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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。标准物质在化学测量结果不确定度评定中的应用举例 卢晓华 大多数化学测量采用相对法, 测量前需对仪器进行校准, 一般还需要对样品进行前处理, 使待测特性量与基体分离, 并转入另一种适合测量的状态, 因此, 保证化学测量量值的有效溯源并据此对测量结果不确定度进行评定尤为复杂, 标准物质在其中发挥了重要和关键的作用。一、 标准物质在化学测量结果不确定度评定中的作用在对化学测量结果进行不确定度评定前, 首先应明确其量值溯源过程。图1为典型的化学测量量值溯源过程, 经过应用适当的校准用标准物质并对所使用的天平和容量器具等进行校准, 能够使待测
2、特性量值向规定的参考标准溯源。然而, 溯源链的每一步都会受到不当操作的影响, 导致溯源失效。样品前处理和测量过程中的不完全转化、 沾污、 损失及基体效应都会导致溯源链的中断(见图1中的虚线部分)。经过基体标准物质可对溯源链的连续性进行评估, 并经过回收率和测量重复性指标量化其影响, 最后代入样品测量结果不确定度的计算中去。图1典型化学测量量值溯源过程二、 应用举例1.测量过程以对小麦粉中的Zn含量(用质量分数w表示)进行火焰原子吸收法单次测量为例, 测量过程简单概括如下:(1)样品的烘干和称量; (2)湿法消解及样品溶液的转移和定容; (3)系列校准用标准溶液的配制; (4)火焰原子吸收法测量
3、; (5)结果计算。2.所使用的标准物质测量过程中选用两种标准物质:(1)GBW(E)080130 Zn单元素溶液标准物质, 用于配制校准用标准溶液, 以保证测量结果经过该标准物质建立溯源性; (2)NIST SRM 1567a小麦粉标准物质, 对其按相同测量程序进行测量, 经过回收率和测量重复性两项指标, 衡量样品中待测元素在前处理中可能产生的沾污、 损失及测量过程中的基体效应对溯源有效性的影响。3.测量结果不确定度的评定(1)测量结果重复性引入的不确定度分量称取6份NIST SRM 1567a小麦粉标准物质进行重复性测量。测量结果及标准偏差见表1。表1NIST SRM 1567a小麦粉标准
4、物质中Zn测量结果实际小麦粉样品的测量为单次测量, 在测量条件较稳定的情况下, 测量结果重复性引入的不确定度用单次测量标准偏差sr(wi)表示, 即0.176mg/kg, 而不应是6次测量平均值的标准偏差。(2)方法回收率引入的不确定度分量同样采用NIST SRM 1567a小麦粉标准物质进行评定。由于标准物质与实际样品的基体相似, 不考虑由基体不同引起的回收率测量不确定度的差异。对该标准物质中Zn元素6次测量结果的平均值和标准偏差见表1。方法的平均回收率由式(1)计算:其不确定度由式(2)计算:由式(2)能够看出, 所选用标准物质的不确定度是回收率不确定度的主要贡献因素, 因此, 在追求高准
5、确度测量时, 特别应注意优先选用特性量值不确定度较小的标准物质。设k为在计算测量结果扩展不确定度时所使用的扩展因子, 在95%置信概率下取2。若, 则实际回收率与1之间无显著性差异, 若, 则实际回收率与1之间有显著性差异。经过计算得到t=1.42urel(0)/3, 因此, 相对于urel(0)不能忽略。(4)合成标准不确定度及扩展不确定度除以上经过使用标准物质评定出的不确定度分量外, 还需考虑其它不确定度来源, 见不确定度分量汇总表2的最后3项。表2不确定度分量汇总表将各不确定度分量合成, 得到测量结果的合成相对标准不确定度为3.1%, 合成标准不确定度为0.50mg/kg。取包含因子k=
6、2, 测量结果的扩展不确定度为1.0mg/kg。三、 结论标准物质在化学测量结果不确定度评定中的作用有两点, 即以校准的方式实现基本量值溯源并进行校准引入的不确定度的评定; 以溯源有效性评估(方法确认)的方式对溯源链的连续性进行评估, 并开展回收率和测量结果重复性引入的不确定度评定。然而, 在当前的化学测量不确定度评定工作中, 对校准引入的不确定度分量的评定给予了充分的重视, 却往往忽略了对方法回收率引入的不确定度的评定, 导致基体标准物质在化学测量量值溯源中的作用得不到应用和明确, 所采用基体标准物质的不确定度常常合成不到样品测量结果的不确定度中去, 这是一个值得引起重视和改进的问题。本例中, 由于回收率与1无显著差异, 因此不需要作回收率修正, 在必要的情况下, 还须经过引入适当的结果修正参数(如回收率修正因子)对测量结果进行修正, 以保证量值的不间断溯源。作者单位【中国计量科学研究院】
