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【摘 要】 建立了用气相色谱内标法分析白酒中甲醇含量的不确定分析,采用固定相为酒专用分析柱,该色谱柱具有分析数据准确度和精密度高的特点,大大减小了不确定分量值,但内标(乙酸正丁酯)和混标标准物质(甲醇)的不确定度对不确定度总量的影响较大。
【关键词】 白酒;气相;FID;内标;不确定度
1 材料与方法
1.1基本信息
1.1.1 标准依据(检验方法):
《蒸馏酒与配制酒卫生标准的分析方法》
GB/T 5009.48-2003
1.1.2 仪器设备:气相色谱仪 GC-2010plus
色谱柱:固定相-酒专用分析柱(交联)
柱型:30m×0.32mm×0.5μm
1.1.3 实验条件:
①色谱柱条件:柱温col:60℃(4min)→6℃/min→120(6min);检测器DET:200℃;进样口AUX1:200℃。
②载气流量:氢气(40ml/min),空气(400ml/min),氮气色谱柱(0.8ml/min),吹扫流量(3.0ml/min),恒压(29.6kpa),平衡时间1min,分流比(1:30)。
1.1.4 数学模型:
1.1.5 Xi的相对不确定度的求算公式:
1.1.6 测试过程:
1.1.6.1标准物质(混标):购买的白酒标准物质-甲醇浓度39.03mg/100ml;定值时间:2013年3月;有效期:24个月。
1.1.6.2乙酸正丁酯(内标):乙酸正丁酯(内标)体积分数为2.00%,质量浓度为17.94mg/ml;定值时间:2013年5月;有效期:24个月。
1.1.6.3样品溶液的制备:
使用时,吸取酒样10ml于10ml容量瓶中,加入2.00%的内标物0.20ml,混匀。其酒样中添加内标液的量为0.3518g/L。
保证混标和样品中内标物成分和含量一致。
1.1.6.4上机测定:自动进样器吸取1μl混标和1μl样品分别进入气相色谱,重复进样各6次,计算样品中甲醇的含量。
1.2不确定来源[1]
1.2.1 由甲醇对乙酸正丁酯(内标)的相对校正因子fi引起的不确定度u(f i);
1.2.2 由未知样品、标准物质峰面积引起的不确定度u(A);
1.2.3 未知样品的浓度引起的不确定度u(C);
1.2.4 乙酸正丁酯(内标物)的浓度引起的不确定度u(C内标)。
1.3不确定度的计算
1.3.1由校正因子fi引起的相对标准不确定度分量urel(fi)
1.3.1.1 甲醇标准物质的浓度带来的相对不确定度urel(C0)
标准物质证书给出:相对扩展不确定度见标准物质证书:(k=2)为3.3%
urel(C0)=3.3%/2=1.65%=0.0165
1.3.1.2乙酸正丁酯(内标物)的浓度带来的相对不确定度urel(C内标)
标准物质证书给出:相对扩展不确定度见标准物质证书:(k=2)为3.0%
urel(C内标)=3.0%/2=1.5%=0.015
1.3.1.3由内标物乙酸正丁酯峰面积A内标带来的相对不确定度urel(A内标)
此数据由进样器不确定度决定的,根据JJG700-1999《气相色谱仪检定规程》[2]中规定了微量进样器的最大误差RSD≤1%,按矩形分布,则其相对不确定度为:
1.3.1.4由甲醇标准物质峰面积A0带来的相对不确定度urel(A0)
urel(A0)= urel(A内标)=0.00577
由此,由校正因子fi带来的相对不确定度为:
=0.0237
1.3.2由未知样品及标准物质的峰面积引起的相对标准不确定度分量urel(A)
1.3.3由未知样品的浓度引起的相对标准不确定度分量
urel (C)
未知样品的浓度引起的不确定度为10ml移液管吸取10ml样品带来的不确定度。
移液管标准不确定度来源有4种:校正、重复性、温度、读数[3]。
1.3.3.1 移液管校正带来的不确定度分量:
按检定证书给定±0.01,按均匀分布,则不确定度分量为:
1.3.3.2 移液管充满液体至刻度的变动性,通过重复测定进行统计,一般重复10次统计出的标准偏差为0.0092ml,则带来的不确定度分量:
1.3.3.3 移液管和溶液的温度(18℃)与校正时的温度不同引起的体积不确定度,水的膨胀系数为2.1×10-4,p=0.95,C=1.96,带来的不确定度分量:
⊿V=V×液体的膨胀系数×⊿T=10×2.1×10-4×2=0.0042
1.3.3.4 移液管人员读数带来的不确定度分量:
10ml移液管的最小刻度值为0.1ml,则人员读数带来的不确定度分量:
则10ml移液管带来的不確定度为:
=0.0423ml
10ml移液管带来的相对不确定度为:
1.3.4由内标物的浓度引起的相对标准不确定度分量urel(C内标)
内标物的浓度引起的不确定度为0.5ml移液管吸取0.2ml内标物带来的不确定度。
移液管标准不确定度来源有4种:校正、重复性、温度、读数。
1.3.4.1 移液管校正带来的不确定度分量: 按检定证书给定±0.001,按均匀分布,则不确定度分量为:
1.3.4.2 移液管充满液体至刻度的变动性,通过重复测定进行统计,一般重复10次统计出的标准偏差为0.00092ml,则带来的不确定度分量:
1.3.4.3 移液管和溶液的温度(18℃)与校正时的温度不同引起的体积不确定度,水的膨胀系数为2.1×10-4,p=0.95,C=1.96,带来的不确定度分量:
⊿V=V×液体的膨胀系数×⊿T=0.5×2.1×10-4×2=0.00021
1.3.4.4 移液管人员读数带来的不确定度分量:
0.5ml移液管的最小刻度值为0.01ml,则人员读数带来的不确定度分量:
0.5ml移液管带来的不確定度为:
=0.00136ml
0.5ml移液管带来的相对不确定度为:
1.3.5测量结果平均值带来的相对标准不确定度分量urel(X)
1.4合成不确定度
标准不确定度:A1样品的合成不确定度:0.0244
A2样品的合成不确定度:0.0245
样品代号A1白酒中甲醇含量:
ue(A1)=0.0244×0.08402=0.00205
样品代号A2白酒中甲醇含量:
ue(A2)=0.0245×0.07186=0.00176
1.5扩展不确定度
取置信区间概率p=95%,k=2,则扩展不确定度为:
A1样品的扩展不确定度:
UA1= ue(A1)×k=0.00410
A2样品的扩展不确定度:
UA2= ue(A2)×k=0.00352
1.6不确定度的表示
白酒中甲醇含量为:
2 结果与讨论
该实验对标准物质和未知样品分别进了6针,分析后发现:
2.1由甲醇对乙酸正丁酯(内标)的相对校正因子fi引起的不确定度u(f i)对不确定度总量的影响和贡献最大;
2.2本实验样品值的精密度好,大大减小了标准样品和未知样品峰面积引起的不确定影响;
2.3其他因素对不确定度总量影响不大。
参考文献:
[1]李慎安,施昌彦,刘风.测量不确定评定与表示.JJF1059-1999.国家质量技术监督局,1999;
[2]金美兰,徐蓓.气相色谱仪检定规程.JJG700-1999.国家质量技术监督局,1999;
[3]倪晓红,邵明武,卢晓华,宋小平.化学分析测量不确定评定.JJF1135-2005.国家质量监督检验检疫总局,2005。
作者简介:韩凤霞 (1979-),女,工程师,硕士研究生,研究方向:食品工程
【关键词】 白酒;气相;FID;内标;不确定度
1 材料与方法
1.1基本信息
1.1.1 标准依据(检验方法):
《蒸馏酒与配制酒卫生标准的分析方法》
GB/T 5009.48-2003
1.1.2 仪器设备:气相色谱仪 GC-2010plus
色谱柱:固定相-酒专用分析柱(交联)
柱型:30m×0.32mm×0.5μm
1.1.3 实验条件:
①色谱柱条件:柱温col:60℃(4min)→6℃/min→120(6min);检测器DET:200℃;进样口AUX1:200℃。
②载气流量:氢气(40ml/min),空气(400ml/min),氮气色谱柱(0.8ml/min),吹扫流量(3.0ml/min),恒压(29.6kpa),平衡时间1min,分流比(1:30)。
1.1.4 数学模型:
1.1.5 Xi的相对不确定度的求算公式:
1.1.6 测试过程:
1.1.6.1标准物质(混标):购买的白酒标准物质-甲醇浓度39.03mg/100ml;定值时间:2013年3月;有效期:24个月。
1.1.6.2乙酸正丁酯(内标):乙酸正丁酯(内标)体积分数为2.00%,质量浓度为17.94mg/ml;定值时间:2013年5月;有效期:24个月。
1.1.6.3样品溶液的制备:
使用时,吸取酒样10ml于10ml容量瓶中,加入2.00%的内标物0.20ml,混匀。其酒样中添加内标液的量为0.3518g/L。
保证混标和样品中内标物成分和含量一致。
1.1.6.4上机测定:自动进样器吸取1μl混标和1μl样品分别进入气相色谱,重复进样各6次,计算样品中甲醇的含量。
1.2不确定来源[1]
1.2.1 由甲醇对乙酸正丁酯(内标)的相对校正因子fi引起的不确定度u(f i);
1.2.2 由未知样品、标准物质峰面积引起的不确定度u(A);
1.2.3 未知样品的浓度引起的不确定度u(C);
1.2.4 乙酸正丁酯(内标物)的浓度引起的不确定度u(C内标)。
1.3不确定度的计算
1.3.1由校正因子fi引起的相对标准不确定度分量urel(fi)
1.3.1.1 甲醇标准物质的浓度带来的相对不确定度urel(C0)
标准物质证书给出:相对扩展不确定度见标准物质证书:(k=2)为3.3%
urel(C0)=3.3%/2=1.65%=0.0165
1.3.1.2乙酸正丁酯(内标物)的浓度带来的相对不确定度urel(C内标)
标准物质证书给出:相对扩展不确定度见标准物质证书:(k=2)为3.0%
urel(C内标)=3.0%/2=1.5%=0.015
1.3.1.3由内标物乙酸正丁酯峰面积A内标带来的相对不确定度urel(A内标)
此数据由进样器不确定度决定的,根据JJG700-1999《气相色谱仪检定规程》[2]中规定了微量进样器的最大误差RSD≤1%,按矩形分布,则其相对不确定度为:
1.3.1.4由甲醇标准物质峰面积A0带来的相对不确定度urel(A0)
urel(A0)= urel(A内标)=0.00577
由此,由校正因子fi带来的相对不确定度为:
=0.0237
1.3.2由未知样品及标准物质的峰面积引起的相对标准不确定度分量urel(A)
1.3.3由未知样品的浓度引起的相对标准不确定度分量
urel (C)
未知样品的浓度引起的不确定度为10ml移液管吸取10ml样品带来的不确定度。
移液管标准不确定度来源有4种:校正、重复性、温度、读数[3]。
1.3.3.1 移液管校正带来的不确定度分量:
按检定证书给定±0.01,按均匀分布,则不确定度分量为:
1.3.3.2 移液管充满液体至刻度的变动性,通过重复测定进行统计,一般重复10次统计出的标准偏差为0.0092ml,则带来的不确定度分量:
1.3.3.3 移液管和溶液的温度(18℃)与校正时的温度不同引起的体积不确定度,水的膨胀系数为2.1×10-4,p=0.95,C=1.96,带来的不确定度分量:
⊿V=V×液体的膨胀系数×⊿T=10×2.1×10-4×2=0.0042
1.3.3.4 移液管人员读数带来的不确定度分量:
10ml移液管的最小刻度值为0.1ml,则人员读数带来的不确定度分量:
则10ml移液管带来的不確定度为:
=0.0423ml
10ml移液管带来的相对不确定度为:
1.3.4由内标物的浓度引起的相对标准不确定度分量urel(C内标)
内标物的浓度引起的不确定度为0.5ml移液管吸取0.2ml内标物带来的不确定度。
移液管标准不确定度来源有4种:校正、重复性、温度、读数。
1.3.4.1 移液管校正带来的不确定度分量: 按检定证书给定±0.001,按均匀分布,则不确定度分量为:
1.3.4.2 移液管充满液体至刻度的变动性,通过重复测定进行统计,一般重复10次统计出的标准偏差为0.00092ml,则带来的不确定度分量:
1.3.4.3 移液管和溶液的温度(18℃)与校正时的温度不同引起的体积不确定度,水的膨胀系数为2.1×10-4,p=0.95,C=1.96,带来的不确定度分量:
⊿V=V×液体的膨胀系数×⊿T=0.5×2.1×10-4×2=0.00021
1.3.4.4 移液管人员读数带来的不确定度分量:
0.5ml移液管的最小刻度值为0.01ml,则人员读数带来的不确定度分量:
0.5ml移液管带来的不確定度为:
=0.00136ml
0.5ml移液管带来的相对不确定度为:
1.3.5测量结果平均值带来的相对标准不确定度分量urel(X)
1.4合成不确定度
标准不确定度:A1样品的合成不确定度:0.0244
A2样品的合成不确定度:0.0245
样品代号A1白酒中甲醇含量:
ue(A1)=0.0244×0.08402=0.00205
样品代号A2白酒中甲醇含量:
ue(A2)=0.0245×0.07186=0.00176
1.5扩展不确定度
取置信区间概率p=95%,k=2,则扩展不确定度为:
A1样品的扩展不确定度:
UA1= ue(A1)×k=0.00410
A2样品的扩展不确定度:
UA2= ue(A2)×k=0.00352
1.6不确定度的表示
白酒中甲醇含量为:
2 结果与讨论
该实验对标准物质和未知样品分别进了6针,分析后发现:
2.1由甲醇对乙酸正丁酯(内标)的相对校正因子fi引起的不确定度u(f i)对不确定度总量的影响和贡献最大;
2.2本实验样品值的精密度好,大大减小了标准样品和未知样品峰面积引起的不确定影响;
2.3其他因素对不确定度总量影响不大。
参考文献:
[1]李慎安,施昌彦,刘风.测量不确定评定与表示.JJF1059-1999.国家质量技术监督局,1999;
[2]金美兰,徐蓓.气相色谱仪检定规程.JJG700-1999.国家质量技术监督局,1999;
[3]倪晓红,邵明武,卢晓华,宋小平.化学分析测量不确定评定.JJF1135-2005.国家质量监督检验检疫总局,2005。
作者简介:韩凤霞 (1979-),女,工程师,硕士研究生,研究方向:食品工程