氢氧化钠标准溶液浓度的不确定度评定

张君

摘要：按照GB/T 601-2016对氢氧化钠标准溶液标定的不确定度进行评定，通过数学模型评估不确定分量。结果表明：氢氧化钠标准溶液浓度为0.497 1 mol/L时，扩展不确定度为0.001 1 mol/L（k=2）；消耗氢氧化钠标准溶液体积的不确定度在不确定度合成中的贡献最大。

关键词：氢氧化钠；不确定度；评定；消耗体积

中图分类号：O614.1 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）09-0058-03

氢氧化钠标准溶液是食品检验机构经常使用的标准溶液，其准确性对检测数据的准确性具有非常重要的影响。不确定度是表征合理地赋予被测量值的分散性，与测量结果相关的参数数值能体现测量结果的实用价值。2017年5月1日实施的《GB/T 601-2016化学试剂 标准滴定溶液的制备》，未见关于氢氧化钠标准溶液不确定度的相关内容。为此，对氢氧化钠标准溶液浓度的不确定度进行评定，建立氢氧化钠标准溶液不确定度评定方法，旨在为检验机构提供一定的理论借鉴。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

BP211D电子天平（精度0.01 mg，德国赛多利斯公司）；50 mL滴定管（精度0.1 mL）；1 L容量瓶（精度0.1 mL）；工作基准试剂邻苯二甲酸氢钾（含量99.95%～100.05%）；氢氧化钠（分析纯，含量≥96.0%）。

1.2 氢氧化钠标准溶液的制备

1.2.1 配制氢氧化钠标准溶液的溶度C=0.5 mol/L 称取110 g氢氧化钠，溶于100 mL无二氧化碳的水中，摇匀，注入聚乙烯容器中，密闭放置至溶液清亮。用塑料管量取上清液27 mL，用无二氧化碳的水稀释到

1 000 mL，摇匀。

1.2.2 标定 称取于105 ℃电烘箱中干燥至恒重的工作基准试剂邻苯二甲酸氢钾3.6 g，加80 mL无二氧化碳的水溶解后，加2滴酚酞指示剂，用氢氧化钠溶液滴定至溶液呈粉红色，并保持30 s。同时做空白试验，标定结果见表1。标准溶液浓度c=0.497 1 mol/L。

1.3 数学模型建立

式中：m为邻苯二甲酸氢钾质量，g；V为氢氧化钠溶液体积，mL；V0为空白试验消耗氢氧化钠溶液体积，mL；M为邻苯二甲酸氢钾的摩尔质量，为204.22 g/mol。

氢氧化钠标准溶液浓度的不确定度来源见图1。

2 结果与分析

2.1 不确定度来源

A类相对标准不确定度分量为标准滴定溶液的相对标准不确定度分量uArel（c）。

B类相对标准不确定度分量包括工作基准试剂质量的相对标准不确定度分量urel（m）、工作基准试剂质量分数的合成相对标准不确定度分量ucrel（w）、被标定溶液体积与空白试验被标定溶液体积差的合成相对标准不确定度分量ucre（V-V0）、工作基准试剂摩尔质量的合成相对标准不确定度分量ucrel（M）、标准滴定溶液浓度修约引入的相对标准不确定度分量urel（r）。

根据表1中的数据，n=8，c=0.497 1 mol/L，=0.497 09 mol/L，则uArel（c）=7.02×10-5。

2.3 B类相对标准不确定度分量评定

2.3.1 urel（m） 根据电子天平检定证书，其最大允许误差α=1.5×10-4 g；考虑均匀分布，k取3；在m=3.60 029 g的情况下， urel（m）=α/km=2.4×10-5。

2.3.2 ucrel（w） 基准试剂邻苯二甲酸氢钾的纯度在99.95%～100.05%之间，取中间值100%，考虑服从均匀分布，k=3，则ucrel（w）=uc（W）/w=2.89×10-4。

2.3.3 ucre（V-V0） 由于空白试验体积很小，不确定分量可忽略不计，因此只考虑标定溶液体积。ucre（V-V0）分量主要有滴定管容量引入的标准不确定度分量u1（V）、内插法确定被标定溶液体积引入的合成标准不确定度分量u2c（V）、温度补正值修约引入的合成标准不确定度分量u3c（V）。

1） 滴定采用50 mL A级滴定管，根据检定证书，扩展不确定度U=0.05 mL；考虑正态分布，k=2。由公式u1（V）=U/k可得：u1（V）=0.025。

根据检定证书，滴定溶液校正值为0.05 mL，则校正值半宽α1=0.025 mL；滴定溶液体积修约为0.01 mL，则体积修约半宽α2=0.005 mL。考虑滴定溶液校正值为三角分布，k1取6。考虑滴定溶液体积修约为均匀分布，k2取3。将上述数值代入公式，得u2c（V）=0.011。

2.4 標准滴定溶液的扩展不确定度

氢氧化钠标准溶液的浓度为0.497 1±0.001 1 mol/L（k=2）。

2.5 相对标准不确定度分量及其对被标定不确定度的贡献

相对标准不确定度分量及其对被标定不确定度的相对贡献见图2。

从图2可知，在氢氧化钠标准溶液标定过程中，由被标定溶液体积（V-V0）引入的相对标准不确定分量最大，其次是工作基准试剂质量分数。

3 结论

通过评定氢氧化钠标准溶液标定的不确定度，确定其不确定度主要来源是氢氧化钠标准溶液消耗的体积产生的不确定度。因此，在对氢氧化钠标准溶液标定的过程中，应加强对滴定过程的控制，以确保结果的准确性。

参考文献

[1] 全国化学标准化技术委员会化学试剂分技术委员会.GB/T 601-2016 化学试剂标准滴定溶液的制备[S].北京：中国标准出版社，2016.

[2] 全国法制计量管理讲理技术委员会.JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示[S].北京：中国质检出版社，2013.

[3] 李红，于素青，周志琴.氢氧化钠标准溶液制备和标定影响因素探讨[J].全面腐蚀控制，2015，29（7）：24-26.

Abstract： The uncertainty of sodium hydroxide standard solution concentration was evaluated according to GB/T 601-2016， and the uncertainty components were evaluated by mathematical models. The results showed that： When he concentration of sodium hydroxide standard solution was 0.497 1 mol/L， the expanded uncertainty was 0.001 1 mol/L （k=2）. The uncertainty of the volume of sodium hydroxide standard solution made the largest contribution in the uncertainty synthesis of uncertainty.

Key words： sodium hydroxide； uncertainty； evaluation； volume consumptionendprint