水中总硬度测量不确定度评定

　　一、测量步骤

　　1.锌标准溶液的配制

　　准确称取 (0.6~0.8)g用酸除去表面氧化物污染的锌粒,完全溶于(1+1)盐酸中, 移入1000mL容量瓶, 用纯水定容。

　　2.标定EDTA- 2Na标准溶液

　　吸取25.00mL锌标准溶液于三角瓶中, 加25mL纯水, 加入缓冲溶液和指示剂, 用EDTA-2Na标准溶液滴定至终点。

　　3.水样测定

　　吸取100.00mL水样于三角瓶中, 加入缓冲溶液和指示剂, 用同一套滴定装置, 用EDTA- 2Na标准溶液滴定水样的总硬度。

　　二、数学表达式

　　水中总硬度以每升水中碳酸钙的毫克数表示, 其测量值取决于EDTA- 2Na标准溶液的浓度、滴定终点时消耗的EDTA- 2Na标准溶液体积、碳酸钙的分子量和水样的取样量。而EDTA- 2Na标准溶液的浓度取决于锌粒的质量、纯度、分子量, 锌标准溶液定容体积、移取量和滴定终点时消耗的EDTA- 2Na标准溶液体积。

式中: ρ(CaCO₃)———水样总硬度测定值, mg/L; V_T2———滴定水样消耗EDTA- 2Na 标准溶液的体积, mL; V_T1———滴定锌标准溶液消耗EDTA- 2Na 标准溶液的体积 , mL;mZn———称取的锌粒质量, g; PZn———锌以质量分数表示的纯度; M_Zn———锌的摩尔质量,g/mol;V———锌标准溶液配制时定容体积,mL;V_Zn———被EDTA-2Na 标准溶液滴定的锌标准溶液体积,mL;V_S———水样的取样体积,mL;MCaCO₃———碳酸钙的摩尔质量,g/mol;1000———由 mL转化为L的换算系数。

　　三、标准不确定度分量的评定

　　通常, 容量法化学分析实验都包含了活塞滴定管滴定体积的重复性和称量操作的重复性, 将各重复性分量合并为总试验的一个分量, 并利用方法确认的数值将其量化。

　　方法确认表明容量法滴定实验的重复性为0.05%, 此值可直接用于合成不确定度的计算。

　　1. 锌粒质量m_Zn引入的不确定度分量u₁

　　相关称量: 容器: 16.2613g ( 观测); 容器和锌粒:16.9815g(观测); 锌粒: 0.7202g(计算)锌粒称量不确定度来源于称量的重复性和天平校准,称量重复性引入的不确定度已合成于总试验的重复性; 天平校准有两个可能的不确定度来源: 灵敏度和校准函数的线性, 用同一台天平称量, 称量范围很小, 可忽略灵敏度带来的不确定度。

　　天平校准证书标明其线性为±0.15mg, 采用矩形分布,换算成标准不确定度为:

　　线性分量应重复计算两次, 一次是空盘, 另一次是毛重, 则:

　　2. 锌粒纯度PZn引入的不确定度分量u₂

　　证书上给出锌粒的纯度是(99.99±0.01)%, 视为矩形分布, 标准不确定度