乙二胺四乙酸二钠滴定法测定生活饮用水总硬度不确定度的评估

2022-11-20

一、测定原理:

水样中的钙、镁离子与铬黑T指示剂形成紫红色鳌合物, 这些鳌合物的不稳定常数大于乙二胺四乙酸钙和镁鳌合物的不稳定常数。当p H=10时, 乙二胺四乙酸二钠先与钙离子, 再与镁离子形成鳌合物, 滴定至终点时, 溶液呈现出铬黑T指示剂的纯蓝色。

二、数学模型:

总硬度计算公式:

式中:

V0—空白滴定所消耗Na2EDTA标准溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

V1—滴定中消耗Na2EDTA标准溶液的体积, 单位为毫升 (m L) ;

c—Na2EDTA标准溶液的浓度, 单位为摩尔每升 (mol/L) ;

V—水样体积, 单位为毫升 (m L) ;

三、测量不确定度的来源

乙二胺四乙酸二钠滴定法测定生活饮用水总硬度的不确定度的主要来源包括:

(1) 测量重复性引入的不确定度

(2) Na2EDTA标准滴定溶液的配制引入的不确定度

(3) 滴定水样实际消耗EDTA标准溶液的体积引入的不确定度

(4) 吸取水样体积引入的不确定度

四、测量不确定度的评估

1、测量重复性引入的不确定度urel (1)

对同一水样进行10次平行测定, 结果见下表:

2、Na2EDTA标准滴定溶液的配制引入的不确定度urel (2)

Na2EDTA标准溶液的配制:用50m L移液管吸取50m L-Na2EDTA标准溶液 (c=0.09709mol/L, 相对扩展不确定度是0.3%, k=2, 由上海市计量测试技术研究院提供) 至500m L容量瓶中, 定容到刻度, 得浓度为0.0097mol/L标准滴定用溶液。

2.1、Na2EDTA标准溶液的相对不确定度

2.2、50m L移液管的相对不确定度

其中又包括三个部分:

第一, 吸管体积的不确定度, 移液管 (50m L) 的容量允差为±0.05m L, 按三角分布换算成标准偏差为;

第二, 重复性误差, 用移液管50m L重复移取10次, 称量并换算为体积。

贝塞尔公式计算标准偏差为0.0053m L

第三, 移液管和溶液的温度与校正时的温度不同引起的体积不确定度为 (实际温差为3℃, 水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃) 。

以上三项合成得出:

50ml移液管的相对不确定度为:

2.3、500m L容量瓶的相对不确定度

同理, 其中又包括三个部分:

第一, 容量瓶体积的不确定度, 容量瓶 (500m L) 的容量允差为±0.25m L, 按三角分布换算成标准偏差为;

第二, 重复性误差, 用容量瓶500m L重复定容10次, 称量并换算为体积。

贝塞尔公式计算标准偏差为0.0052m L

第三, 容量瓶和溶液的温度与校正时的温度不同引起的体积不确定度为 (实际温差为3℃, 水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃)

以上三项合成得出:

500m L容量瓶的相对不确定度为:

综上所述:

3、滴定水样实际消耗EDTA标准溶液的体积引入的不确定度urel (3)

其中又包括二个部分:

第二, 滴定管和溶液的温度与校正时的温度不同引起的体积不确定度为 (实际温差为3℃, 水的体积膨胀系数为2.1×10-4/℃) , 实际水样消耗体积平均值为3.73m L, 而空白所引起的温度体积变化与样品所引起的温度体积变化相比很小, 温度变化给其带来的不确定度非常小, 可以忽略不计, 则标准偏差为