原子吸收光谱仪测得酒类产品中钙的不确定度分析

huangza

2019/07/01
谱绘人生

私聊

食品重金属及有害元素检测

原子吸收光谱仪测得酒类产品中钙的不确定度分析
1 实验部分

准确移取酒样2.00ml于微波消解罐中，先在电热板上挥去乙醇再加入10ml硝酸，按照微波消解的操作步骤消解试样。冷却后取出消解罐，在电热板上赶酸至近干。消解罐放冷后，将消化液转移至25ml容量瓶中，用少量超纯水洗涤消解罐2次至3次，合并消解液于容量瓶中并用超纯水定容至刻度。根据实际测定需要稀释，并在稀释液中加入一定体积镧溶液（20g/L），使其在最终稀释液中的浓度为1g/L，混匀备用，此为待测溶液。同时做试剂空白试验。
分别吸取钙标准中间液(100mg/L)0mL,0.500mL,1.00mL,2.00mL,4.00mL,6.00mL于100mL容量瓶中,另在各容量瓶中加入5mL镧溶液(20g/L),最后加硝酸溶液(5+95)定容至刻度,混匀。此钙标准系列溶液中钙的质量浓度分别为0mg/L、0.500mg/L、1.00mg/L、2.00mg/L、4.00mg/L和6.00mg/L。将配制好的标准溶液（按浓度由低到高的顺序）、试剂空白液、供试品溶液分别导入火焰原子化器进行测定。重复测样3次取算术平均值，以钙标准溶液含量为横坐标和对应的ABS信号为纵坐标绘制标准曲线，得出回归方程。试样所产生的ABS信号代入方程求得含量。

2 数学模型
试样中钙的含量按下式计算
X=

X——试样中钙的含量，单位为mg/L；
C₁——测定用试样中钙的质量浓度，单位为mg/L；
C₀——试剂空白液中钙的质量浓度，单位为mg/L；
V——试样消化液的定容体积，单位为mL；
f——试样消化液的稀释倍数；
M——试样质量或移取体积，单位为g或mL。
当钙含量≥10.0mg/kg或10.0mg/L时,计算结果保留三位有效数字,当钙含量<10.0mg/kg或10.0mg/L时,计算结果保留两位有效数字。
3 不确定度来源分析
3.1 校准过程引入的不确定度
3.2 样品的质量不确定度
3.3 样品定容体积引入的不确定度
3.4 测试过程随机效应导致的不确定度
4 不确定度分量评定
4.1校准过程引入的不确定度
4.1.1用最小二乘法拟合校准曲线标准得出

时所产生的不确定度
用5种浓度标准溶液，测定三次，得到吸光度，用最小二乘法进行拟合，得到线性方程和其相关系数。校准曲线结果：

钙标液浓度，mg/L	0	0.500	1.00	2.00	4.00	6.00
吸光度	0.0049	0.0142	0.0247	0.0448	0.0843	0.1266
线性方程	*y=0.02025x+0.0043**
相关系数	R²=0.9998

对样品6次测定，由校准曲线求得样品浓度c1，则c1的标准不确定度U(c1)为
U(c1)=

； S(A)=

其中 S(A)为求得标准液吸光度的残余的标准差；scc为标准溶液浓度的残余的平方和scc=

；b为校准曲线的斜率；a为校准曲线的截距；n为标准溶液测定次数（n=15）；p为c1测定次数（p=6）。

为作校准曲线的标准溶液的平均浓度；

编号	取样量（mL）	定容体积（mL）	校正后浓度(μg/L)	结果（mg/L）
1	2.00	25.0	0.2613	3.27
2	2.00	25.0	0.2473	3.09
3	2.00	25.0	0.2596	3.24
4	2.00	25.0	0.2778	3.47
5	2.00	25.0	0.2490	3.11
6	2.00	25.0	0.2573	3.22
	-	-	0.2587	3.23

C₀是对样品测定3次，由校准曲线求得样品浓度。

为样品测定结果的平均值，U(c1)为c1的标准不确定度，U_rel(c1)为c1的相对标准不确定度，U_rel(c1)=U(c1)/

=0.273。

4.1.2由标准溶液配制所产生的不确定度
(1)元素标准溶液的不确定度
由国家标准物质研究中心提供的元素标准溶液的相对不确定对为0.3%，k=2，则U_{rel（std1）}=0.3%/2=0.0015mg/L。

(2)容量瓶和移液管引起的相对标准不确定度
其一示值允差引起的不确定度：10mL移液管和100mL容量瓶的允许误差为0.02和0.10，故10mL移液管和100mL容量瓶引起的不确定度为0.02/

= 0.012mL和0.1/

= 0.058 mL（按矩形分布）。
其二重复测量引起的不确定度，经实验，重复测量不确定度为：0.002和0.025mL。
其三温度引起不确定度：通常实验室温度恒温控制要求（25±3）℃，经实验设为±3℃，查手册水的膨胀系数是2.1×10^-4mL/℃，故水的温度效应引起的体积变化10mL移液管和100mL容量瓶的温度误差为3×2.1×10^-4×10=0.0063mL和3×2.1×10^-4