甲苯中苯溶液标准物质的研制及不确定度分析*

宋增良，冯金淼，郭 硕，王晓冰

(河北省计量监督检测研究院，河北 石家庄 050227)

标准物质[1-3]又称参考物质，是用于校准测量装置、评价测量方法或给材料赋值的一种材料或物质。标准物质是量值传递的重要手段，具有足够均匀性和稳定性，作为统一全国量值的法定依据。近年来，随着我国经济迅速发展，气相色谱仪作为一种精密分离分析仪器，被广泛应用于环境保护和食品、药品、商品检测等各领域[4-6]。气相色谱仪的检定校准、分析方法评价，以及质量控制等都离不开标准物质。在气相色谱仪使用过程中，热导检测器(TCD)几乎对所有的物质都有响应，是实际工作中应用最多的检测器之一。甲苯中苯溶液作为检定TCD检测器的标准物质[7]，需求量巨大。

本文采用重量-容量法制备浓度为5.00 mg/mL甲苯中苯溶液标准物质，采用气相色谱-氢火焰检测器(GC-FID)对配制标准物质的均匀性、稳定性进行检验和量值核验，该标准物质的研制可为各领域甲苯检测数据量值的准确可靠提供保障，在生产、贸易和科学技术发展等方面具有重要作用。

1 实 验

1.1 主要仪器与试剂

7890B气相色谱仪，美国Agilent公司(配氢火焰离子化检测器(FID)，热导检测器(TCD))；电子天平，梅特勒(0.1 mg)；可调移液器、干燥器、容量瓶(250 mL)、棕色安瓿瓶(2 mL)若干；安瓿熔封机等设备。

溶剂为甲苯(色谱级)，德国Merck公司；国家一级标准物质(GBW06104)苯纯度分析标准物质为溶质。所选的甲苯溶剂通过空白试验对照，核验了溶剂中无目标物。

1.2 标准物质的制备

在(20±2)℃环境条件下，快速称取1.2596 g苯标准物质于250 mL容量瓶中，用甲苯定容至刻度线，充分混匀静置，分装于2 mL洁净安瓿瓶中，每瓶1 mL，共200瓶。并做好标记，置于室温下保存。

1.3 均匀性检验

均匀性是指标准物质中某个特定特性值的一致性[8]，凡由大包装分装成最小包装单元的标准物质都需均匀性检验[9]。从标准物质分装前、中、后期各抽5瓶，共15瓶，在相同条件下，用气相色谱仪分别测定甲苯中苯溶液的含量，每瓶测3次，以3次测量平均值为一瓶测量结果，用方差分析法(F检验法)进行统计检验。

1.4 稳定性检验

稳定性检验按时间先密后疏原则，用气相色谱-氢火焰检测器(GC-FID)方法定期抽样检测其浓度变化。采用直线拟合法评估稳定性及不确定度。根据《标准物质定值的通用原则及统计学原理的要求》(JJG 1343-2012)，用回归曲线法进行计算和稳定性评估。

2 结果与讨论

2.1 均匀性检验结果

采用方差分析法统计标准物质的均匀性，通过组间方差和组内方差的比值(F)与统计检验的临界值(Fa)进行比较来分析配制标准物质的均匀性，结果见表1。F

2.2 稳定性检验结果

以室温下保存的3个标准物质作为对照品，将标准物质分别置于4 ℃和50 ℃温度下处理1、3、6、10、15天，进行短期稳定性监测；并在第0、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9个月对溶液进行长期稳定性监测，采用直线拟合法评估稳定性及不确定度，如表2所示。可知：标准物质浓度在短期内基本不受温度影响，且能在常温条件(20 ℃)下长期保存。

表1 甲苯中苯溶液标准物质均匀性检验结果

表2 甲苯中苯溶液标准物质稳定性结果分析

2.3 不确定度评定

依据JJG1006-1994《一级标准物质技术规范》，标准物质的不确定度一般分三部分，分别为定值的标准不确定度u(V)，均匀性引入的不确定度u(H)和稳定性引入的不确定度u(S)。综合这三部分不确定度就构成该标准物质标准值的总不确定度。

2.3.1 重量-容量法配制引入的相对标准不确定度urel(定值)

重量-容量法配制引入的不确定度主要包括苯纯度、标准物质称量和标准溶液定容引入的不确定度(表3)。

表3 重量-容量法配制引入的不确定度

2.3.2 均匀性引入的不确定度

2.3.3 稳定性引入的不确定度

2.3.4 合成标准不确定度

将重量-容量法配制、均匀性和稳定性引入的相对标准不确定度分量合成，得到甲苯中苯标准物质总相对标准不确定度为：

=0.55%

2.3.5 相对扩展不确定度为：

Urel(苯)=k·urel(苯)=2×0.55%=1.1%(k=2)

把相对扩展不确定度扩大，则定值结果的相对扩展不确定度为2%。

3 结 论

采用重量-容量法制备的甲苯中苯溶液标准物质，均匀性、稳定性及不确定度均满足标准物质的技术规范，且已取得国家二级标准物质研制证书。其性能良好，作为气相色谱仪检定必须用到的标准物质，已取得了较好的社会、经济效益。