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[摘 要]本文首先介绍了分光光度法,然后介绍了硫氰酸钾介绍,接着介绍了测量方法和建立数学模型,最后介绍了测量不确定度的评定。
[关键词]硫氰酸钾分光光度法测定钨矿废水中钨含量不确定度的评定
中图分类号:F742 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0071-01
一、前言
一切测量结果都不可避免地具有不确定度。检测钨矿废水中的钨含量可以了解废水中可用金属的含量。
二、分光光度法
分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度,对该物质进行定性和定量分析的方法。在分光光度计中,将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时,便可得与不同波长相对应的吸收强度。
三、硫氰酸钾介绍
硫氰化钾品名:(中文)硫氰化钾化学式:KCNS(英文)potassiumthiocyanate分子量:97.18别名:(中文)硫氰酸钾(英文)potassiumisothiocyanateCASNo.:333-20-0理化特性(1)成分/组成信息:(2)外观与性状:无色晶体。(3)熔点(℃):173.2(4)沸点(℃):500(分解)(5)相对密度(水=1):1.89(6)溶解性:溶于水,溶于乙醇、丙酮。用途:用于制合成树脂、杀虫杀菌剂、芥子油、硫脲类和药物等,也用作化学试剂,是三价铁离子的常用指示剂,加入后产生血红色絮状络合物。性质:潜在危险:(1)危险性类别:(2)侵入途径:(3)健康危害:误服致急性中毒时,引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等胃肠道功能紊乱,血压波动、心率变慢。重复中毒可致肾功能明显损害。慢性作用,可抑制甲状腺机能,可使妇女经期延长而量多。(4)环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。(5)燃爆危险:本品不燃。
四、测量方法
1、原理
废水经酸分解后,在还原剂作用下,钨离子与硫氰酸钾反应生成黄色络合物;在400nm波长下测量吸光度,进行定量。
2、主要器皿和仪器
器皿:烧杯,100mL;容量瓶,100mL;具塞刻度试管,25mL。
仪器:电热板或电砂浴;722S可见分光光度计。
3、测量
(一)、标准的配制
称取0.1736g钨酸钠(Na2WO4·H2O),溶于水中,并定量移入100mL容量瓶中,稀释至刻度。此溶液为1.0mg/mL钨标准贮备液。使用前,用水稀释成10.0μg/mL钨标准工作溶液。
(二)、工作曲线
在6只25mL具塞刻度试管中,分别加入0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL钨标准工作溶液,配成0.0、20.0、40.0、60.0、80.0、100.0μg钨标准系列。然后各加入5mol/L盐酸4mL,氯化亚锡溶液5mL,硫氰酸钾溶液2mL,三氯化钛溶液0.5mL,摇匀。于400nm波长下测量吸光度。
(三)、样品处理
取废水样品50mL于100mL烧杯中,并加入5mol/L盐酸4mL,加热浓缩至约10mL后,移入25mL具塞刻度试管中,其他按标准曲线操作。
五、建立数学模型
废水中钨含量的计算公式如下:
(1)
式中:C为废水中钨的含量,mg/L;m为测得样品溶液中钨的质量,μg;V为取废水样品的体积,mL。
(2)
式中:u(C)为C的标准测量不确定度;u(m)为m的标准测量不确定度;u(V)为V的标准测量不确定度。
六、测量不确定度的评定
1、质量m的标准测量不确定度分量的评定
由5种标准溶液的浓度-吸光度拟合的直线求得m时所产生的不确定度钨校准曲线方程表示为:A=bc+a(3)
式中:c为样品中钨的含量;A为吸光度;b为曲线的斜率;a为曲线的截距。
各标准点下吸光度测量值见表1。
工作曲线为:A=3.572×10-3c-4.777×10-3
本次测定,对样品进行2次吸光度测量(见表2),平均值m=52.5μg。
(4)
式中:m为对样品多次测量钨的质量平均值,μg;b为校准曲线的斜率;p为样品的测量次数;n为校准曲线的浓度点数;为校准曲线各浓度点标准物加入量的平均值,μg。
(5)
因此u1(m)=1.61μg,则
由钨酸钠配制标准贮备液时所产生的对m的不确定度:钨标准贮备液浓度为1000mg/L,称取0.1736g钨酸钠(Na2WO4·H2O),溶于水中,移入100mL容量瓶中,稀释至刻度。分析电子天平检定证书给出的不确定度。
由标准贮备液配制成5种浓度标准工作溶液时所产生的对m的不确定度
钨标准工作液浓度为10μg/mL,将1.0mg/mL钨标准贮备液按1∶10稀释比稀释得到100μg/mL中间标准工作液,再用中间标准工作液按1∶10稀释比稀释得到10μg/mL标准工作液。两次1∶10稀释都是采用10.00mL的无分度吸管和100mL的容量瓶来完成。
2、体积V的标准测量不确定度分量的评定
V的标准不确定度分量主要由三个部分构成:一是容器体积的不确定度,二是充满液体到容器刻度的估读误差,三是容器和溶液温度与校正温度不同引起的不确定度。
废水分析中,50mL容量瓶取样时产生的不确定度:u(V)=0.05mL,
3、合成不确定度的评定
u(C)=C×0.031=0.032mg/L
4、扩展不确定度的评定
取包含因子k=2(近似95%置信概率),则U=k×u(C)=0.064mg/L
5、废水中钨含量结果表示
废水中钨含量c=C±U=1.05±0.064mg/L
七、結束语
中国是钨生产大国,钨矿废水中往往会残留一些有用的金属,分析废水中的钨含量,可以了解废水中是否有可用的金属。
参考文献
[1] 杜雯.硫氰酸钾分光光度法测定钨矿废水中钨含量不确定度的评定[J].中国钨业,2010.
[2] 中国实验室国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南[M].北京:中国计量出版社,2010.
[关键词]硫氰酸钾分光光度法测定钨矿废水中钨含量不确定度的评定
中图分类号:F742 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)22-0071-01
一、前言
一切测量结果都不可避免地具有不确定度。检测钨矿废水中的钨含量可以了解废水中可用金属的含量。
二、分光光度法
分光光度法是通过测定被测物质在特定波长处或一定波长范围内光的吸光度或发光强度,对该物质进行定性和定量分析的方法。在分光光度计中,将不同波长的光连续地照射到一定浓度的样品溶液时,便可得与不同波长相对应的吸收强度。
三、硫氰酸钾介绍
硫氰化钾品名:(中文)硫氰化钾化学式:KCNS(英文)potassiumthiocyanate分子量:97.18别名:(中文)硫氰酸钾(英文)potassiumisothiocyanateCASNo.:333-20-0理化特性(1)成分/组成信息:(2)外观与性状:无色晶体。(3)熔点(℃):173.2(4)沸点(℃):500(分解)(5)相对密度(水=1):1.89(6)溶解性:溶于水,溶于乙醇、丙酮。用途:用于制合成树脂、杀虫杀菌剂、芥子油、硫脲类和药物等,也用作化学试剂,是三价铁离子的常用指示剂,加入后产生血红色絮状络合物。性质:潜在危险:(1)危险性类别:(2)侵入途径:(3)健康危害:误服致急性中毒时,引起恶心、呕吐、腹痛、腹泻等胃肠道功能紊乱,血压波动、心率变慢。重复中毒可致肾功能明显损害。慢性作用,可抑制甲状腺机能,可使妇女经期延长而量多。(4)环境危害:对环境有危害,对水体可造成污染。(5)燃爆危险:本品不燃。
四、测量方法
1、原理
废水经酸分解后,在还原剂作用下,钨离子与硫氰酸钾反应生成黄色络合物;在400nm波长下测量吸光度,进行定量。
2、主要器皿和仪器
器皿:烧杯,100mL;容量瓶,100mL;具塞刻度试管,25mL。
仪器:电热板或电砂浴;722S可见分光光度计。
3、测量
(一)、标准的配制
称取0.1736g钨酸钠(Na2WO4·H2O),溶于水中,并定量移入100mL容量瓶中,稀释至刻度。此溶液为1.0mg/mL钨标准贮备液。使用前,用水稀释成10.0μg/mL钨标准工作溶液。
(二)、工作曲线
在6只25mL具塞刻度试管中,分别加入0.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL钨标准工作溶液,配成0.0、20.0、40.0、60.0、80.0、100.0μg钨标准系列。然后各加入5mol/L盐酸4mL,氯化亚锡溶液5mL,硫氰酸钾溶液2mL,三氯化钛溶液0.5mL,摇匀。于400nm波长下测量吸光度。
(三)、样品处理
取废水样品50mL于100mL烧杯中,并加入5mol/L盐酸4mL,加热浓缩至约10mL后,移入25mL具塞刻度试管中,其他按标准曲线操作。
五、建立数学模型
废水中钨含量的计算公式如下:
(1)
式中:C为废水中钨的含量,mg/L;m为测得样品溶液中钨的质量,μg;V为取废水样品的体积,mL。
(2)
式中:u(C)为C的标准测量不确定度;u(m)为m的标准测量不确定度;u(V)为V的标准测量不确定度。
六、测量不确定度的评定
1、质量m的标准测量不确定度分量的评定
由5种标准溶液的浓度-吸光度拟合的直线求得m时所产生的不确定度钨校准曲线方程表示为:A=bc+a(3)
式中:c为样品中钨的含量;A为吸光度;b为曲线的斜率;a为曲线的截距。
各标准点下吸光度测量值见表1。
工作曲线为:A=3.572×10-3c-4.777×10-3
本次测定,对样品进行2次吸光度测量(见表2),平均值m=52.5μg。
(4)
式中:m为对样品多次测量钨的质量平均值,μg;b为校准曲线的斜率;p为样品的测量次数;n为校准曲线的浓度点数;为校准曲线各浓度点标准物加入量的平均值,μg。
(5)
因此u1(m)=1.61μg,则
由钨酸钠配制标准贮备液时所产生的对m的不确定度:钨标准贮备液浓度为1000mg/L,称取0.1736g钨酸钠(Na2WO4·H2O),溶于水中,移入100mL容量瓶中,稀释至刻度。分析电子天平检定证书给出的不确定度。
由标准贮备液配制成5种浓度标准工作溶液时所产生的对m的不确定度
钨标准工作液浓度为10μg/mL,将1.0mg/mL钨标准贮备液按1∶10稀释比稀释得到100μg/mL中间标准工作液,再用中间标准工作液按1∶10稀释比稀释得到10μg/mL标准工作液。两次1∶10稀释都是采用10.00mL的无分度吸管和100mL的容量瓶来完成。
2、体积V的标准测量不确定度分量的评定
V的标准不确定度分量主要由三个部分构成:一是容器体积的不确定度,二是充满液体到容器刻度的估读误差,三是容器和溶液温度与校正温度不同引起的不确定度。
废水分析中,50mL容量瓶取样时产生的不确定度:u(V)=0.05mL,
3、合成不确定度的评定
u(C)=C×0.031=0.032mg/L
4、扩展不确定度的评定
取包含因子k=2(近似95%置信概率),则U=k×u(C)=0.064mg/L
5、废水中钨含量结果表示
废水中钨含量c=C±U=1.05±0.064mg/L
七、結束语
中国是钨生产大国,钨矿废水中往往会残留一些有用的金属,分析废水中的钨含量,可以了解废水中是否有可用的金属。
参考文献
[1] 杜雯.硫氰酸钾分光光度法测定钨矿废水中钨含量不确定度的评定[J].中国钨业,2010.
[2] 中国实验室国家认可委员会.化学分析中不确定度的评估指南[M].北京:中国计量出版社,2010.