紫外分光光度法测定水中总氮的不确定度评定

紫外分光光度法测定水中总氮的不确定度评定

1. 检测方法 1.1 方法依据

依据《水质 总氮的测定 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法（GB/T 11894-1989）》直接测定水中的铁、锰，对水中铁、锰的测量不确定度进行评定。 1.2 方法原理

在60℃以上水溶液中，过硫酸钾可分解产生硫酸氢钾和原子态氧，硫酸氢钾在溶液中离解而产生氢离子，故在氢氧化钠的碱性介质中可促使分解过程趋于完全。

分解出来的原子态氧在120-124℃条件下，可使水样中含氮化合物的氮元素转化为硝酸盐。并且在此过程中有机物同时被氧化分解。可用紫外分光光度法于波长220和275nm处，分别测出吸光度A220及A275，求出校正吸光度A。 1.3 主要仪器及实验条件

双光束紫外可见分光光度计 10mm石英比色皿 具玻璃磨口塞比色管,25mL 1.4操作流程 1.4.1样品预处理

试样制备：去实验样品(在水样采集后立即放入冰箱中或低于4℃条件下保存，但不得超过24h。水样放置时间较长时，可在1000ml水样中加入约0.5ml硫酸酸化到pH小于2，并进款测定)用氢氧化钠20g/L或硫酸溶液1+35调节pH5-9从而制得试样。如果试样中不含悬浮物按以下步第(1)骤测定。试样中含悬浮物则按第(2)步骤。

（1）用无分度吸管取10.00ml试样（cN超过100μg，可减少取样量并加去离子水稀释至10ml）置于比色管中。加入5ml碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞用不塞用布及绳等方法扎紧瓶塞，以防弹出。将比色管置于医用手提蒸气灭菌器中，加热，使压力表指针到1.1-1.4kg/c㎡,此时温度达到120-124℃后开始计时。或将比色管置于家用压力锅中，加热至顶压阀吹气时

开始计时。保存此温度加热半小时。冷却、开阀放气，移去外盖，取出比色管并冷至室温。 （2）试样中含悬浮物时，先按(1)中步骤操作进行，然后待澄清后移取上清液到石英比色皿中测定。

显色:分别向试样中加入盐酸（1+9）1ml，用无氨水稀释至25ml标线，混匀。 空白试验：空白试验除以10ml水代替试样外，采用与测定完全相同的试剂、用量和分

析步骤进行平行操作。

1.4.2总氮标准溶液的配制

硝酸钾标准贮备液CN=100mg/L：硝酸钾（KNO3）在 105-110℃烘箱中干燥3h，在干燥器中冷却后，称取0.7218g，溶于去离子水中，移至1000ml容量瓶中，用去离子水稀释至标线在0-10℃暗处保存，或加入1-2ml三氯甲烷保存，可稳定6个月。

硝酸钾标准使用液，cN=10 mg/L：将贮备液用去离子水稀释10倍而得。使用时配制。 1.4.3校准曲线的绘制

用分度吸管向一组(8支)比色管中，分别加入硝酸盐氮标准使用液10 mg/L，0.00 0.50 1.00 3.00 5.00 7.00 9.00 10.00ml。加去离子水稀释至10.00ml。然后按于试样相同的步骤进行样品预处理。使用光程为10mm比色皿，在紫外分光光度计上，以无氨水做参比，分别在波长220与275nm处测定吸光度，扣除空白试验的吸光度后，绘制吸光度-氮含量工作曲线。 1.4.4测定

将显色后的样品放入到10mm比色皿，在紫外分光光度计上，以无氨水做参比，分别在波长220与275nm处测定吸光度，扣除空白试验的吸光度后，从工作曲线上查得氮的含量（ug），再除以试份的体积ml，即得到试样中氮的浓度。 1.4.5 样品测量值

通过校准曲线拟合，用碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法测量某总氮标样的浓度，得数据

表1某总氮标样测定结果 次序 1 2 3 4 5 6 平均值 标准偏差

2 数学模型 2.1 计算公式

测得量（μg） 29.6 29.5 28.9 29.0 29.1 29.2 29.2 0.088 浓度mg/L 2.96 2.95 2.89 2.90 2.91 2.92 2.92 0.0279 水中总氮浓度计算如下：

C?m v其中 m ——水中总氮的质量，μg V —— 水样体积，mL

C —— 为水样总氮的浓度，mg/L 2.2 不确定度数学模型 总氮不确定度数学模型为:

uc(C)?u(m)??u(v)?2????u(c) a?C?m???v??其中 uC(c)——C的标准测量不确定度；

u(m)—— m 的标准测量不确定度， u(v)一— V的标准测量不确定度 ua(c)——相对标准不确定度的A类评定 3 不确定度分量的来源分析

3.1 相对标准不确定度的A类评定ua(c)

在重复的条件下连续测量6次样品，通过贝塞尔公式计算出的实验标准偏差为 0.0279，其平均值的标准不确定度u(x)?22S(xi)n?0.02796?0.0114mg/L。相对标准偏差为：

ua(c)?ux0.0114??0.0039

2.92x??3.2测得量m的标准测量不确定度

质量m 的标准测量不确定度分量由四部分组成：一是由溶液的质量一吸光值拟合的直线求得m时所产生的测量不确定度(即线性最小二乘法校准的不确定度) ，记为u1（m）；二是配制硝酸钾标准贮备液所产生的测量不确定度，记为u2(m)；三是由标准贮备液配制成磷酸盐标准溶液所产生的不确定度，记为u3(m)；三是由水样在消解过程中产生的测量不确定度，记为u4（m），根据经验以测定值3%估计，按均匀分布计算。

3.3 样品体积V的标准测量不确定度

样品体积V的标准测量不确定度分量主要有两部分构成：一是取样所用的10mL移液管的不确定度；二是样品消解后的比色管中定容至25mL的不确定度。

4．不确定度分量的评定 4.1 u1（m）的计算

总氮的校准曲线方程表示为： y=bx+a

式中，x---溶液中总氮的质量，μg； y---总氮质量为x时所对应的吸光度；

b---校准曲线的斜率，b=0.0104； a---校准曲线的截距，a=0.003。

表3：校准曲线各标准点下吸光度测量值 总氮质量（μg） 0 5.0 10.0 30.0 50.0 70.0 90.0 吸光度值 1 0.015 0.054 0.108 0.310 0.523 0.731 0.932 2 0.014 0.054 0.107 0.311 0.527 0.731 0.931 3 0.016 0.052 0.106 0.315 0.528 0.734 0.936 平均值 0.015 0.053 0.107 0.312 0.526 0.732 0.933 100 1.041 1.043 1.036 1.040 本次对样品测定，分别对6个平行样的吸光度测量，由校准曲线方程求得m=2.92 μg，则u 1(m)计算公式表示为：

Su 1(m)= Rb11??Pn?m?x???x?x?2nii?12

式中：： m一对试样进行多次测量总氮的质量平均值，μg；

b一校准曲线的斜率； P一对试样的测量次数； n一校准曲线的浓度点数；

x一校准曲线各浓度点标准物加入量的平均值，μg。

nsR?P=6

?(y?a?bx)ii?12n?2?0.000985=0.0072

19n=21，校准曲线浓度点总测量次数

x??xi?1nin? 44.37ug

??xi?1ni?x?2= 10771.9