电感耦合等离子体发射光谱法测定镍铂靶材中铂含量的不确定度评定

陈彩霞 刘 英 周海收 王长华 赵 羽 刘 芳 龙 达

（北京有色金属研究总院 北京 100088）

1 前言

测量不确定度是与测量结果相联系的参数，表征合理的赋予被测量之值的分散性[1]。不确定度还是评价检测结果可信性、可比性和实验室测试能力的重要指标，对检测结果进行测量不确定度评定是中国实验室国家认可委员会（CNAS）认可准则对实验室的要求[2-3]。等离子发射光谱法作为一种灵敏、快捷、准确的测试手段，广泛地应用于环保、医疗、食品、金属等行业中元素的检测，其检测结果不确定度的评定非常重要。在文献[4-8]的基础上，本文阐述了电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES）测定镍铂靶材中铂含量不确定度的影响因素，用案例阐明不确定度分量和扩展不确定度计算方法。

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 仪器

IRIS Intrepid II XSP电感耦合等离子体-原子

发射光谱仪：美国热电公司；AE100电子天平：精度万分之一，检定允许差±0.1mg，梅特勒公司。

2.1.2 试剂

铂标准储备液（1000μg/mL）：国家有色金属及电子材料分析测试中心；盐酸、硝酸：均为优级纯；实验用水为去离子水。

2.2 方法

2.2.1 样品处理

称取试样 0.1 g（精确至 0.0001 g）置于100mL烧杯中，加入15mL盐酸、5mL硝酸；盖上表面皿，加热，待样品溶解完全后，取下稍冷；加入25mL盐酸（1+1），冷却；转移至250mL容量瓶中，用水定容，混匀。

2.2.3 数学模型

铂含量以铂的质量分数wPt计，数值以%表示，按式（1）计算：

式中：ρPt-自工作曲线上查得分析试液中铂的质量浓度，μg/mL；

V-试液总体积，mL；m-试样的质量，g。

3 测量不确定度的来源

由数学模型得知测量不确定度来源主要有：

（1）天平称取试样质量m引入的标准不确定度u（m）；

（2）标准溶液中铂质量浓度ρ的标准不确定度 u（ρ），包括标准溶液配制时引入的标准不确定度u1（ρ）、工作曲线拟合时所引入的标准不确定度u2（ρ）；

（3）试样溶液定容体积V的标准不确定度u（V）；

（4）重复性实验引入的标准不确定度u（rep）。

4 各标准不确定度分量的计算

4.1 天平称取试样质量m引入的相对标准不确定度 urel（m）

称取试样的质量为0.1000 g。根据鉴定证书，天平的最大允许差为±0.5 mg，称量两次，一次空盘，一次是盘加试样，按均匀分布称取试样质量的标准不确定度为：相对标准不确定度为：urel（m）=0.41/100=4.1×10-3。

4.2 标准溶液中铂质量浓度的相对标准不确定度urel（ρ）

4.2.1 标准系列溶液配制过程中引入的相对标准不确定度 u1，rel（ρ1）

（1）标准储备液质量浓度的相对标准不确定度

测量所使用的铂标准储备液质量浓度为1000μg/mL，标准证书给出的相对标准不确定度为0.7%，包含因子为 2，则相对标准不确定度为：u1，rel（ρ1）=0.7%/2=3.5×10-3。

（2）标准溶液稀释过程中引入的相对标准不确定度

将1000μg/mL铂标准储备液配制成5.00、10.00、15.00、20.00、25.00、30.00μg/mL 的系列标准溶液，采用A级5mL分度吸量管和A级250mL容量瓶完成稀释，使用两种容量器具引入的相对标准不确定度评定见表1。

表1 稀释各量器的不确定度

标准溶液稀释过程中引入的相对标准不确定度为：

由以上数据可知，整个稀释过程相对标准不确定度为：

4.2.2 工作曲线拟合时引入的相对标准不确定度u2，rel（ρ）

标准系列溶液的质量浓度及相应的发射光强度见表2。

表2 标准系列溶液的质量浓度及相应的发射光强度

根据上表数据，通过Excel，按公式计算出工作曲线的截距a、斜率b、相关系数r分别为：

拟合的回归工作曲线方程为：A=a+bρ=7.689+1.013×102ρ

由工作曲线拟合引入的标准溶液中铂质量浓度ρ的标准不确定度的计算式为：

工作曲线拟合时引入的标准不确定度为：u2（ρ）=2.5×10-2μg/mL

相对标准不确定度为：u2,rel（ρ）=2.5×10-2/20.88=1.2×10-3

4.3 试样溶液定容体积V的相对标准不确定度urel（V）

试样溶液定容于A级250mL容量瓶中，其20℃时容许差为±0.15mL，则标准不确定度为：相对标准不确定度度为：0.087mL/250

4.4 重复性实验引入的相对标准不确定度urel(rep)

称取6份试样，按测定方法测定，结果见表3。

表3 铂含量测试结果（μg/mL）

则重复性实验引入的标准不确定度为：

重复性实验相对标准不确定度为：urel(rep)=0.027/20.88=1.3×10-3

5 铂质量分数的合成标准不确定度和扩展不确定度

将各相对标准不确定度分量列于表4。

表4 各相对标准不确定度分量

相对合成标准不确定度为：

铂的测定平均值为：w=20.88μg/mL；将实验数据代入数学模型计算可得：

合成标准不确定度为：u（w）=5.220%×5.9×10-3＝0.031%。

取包含因子k=2，铂质量分数的扩展不确定度为：U(w)=0.031%×2=0.062%

铂的质量分数为：w=（5.220±0.062）%

6 结论

由各不确定度分量的大小可以看出，不确定度来源主要为：标准曲线拟合回归方程的不确定度、移液器、样品定容体积的不确定度、样品称量质量的不确定度等，其中试样溶液定容体积的相对标准不确定度小于其他因素所引起的不确定度。因此，在实际检测过程中，仪器、量器的选择非常关键，要有针对性地采取措施，提高仪器的灵敏度，增强仪器测定的稳定性，同时要对使用的量器定期进行校准，从而提高样品检测结果的准确度。

该不确定度评定所用方法同样适用于以线性回归标准曲线法获得测定结果不确定度的评估。只要测量条件满足方法要求，就可直接引用本文不确定度的评定步骤。

[1]JJF 1059-1999测量不确定度评定与表示[S].

[2]中国实验室国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南[M].北京：中国计量出版社，2002：2-20.

[3]倪育才.实用测量不确定度评定[M].北京：中国计量出版社，2008：181-188.

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