标准物质在化学分析不确定度评定中的应用

姚静

摘 要： 标准物质是用于研究“统一”的形式、价值和方法的常见物质。同时，标准物质也是化学分析过程中最重要的物质之一。化学分析中最常用的标准物质是不确定度的评估。本文主要介绍了标准物质在化学分析不确定度评估中的应用。其中，标准物质最重要的特征是具有标准化功能，因此可用于评估通过标准物质进行化学分析的不确定性。

关键词： 标准物质;化学分析;不确定度

【中图分类号】O651 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.40.245

在传统化学分析和稳定测量中，分析和稳定测量实验结果的不确定性主要来自化学分析和稳定测量整个化学过程的各个方面。标准材料物质测量是指在材料或其他物质表中具有一个或多个特征足够均匀且可以定义明确的物质特征的数值以作为校准测量仪器。标准物质主要用于仪器校准，检查方法的比较，实验室之间的比较，实验室的内部质量控制等。标准物质具有准确的测量标准，并且是测量期间的参考标准。在进行化学分析的过程中，标准物质不仅是化学分析值可追溯性的基础，而且也是评估分析着的专业水平的基石，同样也是分析和测量工作质量管理的重要组成部分。

1 影响标准物质在化学分析中不确定度贡献的因素

1.1 分析方法的差异与待分析、测量样品的匹配程度

在检验过程中，利用多种标准物质对检验、校准设施和化学分析方法进行精确校准，借助标准定制法对检验设备进行了检验，生产商提供的不确定性和标准物质存在误差，与待分析和测量样品的匹配差异会直接影响不同标准物质对分析和测量不确定性的作用。

1.2 保存条件的影响

当未经测试过的样品在进行分析前后需要连续储存较长一段时间，则存储时间条件好坏可能直接影响分析结果。存储的时间以及其他存储环境条件，因此也被认为是不确定度来源。

金属元素标准原子物质的化学稳定性远远高于其他非金属原子标准元素物质的化学稳定性。非金属元素中例如铜和硫等金属元素含量随时间推移、受原料保管期和储存环境条件的不同影响，其化学特性与含量的比值通常呈缓慢方向下降的变化趋势。

1.3 前处理及实验过程的影响因素

在精确计算所获得溶液浓度的多个理论平均值时，应充分考虑由称量来测定的标准溶剂样品的溶液质量、测定标准溶剂的溶液容积、基体等多个相关浓度参数所引起的系统误差，以及由于温度、压力、相对湿度等多种因素所引起的随机误差。在不同的标准物质需要化学分析和测量的情况下，取样以及原料的生产过程中，所用介质（其中包含溶剂）种类和浓度，萃取、稀释以及环境污染、分解等诸多因素取样，都直接对标准物质的不确定性测量产生影响。

2 标准物质不确定度的选择和使用

2.1 在样品选择和确定使用各类标准实验物质时，应当充分考虑到预期分析实验结果实际要求的不确定性度水平，所选用的标准物质样品的不确定性度平均水平一般相对于预期分析实验结果实际要求的不确定性度平均水平来说应当是可以忽略不计。标准所用物质的制定使用者首先必须从根据国家质量技术监督局官方网站近期公布的“标准物质目录”中，正确地选择并与标准物质水平的实际使用值相适应，以及与预期测量值相适应。

2.2 样品所选用的标准检测物质的主要基体结构组成与被检检测样品的主要基体结构组成一致或尽可能多地接近。所以要测量成分的化学含量也必该应尽可能相同或更为接近。同时我们还要特别注意标准物质的具体性状和基本形态。所选的标准物质稳定性和数量要求应能够满足整个实验研究的实际需要。在实际操作过程中，标准物质与被检待测样品测量应使用同一台测量仪器、同一种测量方法，并在同样的物理环境中同时进行测量，以利于保证测量实验结果的准确一致性，避免系统误差。标准物质的长期保存管理应在国家规定的储存时间条件下进行，并在有效期内使用。

2.3 应对供应状况、成本以及预期所使用的化学适用性选择所需的标准物质进行充分地研究。在决定使用标准物质之前，需要大大提高对该物质标准的了解程度，以保证测量结果的精准度以及可靠性。如果分析结果具有更大的不确定性时，优先使用不确定性更大的物质为标准，以更佳地降低分析费用。

3 标准物质对于分析、测量结果不确定度的贡献

3.1 标准物质不确定度的直接引用

在进行化学分析以及测量过程中，标准物质具有的准确量值的计量标准不仅是测量过程中的参考标准，也是测量结果不确定度的重要依据。有证标准的物质的不确定性和自由性在证书中已有明确说明，可以直接进行参考和引用。而标准物质的定值特征上存在着诸多的不确定性，并且其合成特征上可以来自标准样品不均匀、实验室内和实验室不确定性等。

3.2 化学分析方法的校准引入的不确定度

日常质量检测过程中，所使用的数据分析方法的适用性通常也都是通过这种方法进行确认，并对研究结果加以分析评价的。这种测量研究对于它的整体测量性能和个别影响因子分别可以产生重要数据，在正常测量过程中有效地使用这些重要数据，可以精确地评估由这些数据产生的整体测量结果，并对由此产生的不确定性作出精确的评估。在开始化学分析测量之前，需要优先选择具有认证标准实验样品对相应化学分析方法的综合校准，通过测量有认证标准样品，对新的化学分析方法作出评估，将标准试样品测量的溯源和样本测量的不确定性分别授予该化学分析法，以便于确保化学分析方法获得的测量结果具有安全科学的溯源性和满足相应的测量不确定度要求。

结语：总而言之，标准物质在化学分析不确定度评估过程中的实际应用在社会上发挥了重要作用。使用标准物质可以更好地解决化学分析不确定性评估中的众多问题。与此同时，它也弥补了新的化学分析技术。因此，可以说标准物质在化学分析不确定度评估过程中的使用对化学科学而言十分关键，并且本文还介绍了许多标准物质在化学分析不确定度评估中的应用。对于标准物质在化学分析不确定性评估中的应用，有两个功能，即核磁共振和蛋白质结构分析。

参考文献

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