵敏度、滴定的平行结果等，对不确定度有贡献。在实验中应特别重视这些因素的影响。由于化学实验的影响因素多，准确度要求高，因此应充分考虑各种可能的影响因素。

联系方式：zxx6778＠163.com

Uncertainty evaluation for determination of fluorine content by distillation-thorium nitrate volumetric method

Zhang Xiaoxia
（Do-Fluoride Chemicals Co.,Ltd.,Jiaozuo 454006,China）

Theuncertaintysourcesindeterminationoffluorinecontentofcryolite and aluminium fluoride by distillation-thorium nitrate volumetric method were analyzed.Evaluation for the uncertainty of each component was carried out by establishing the mathematic model，and the expanded uncertainty of fluorine content determination with distillation-thorium nitrate volumetric method was also calculated.Experimental principle：melt the sample with anhydrous sodium carbonate，separate fluoride through sulfuric acid-water vapor distillation，taking sodium alizarin sulfonate and methylene blue as indicators，using thorium nitrate standard solution to titrate fluorine content in the sample.Evaluation results indicated that，the expanded uncertainty of thorium nitrate volumetric method for the determination of fluorine content was 0.42%.

distillation；volumetric method；fluorine content；uncertainty

TQ124.3

A

1006-4990（2013）07-0059-02

2013-01-12

张小霞（1974—），女，工程师，从事氟化盐研究工作，已发表论文2篇。