铬天青S分光光度法测定铁矿石中铝含量的不确定度评定

陈伟（石横特钢集团有限公司理化检测中心，山东泰安271612）

铬天青S分光光度法测定铁矿石中铝含量的不确定度评定

陈伟（石横特钢集团有限公司理化检测中心，山东泰安271612）

本文对铬天青S分光光度法测定铁矿石中铝含量的不确定度来源进行了识别，通过对各不确定度分量进行量化，最终合成测量结果的标准不确定度，并确定工作曲线拟合引入的不确定度分量为测量结果的主要不确定度分量。

分光光度法；铁矿石；铝；不确定度评定

测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数，测量结果的表述必须同时包含被测量的值和该值的测量不确定度，才具有完整的实际意义。通过对铁矿石中铝测定结果的不确定度评定[1]，确定影响检测结果的主要不确定度分量，以指导日常的检测工作。

1 实验部分

1.1 主要仪器

AL104型电子天平（梅特勒-托利多）：量程0～110g，最小分度值0.0001g；721S型可见分光光度计（上海棱光技术有限公司）：比色皿1cm，波长545nm。

1.2 分析方法

按照国家标准GB/T 6730.12-2016进行操作[2]。

2 数学模型

式中：wAl—被测元素的质量分数，%；m1—工作曲线上查得的铝量，ug；V—储备液的体积，mL；m—试料的质量，g；V1—分取试料溶液的体积，mL。

3 不确定度来源分析

测量重复性的标准不确定度分量u(s)；试料溶液中铝质量的标准不确定度分量u(m1)，主要包括工作曲线拟合引入的标准不确定度分量u1(m1)，标准溶液配制引入的标准不确定度分量u2(m1)，移取和定容标准溶液引入的标准不确定度分量u3(m1)；试料储备液体积的标准不确定度分量u(V)；试料称量的标准不确定度分量u(m)；移取和定容试料溶液的标准不确定度分量u(V1)。

4 不确定度分量的评定

4.1 测量重复性的标准不确定度评定u(s)

对同一铁矿样品分取8份，分别进行了8次测量，其测定结果（%）如下：0.542，0.540,0.548,0.539,0.545,0.547,0.543,0.533。

4.2 试料溶液中铝质量的标准不确定度评定u(m1)

4.2.1 工作曲线拟合引入的标准不确定度评定u1(m1)

使用6份铝标准溶液绘制工作曲线，其含量分别为0.0ug、2.0ug、6.0ug、1.0ug、14.0ug、20.0ug，其对应的吸光度分别为0.037、0.117、0.306、0.483、0.654、0.950。采用线性最小二乘法拟合工作曲线，求得线性回归方程为A=0.02996+0.04552m1，其中相关系数r=0.9997，截距a=0.02996，斜率b=0.04552。则工作曲线的标准差为

由工作曲线拟合引入的标准不确定度分量为：

式中：sR—工作曲线的标准差；P—被测试液的测量次数；n—工作曲线标准溶液的测量次数；m1—被测样品中铝的质量（ug）；mˉ1—不同校准标准溶液的平均值（ug）。

由测量参数可得：m1=10.84ug，mˉ1=8.67ug。则由工作曲线拟合引入的标准不确定度分量为u1(m1)相对标准不确定度为

4.2.2 标准溶液配制引入的标准不确定度评定u2(m1)

电子天平的检定证书指出，称量最大允许误差为±0.5mg，按均匀分布，标准不确定度为，因此相对标准不确定度为

纯铝的纯度为99.99%±0.01%，由于没有给出进一步的信息，可视为矩形分布，其标准不确定度为，则相对标准不确定度为

依据玻璃量器检定规程[3]可知，1000mLA级容量瓶的允许差为±0.40mL，按三角分布，标准不确定度为，配制中共进行两次定容，则相对标准不确定度为

20mLA级移液管的允许差为±0.03mL，则标准不确定度为,相对标准不确定度为

4.2.3 移取和定容标准溶液引入的标准不确定度评定u3(m1)

用一支10mL的A级刻度移液管分别移取5次，体积分别为1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL、10.00mL，由文献[4]可知允许误差分别为±0.012mL、±0.012mL、±0.025mL、±0.025mL、±0.050mL，按照三角分布处理，标准不确定度分别为0.0049mL、0.0049mL、0.010mL、0.010mL、0.020mL，其相对标准不确定度分别为0.0049、0.0016、0.0020、0.0014、0.0020。用均方根计算五次移取标准溶液的相对标准不确定度为

将移取的标准溶液定容至50mL容量瓶中，50mLA级容量瓶允许差为±0.05mL，按照三角分布处理，标准不确定度为，相对标准不确定度为，六次定容引入的相对标准不确定度为

4.3 试料储备液体积的标准不确定度评定u(V)

将试料熔融后定容在250mL容量瓶中，250mLA级容量瓶的允许差为±0.15mL，标准不确定度为，其相对标准不确定度为

4.4 试料称量的标准不确定度评定u(m)

用万分之一天平称取0.1000g样品，按检定证书规定，允许差为±0.5mg，则标准不确定度为，相对标准不确定度为

4.5 移取和定容试料溶液的标准不确定度评定u(V1)

使用一支5.00mLA级移液管移取储备液5.00mL定容在50.00mL容量瓶中，5.00mLA级移液管的允许差为±0.015mL，则标准不确定度,相对标准不确定度为。50.00mLA级容量瓶的允许差为±0.05mL，则标准不确定度为相对标准不确定度为

将以上分量合并得到移取和定容试料溶液的相对标准不确定度为

5 铁矿石中铝含量的不确定度评定

5.1 合成标准不确定度

5.2 扩展不确定度的评定

取置信度95%下的扩展因子k=2，则扩展不确定度为U(wAl)=0.008%×2=0.016%

5.3 不确定度的报告

测定铁矿石中铝的质量分数可表示为：

6 结语

本实验室在使用本方法进行铁矿石中铝含量的测定时，可以直接引用本不确定度的评定结果。

[1]国家质量监督检验检疫总局.JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示[S].北京:中国标准出版社,2013.

[2]国家标准化管理委员会.GB/T 6730.12-2016铁矿石铝含量的测定铬天青S分光光度法[S].北京:中国标准出版社,2016.

[3]国家质量监督检验检疫总局.JJG 196-2006常用玻璃量器检定规程[S].北京:中国计量出版社,2007.

[4]中国轻工业联合会.GB/T 12807-1991实验室玻璃仪器分度吸量管[S].北京:中国标准出版社,1992.

Evaluation of uncertainty for the determination of aluminum in iron ores by chrome azurol S spectrophotometric method

Chen Wei(Physical and Chemical Test Center of Shiheng Special Steel Group Co．，Ltd．，Taian 271612，China)

The determination of aluminum content in iron ore on the Chromazurol S spectrophotometric method for the identification of sources of uncertainty,the uncertainty of measurement were analyzed and the final measurement results of synthesis standard uncertainty,and to determine the curve fitting of the un⁃certainty of measurement results of the main components of uncertainty component.

spectrophotometry;ironore;aluminium;evaluation of uncertainty