甲醛释放量测定不确定度报告

1、干燥器法测定甲醛释放量的不确定度分析报告1. 试验方法1.1 本次试验依据GB/T17657-2013 人造板及饰面人造板理化性能试验方法中干燥器法进行测定。1.2测定原理按照GB/T17657-2013 人造板及饰面人造板理化性能试验方法，在直径为240 mm(容积9 11L) 的干燥器底部放置直径120mm、高度60 mm的结晶皿，在结晶皿内加入300mL蒸馏水。截取长l=150 mm、宽b =50 mm 的人造板样品10 块，放置在干燥器上部的金属支架上，试件之间互不接触。测试装置在(20 ±2) 环境下放置24h，试件释放出的甲醛被蒸馏水吸收，此溶液作为待测液。量取 10 m

2、L乙酰丙酮和10 mL乙酰铵溶液于50 mL具塞三角烧瓶中，再移取10 mL待测液到该烧瓶中，摇匀，放到 (40 ± 2) 的水槽中加热15min，溶液变成黄绿色，取出，静置暗处，自然冷却至室温。在分光光度计上412 nm 处测定吸光度，根据标准工作曲线定量。1.3 标准工作曲线绘制用刻度吸管分别吸取0,5,10,20,50,100mL甲醛标准储备液(S1) 到 100mL 容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度，得到标准工作液(S2) 系列。按上述方法在分光光度计上412nm处测定吸光度，根据甲醛质量浓度(0 15 mg/L) 吸光情况绘制标准曲线。斜率由标准曲线计算确定。2. 测定结果样

3、品测定结果见表 1。序号AAA -A甲醛释放量 / （ mg· L-1b）bss10.0250.1240.0981.04720.0250.1230.0971.03430.0250.1190.0930.98340.0250.1220.0961.02250.0250.1240.0981.04760.0250.1260.1001.07270.0250.1270.1011.08580.0250.1240.0981.047平均0.0250.1210.0951.042注： A b样液的空自吸光度； As样液的吸光度；甲醛释放量读自工作曲线上吸收液中的甲醛质量浓度， mg/L。3. 建立数学模型c

4、 =f× ( As-Ab)其中： c样液中甲醛含量，mg/L；f 标准曲线斜率， mg/L；As 一样品溶液的吸光度；Ab 一蒸馏水的吸光度。4. 标准不确定度分量的评定根据测定原理和数学模型，本实验不确定度主要来自于重复测量、标准曲线校正以及仪器测量产生的不确定度。4.1 重复测量的不确定度urel重复测量的不确定度urel ，主要由重复观测、甲醛吸收液体积以及人造板样品尺寸等因素引起，可按公式直接计算 :nx) 28x) 2(xi( xiurepi 1i 10.011(mg / L )n(n1)8(81)相对标准不确定度： urel (rep )urep0.0111.042自由度

5、：8 17vrep4.2f 值引入的不确定度u( f )4.2.1标准工作液S2 的不确定度 u(S2)标准工作液S2 不确定度主要来自甲醛标准储备液S1、 100 mL 容量瓶及单标吸管的不确定度。甲醛标准储备液S1 的不确定度u( S1)甲醛标准储备液S1 的标定过程包括：配制碘酸钾标准溶液，用碘酸钾标准溶液标定硫代硫酸钠溶液的浓度，用硫代硫酸钠溶液标定甲醛溶液浓度，用移液管移取一定体积甲醛标准储备液到1000 mL 容量瓶中，并用蒸馏水稀释至刻度，甲醛标准储备液S1 的不确定度也主要来源于此。(1) 配制碘酸钾标准溶液的不确定度碘酸钾溶液浓度按下式计算:mW1000cKIO 3 MV式中

6、： cKIO 3 碘酸钾标准滴定溶液的浓度；m工作基准试剂的质量的准确数值，g；WV工作基准试剂的质量分数，%；定容体积，mL；M相当于1/6KIO 3 的摩尔质量的数值，36.67g/mol 。从碘酸钾标准溶液的配置步骤分析，其不确定度主要来源于3 个方面：碘酸钾的纯度；碘酸钾的称量质量 m；定容体积V。(a) 基准碘酸钾试剂的标签上可以得知，其纯度为(99.95 ± 0.03)% ，假设其纯度为矩形分布，标准不确定度值为： u0.0003/30.00017W(b)分析天平的准确度为0.1mg，按均匀分布，其标准不确定度为0.1/30.058mg ，重复性引入的标 准 不 确 定

7、度 为0.1mg ， 空 气 浮 力 影 响 忽 略 不 计 。 则 天 平 称 量 引 入 的 标 准 不 确 定 度 为um0.05820.120.12mg。(c)1000mL的 A 级容量瓶 20时允差为0.40mL，按均匀分布， 其标准不确定度为0.4 / 3 0.23mL ，标准容量瓶的体积是在20校准的，配制时室内温度为(20 ±2) ，水的膨胀系数为2.1 × 10-4 ，按均匀分布，故温度引起体积的不确定度为1000× 2× 2.1 × 10-4/ =0.24ml 。则容量瓶体积引入的标准不确定度为22mL0.230.240.3

8、3uv(d) 当碘酸钾摩尔质量取214.00 时，碘酸钾摩尔质量M 引入的相对不确定度为0.000004 ，可忽略不计。因此，配制碘酸钾标准溶液的相对标准不确定度为：u( KIO 3 )rel0.00017 2( 0.12 )2( 0.33 )20.000373566.71000(2) 硫代硫酸钠标准溶液浓度的不确定度标定硫代硫酸钠溶液产生的不确定度主要由KI0 3 浓度、重复测量、移液管、滴定管入。其标准溶液浓度的计算公式为:CNa2 S2 O3C(1/ 6KIO 3) VKIO 3V( Na2 S2O3 )式中：C KIO3 标准溶液的浓度，0.1000mol/L ；1/ 6KIO 3V

9、KIO3 标准溶液的用量，25mL；KIO3V Na2S2O3 标准同业的滴定体积，mL。Na2 S2 O3(a) 重复测量在重复条件下进行8 次测量，结果见表2。单次测量的标准偏差为0.000027 mol/L，取 2 次测量结果的平均值作为测量结果，则重复性引入的标准不确定度为0.00000191mol/L 。表 2 Na2S2O3 的标准溶液8 次测量的结果12345678均值滴定体积 /mL24.6524.6324.6024.6324.6524.6524.6324.6324.63质量浓度 /0.1010.1010.1010.1010.1010.1010.1010.1010.1016（

10、mol ·L-1 ）55544555(b) 移液管引入的不确定度移液管引入的不确定度包括校准误差和温度校准两部分。25mL移液管 20时的允许偏差为0.04mL，按均匀分布，其标准不确定度为0.04 / 30.023mL 。温度校准引起的标准不确定度为25× 2× 2.1 ×10-4 / =0.0061mL。则移液管体积引入的标准不确定度为0.02320.006120.024mL 。(C) 滴定管引入的不确定度25mL滴定管 20时的允许偏差为 0.O5mL,按均匀分布， 其标准不确定度为0.05/=0.029mL，滴定体积平均值24.63mL，按均匀分

11、布， 温度校准引起的标准不确定度为24.63 × 2×2.1× 10-4 /=0.0060 。滴定管体积引入的合成标准不确定度为。(d) 硫代硫酸钠溶液的相对标准不确定度u( Na2 S2O3 ) rel21.9110 62(0.0242(0.03020.00160.00037 ()0.10152524.63(3) 甲醛溶液标定的不确定度甲醛溶液浓度按下式计算 :c1 ( HCHO)(V0V )C215/ 20式中：c1甲醛浓度，mg/mL;V0 滴定空白液所用的硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；V 滴定甲醛溶液所用的硫代硫酸钠标准溶液的体积，mL；C 2 硫代硫酸

12、钠标准溶掖的浓度，mol/L ；15甲醛 ( 1) 摩尔质量， g/mol ；2 CH2O20- 甲醛溶液体积，mL。甲醛溶液标定的不确定度主要由硫代硫酸钠溶液浓度、重复测量、移液管、滴定管的体积引入。其中当甲醛摩尔质量取30.00 时，甲醛摩尔质量M 引入的不确定度(u M0.001) 忽略不计。(a) 重复测量在重复条件下平行标定8 次，测量结果为0.956,0.955,0.956,0.955,0.956,0.954,0.955,0.955(单位 :mg/mL) ，平均0. 955mg/L，则重复性引入的相对标准不确定度为0.00025 mg/mL。(b) 移液管引入的不确定度测量过程使用

13、两次移液管，一次移取甲醛标准储备液20 mL，一次移取碘标准溶液25mL。20时20mL和 25mL 移液管的最大允差均为±0.03mL，按平均分布，其标准不确定度为2× 0. 03=0.035 mL，温度校准引起的不确定度分别为20× 2× 2.1 × 10-4/=0.0061 ，由于各不确定分量互不相干，故合成后标准不确定为20.01220.004820.006120.019mL 。（ c）滴定管引入的不确定度20时50mL滴定管的最大允许误差为±0.05mL，按均匀分布，其标准不确定度为0.05/=0.029mL，两次滴定消耗硫

14、代硫酸钠体积平均值分别为18.63mL、 5.89mL，则温度校准引起的标准不确定度分别为-4/3=0.0045mL、5.89 × 2×-43=0.0014mL，则滴定过程中体积O1引入18.63 × 2×2.1 × 102.1 ×10 /V和 V的标准不确定度为uv00.02920.04520.054mL ，uv10.02920.0014 20.029mL（ d）甲醛溶液浓度的相对标准不确定度由于各标准不确定分量互不相关，故甲醛标准储备溶液的相对标准不确定度为：urel ( HCHO )0.001620.000252(0.019)2

15、(0.029)2(0.054)20.0054205.8918.63uc1 (HCHO )0.9550.0054 0.0052mg / mL（ 4）甲醛标准储备液S1 的不确定度甲醛标准液S1 的不确定主要由甲醛溶液浓度、移液管和容量瓶的体积引入。(a) 移液管引入的不确定度15 mL 移液管允差为±0.025mL，配制过程中环境温度(20 ± 2) ，按均匀分布，不确定度为0.014mLo(b)1000mL 容量瓶引入的不确定度1000mL容量瓶允差为±0.4mL, 配制过程中环境温度(20 ± 2 ) ，按均匀分布，不确定度为0.33mL。(c) 甲醛

16、标准储备液 S1 的相对标准不确定度urel ( SI )0.00542(0.014)2(0.33)20.00551510004.2.1.2 100mL的容量瓶体积不确定度100 mL的容量瓶20时体积允差± 0.1mL, ，按均匀分布， 0.3/=0.058mL，容量瓶的校准温度 20，实验室室温 (20 ± 2) ，温度变化为平均分布，100× 2× 2.1 × 10-4 /=0.024mL，该容量瓶体积的合成标准不确定度 :u100 (V2 )0.05820.02420.063mL4.2.1.3 5mL单标吸管的不确定度按上述方法计算得:

17、u单标 (V5mL )0.0087 20.001220.0087mL由此可得0.716 g/mL 标准溶液配制过程的相对不确定度：urel (c0.716 g / mL )20.06320.008720.0055(100)(5)0.0058按上述步骤计算0.00,0.716,1.433,2.865,7.163,14.325 g/mL 标准溶液的配制过程的相对标准不确定度分别为0.0054,0.0058,0.0056,0.0054,0.0054,0.0054，结果比较接近，表明标准工作液(S2) 的不确定度主要来源于甲醛标准储备液( S1)的不确定度。计算时取浓度为0. 716 g/mL 的标准

18、溶液的不确定度值，则标准工作液 S2 的相对标准不确定度为0. 0058。4.2.2 10mL移液管引入的不确定度urel (V 3)采用的10 mL 移液管最大允差为±0.020mL，按均匀分布其标准不确定度为0.020/= 0.0115mL ，温度影响引入的不确定度为-4=0.0024 mL ，则相对合成标准不确定度为0.0012 。10× 2× 2.1 × l0 /4.2.3 分光光度计吸光值引入的不确定度u(A)测定吸光度值所产生的不确定度由分光光度计校准结果、分光光度计读数分辨率所产生的不确定度组成。(1) 仪器计量所得的不确定度 utes (

19、A)722 型分光光度计透射比扩展不确定度0.5%， k=3，即：u(I t )0.5%0.0017I 03样品溶液的吸光度AS=0.121 ，得：I t10 0.1210.7568I 0试验样液的空白吸光度Ab=0.025 ，得：I t10 0.0250.9441I 0此处，由于输入量的上下界限并不对称，因此按平均分布近似评定。则样品溶液吸光度的不确定度：lg( 0.75680.0017)lg( 0.75680.0017) 2urel ( A)120.00057试验样液的空白吸光度的不确定度：lg( 0.94410.0017)lg(0.94410.0017) 2ubrel ( A)120.0

20、0045两者合成得utes ( A)0.0005720.0004520.00073(2)722 型分光光度计为数字显示读数，可估读至0.001 ，按均匀分布：0.001u分辨 ( A)0.000583吸光度值的合成不确定度为：u ( A)u2tes( A) u2（ A） 0.00093分辨标准曲线拟合引入的不确定度标准工作曲线的测定结果见表3。表 3 标准工作曲线的测定结果-100.7161.4332.8657.16314.325C(甲醛 )/( g·mL )吸光度 A00.0670.1330.2640.6721.334以吸光度A 为纵坐标， c( 甲醛 )( g/mL) 为横坐标，用最小二乘法计算其工作曲线。(XiX )(YiY)相关系数 : rX )2(Yi0.9995( XiY) 2( Xi X )(YiY)0.0932斜率 : b2( Xi X )截距 :aYbX0.00034标准工作曲线:Y0.0932