EDTA容量法测定水泥中氧化镁含量的测试结果不确定度评定

1、精选优质文档-倾情为你奉上EDTA容量法测定水泥熟料中氧化镁含量的测试结果不确定度评定1测试方法 1.1样品的熔融 称取约 0.5g试样，精确至 0.0001g，置于银坩埚中，加入 67g氢氧化钠，在 650700的高温下熔融20min。取出冷却，将坩埚放入已盛有 100mL近沸腾水的烧杯中，盖上表面皿，于电热板上适当加热，待熔块完全浸出后，取出坩埚，用水冲洗坩埚和盖，在搅拌下一次加入 2530mL盐酸，再加入 lmL硝酸。用热盐酸(1+5)洗净坩埚和盖，将溶液加热至沸，冷却，然后移入 250mL容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。此为溶液 E。 1.2氧化钙的测定 从溶液 E中吸取 25.00m

2、L溶液放入 400mL烧杯中，加入 7mL氟化钾，搅拌并放置 2min以上，加水稀释至约200mL，加入 5mL三乙醇胺(1+2)及少许的钙黄绿素一甲基百里香酚蓝一酚酞混合指示剂(CMP)，在搅拌下加入氢氧化钾溶液至出现绿色荧光后再过量 58mL，此时溶液在 pH13以上，用 c(EDTA)=0.015molLEDTA标准滴定液滴定至绿色荧光消失并呈现红色。 1.3氧化镁的测定 从溶液E中吸取 25.00mL溶液放入 400mL烧杯中，加水稀释至约200mL，加 lmL酒石酸钾钠溶液，5mL三乙醇胺 (1+2)，搅拌，然后加入25mLpH10缓冲溶液及少许酸性铬蓝K一萘酚绿B混合指示剂，用 c

3、(EDTA)=0.015molLEDTA标准滴定溶液滴定，近终点时应缓慢滴定至纯蓝色。2数学模型 水泥中氧化镁的质量百分数：式中：氧化镁的质量百分数，； T 每毫升 EDTA标准滴定溶液相当于氧化镁的毫克数，mgmL； 滴定钙、镁总量时消耗 EDTA标准滴定溶液的体积，mL； 测定氧化钙时消耗 EDTA标准滴定溶液的体积，mL； 所取试样溶液的体积，mL； 试样溶液总体积，mL； m1 试料的质量，g。 3不确定度来源分析 水泥中氧化镁含量测量不确定度的来源包括：(1)试样质量m1不确定度 u(m1)； (2)样品的湿度带来的不确定度 u(Hum)； (3)试样溶液总体积的不确定度 u()；

4、(4)滴定钙、镁总量时消耗 EDTA标准溶液体积V1 的不确定度 u(V1)； (5)测定氧化钙时消耗 EDTA标准溶液体积V2的不确定度 u(V2)； (6)所移取试样溶液体积V3的不确定度 u(V3)； (7)EDTA标准溶液对氧化镁滴定度T的不确定度 u(T)； (8)肉眼判断滴定终点的标准不确定度 u(Vend)； (9)测量重复性带来的不确定度 u(Wr)。4测量不确定度分量的计算 4.1试样质量m1不确定度u(m1 ) 测定过程中使用电子天平称取试样 0.5047g硅酸盐水泥熟料样品（唐山曙光强兴水泥有限公司2015年7月生产），操作过程是由扣除皮重的二次称量。扣除皮重称量有三个不

5、确定度来源：重复性，天平的可读性以及由于天平校准产生的不确定度。称量重复性带来的不确定度合并于方法总的重复性不确定度。天平的可读性即称重过程中随机效应，可以忽略。天平的校准包括天平的灵敏度和电脑的线性。由于二次称量是在很窄的范围内，在同一台天平上进行的，可忽略灵敏度带来的不确定度。天平计量证书标明其线性为±0.1mg，线性分量假设成矩形分布，其标准不确定度为 由于是二次称量，线性分量应计算二次，因此试样质量m1的标准不确定度为 相对标准不确定度为 4.2样品的湿度带来的不确定度u(Hum) 水泥样品制备后装在密封的塑料瓶中，并置于装有变色硅胶的干燥器中保存，其水份含量少于1，所以该因

6、素可忽略不计。 4.3试样溶液总体积VT的不确定度u(VT ) 试样溶液是制备在 250mL容量瓶中的。容量瓶的容积受三种主要不确定度来源影响： (1)充满容量瓶至刻度的随机变化，即重复性，合并于测量重复性中； (2)容量瓶校准的不确定度，检定证书中给出20时最大允许差为 ±0.15mL，按三角分布，则校准的不确定度为： (3)溶液实际温度与容量瓶校准时温度的差异带来的不确定度，即温度效应。实验室温度与校正温度一般相差±5，水的膨胀系数为 2.1×l0-4-1，假设为矩形分布，则温度效应带来的不确定度为： 250mL×2.1×10-4-1

7、15;5/=0.15mL上述分量合成试样总体积的标准不确定度为： 相对标准不确定度为： 4.4滴定钙、镁总量时消耗EDTA标准溶液体积V1的不确定度u(V1 ) 滴定过程中使用 50mL活塞滴定管。EDTA标准溶液从活塞滴定管滴出的体积同样包括三个不确定度来源： (1)滴定体积的重复性合并于测量重复性中； (2)校准不确定度：50mL活塞滴定管校准检出的准确性范围为±0.05mL，按三角形分布，则校准不确定度为： (3)温度效应：滴定钙、镁总量时消耗 EDTA标准溶液的体积为 34.30mL，则温度效应产生的标准不确定度为： 34.30mL×2.1×10-4-1&

8、#215;5/=0.021mL 上述分量合成滴定体积标准不确定度为 相对标准不确定度为4.5测定氧化钙时消耗EDTA标准溶液体积V2的不确定度u(V2) 滴定过程中使用 50mL活塞滴定管。EDTA标准溶液从活塞滴定管滴出的体积同样包括三个不确定度来源： (1)滴定体积的重复性，合并于测量重复性中； (2)校准不确定度：50mL活塞滴定管校准检出的准确性范围为±0.05mL，按三角形分布，则校准不确定度为： (3)温度效应：滴定氧化钙含量时消耗 EDTA标准溶液的体积为 32.90mL，则温度效应产生的标准不确定度为：32.90mL×2.1×10-4-1×

9、;5=0.020mL 上述分量合成滴定体积标准不确定度为 相对标准不确定度为 4.6移取试样溶液体积V3的不确定度u(V3 ) 用移液管准确移取 25.00mL试样溶液。25mL移液管容积的不确定度来源有： (1)排出体积的随机变化即重复性，合并于测量重复性中； (2)校准的不确定度，25mL移液管校准给出的不确定度为±0.05mL，按三角形分布，则校准的不确定度为 (3)温度效应产生的不确定度为 25mL×2.1×10-4-1×5=0.015mL 上述分量合成试样溶液体积的不确定度为 相对标准不确定度为 4.7 EDTA标准溶液对氧化镁滴定度T的不确定

10、度u(T) (1)实验中 EDTA的标定是采用 EDTA标准溶液滴定25.00mL准确浓度的碳酸钙标准溶液。计算公式为 式中： T 每毫升 EDTA标准滴定溶液相当于氧化镁的毫克数，mgmL； V4 所吸取碳酸钙标准溶液体积，mL； V5 测定时消耗 EDTA标准滴定溶液的体积，mL； V6 碳酸钙溶液定容体积，mL； m2 碳酸钙的质量，g； CaCO3的摩尔质量，gmol； Mg0的摩尔质量，gmol。 因此，T有六个不确定度来源：碳酸钙的质量m2不确定度 u(m 2)； 所吸取碳酸钙标准溶液体积V4不确定度u(V4 )； 测定时消耗 EDTA标准滴定溶液的体积V5不确定度 u(V5 )；

11、 碳酸钙标准溶液定容体积V6不确定度 u(V6)； 碳酸钙摩尔质量不确定度 u() ； 氧化镁摩尔质量不确定度u()；肉眼判断滴定终点的标准不确定度 u(Vend)。 其中u(m2)，u(V4 )，u(V5)，u(V6)的计算分别类同于 u(m1 )，u(V3)，u(V1 )，u(VT )，这里不详细讨论，只作计算。 碳酸钙的质量m2=0.6050g，u(m2)=0.08mg 移取碳酸钙标准溶液的体积为V4=25.00mL， 测定时消耗 EDTA标准滴定溶液的体积 V5=38.85mL， 碳酸钙标准溶液定容体积 V6=250.00mL， (2)碳酸钙摩尔质量不确定度 u()，表 l是从 IUP

12、AC最新版的原子摩尔质量表中查得的Ca，C，O元素的相对原子质量和不确定度，并按矩形分布求得的标准不确定度。表 1元素相对原子量和不确定度元素相对原子质量不确定度标准不确定度Ca40.0780.00040.0023C12.01070.00080.00046Ol5.99940.00030.000l7 (3)氧化镁摩尔质量不确定度 u()，表 2是从IUPAC最新版的原子摩尔质量表中查得的 Mg，O元素的相对原子质量和不确定度，并按矩形分布求得的标准不确定度。 表2元素相对原子量和不确定度元素相对原子质量不确定度标准不确定度Mg24.30500.00060.00035Ol5.99940.00030

13、.00017 (4)由于人员肉眼判断标定终点的偏差导致所耗EDTA标准溶液体积V5的标准不确定度，凭经验，肉眼判断标定终点的标准不确定度大约为0.03mL，相对不确定度为： (5)EDTA对氧化镁滴定度的相对标准不确定度为 4.8由于人员肉眼判断滴定终点的偏差导致滴定体积V1，V2的标准不确定度 肉眼判断滴定终点的标准不确定度大约为：0.03mL，因此滴定钙、镁总量时消耗 EDTA标准溶液体积V1相对标准不确定度为： 测定氧化钙时消耗 EDTA标准溶液体积V2相对不确定度为：4.9测量重复性引起的标准不确定度u(Wr ) 在此实验中重复性包含：滴定度测定的重复性、称量的重复性、活塞滴定管体积的重复性、容量瓶重复性、滴定终点的重复性等，将各重复性分量合并为试验的一个分量，利用方法确认的数据对其进行定量。 方法确认表明该实验的重复性限为 0.15，依据JJF 1059-2012 5.10规定，测量重复性的标准不确定度为