測量不確定度是表征合理地賦予被測量值的分散性,與 測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。測定結(jié)果的可靠性很大程度上取 決于其不確定度的大小。不確定度越小,所述結(jié)果與被測量 的真值愈接近;不確定度越大,所述結(jié)果與被測量的真值越 分散。在報告物理量測量的結(jié)果時,須給出相應(yīng)的不確定度, 一方面便于使用它的人評定其可靠性,另一方面也增強了測量結(jié)果之間的可比性。
1 材料與方法
1.1 儀器與試劑
916 型自動電位滴定儀(瑞士萬通公司);ATY224 型分析 天平(日本島津公司);一恒DHG-9145A 型電熱恒溫干燥箱(上海一恒儀器有限公司);50mL 滴定管(A 級);50mL 移液管(A 級);100mL 燒杯;NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(約 0.1mol/L, 其標(biāo)準(zhǔn) 溶液濃度用基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀標(biāo)定);1%酚酞指示液。
1.2 試驗方法
1.2.1 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制和標(biāo)定
按照 GB/T 601-2016《化學(xué)試劑 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的制備》 中的方法進行 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制和標(biāo)定。
1.2.2 白酒中總酸的分析步驟
按照 GB/T 10345-2007 中的方法,用移液管吸取酒樣 50.0mL 于 100mL 燒杯中,插入電極,放入一枚轉(zhuǎn)子,置于磁 力攪拌器上,開始攪拌,用自動電位滴定儀進行酸堿中和滴 定,直至 pH=9.00 為終點,記錄消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液 的體積。
1.3 建立數(shù)學(xué)模型
電位滴定法測定白酒中總酸含量,測定結(jié)果和有關(guān)參數(shù) 有以下函數(shù)關(guān)系: x= c×V×60 50.00 式中:x:酒樣中總酸的質(zhì)量濃度(以乙酸計),g/L; V:測定時消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積,mL; c:氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度,mol/L; 60:乙酸的摩爾質(zhì)量,g/mol[M(CH3COOH)=60]; 50.00:取樣的體積,mL。
1.4 白酒中總酸含量測量不確定度的來源
1.4.1 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制和標(biāo)定引入的不確定度
包括基準(zhǔn)鄰苯二甲酸氫鉀的純度、稱量、標(biāo)定消耗的氫 氧化鈉溶液體積、滴定管,采用 B 類不確定度評定方式。以及 標(biāo)定過程中隨機效應(yīng)引入的不確定度,采用 A 類不確定度評 定方式。
1.4.2 白酒中總酸含量測定過程中引入的不確定度
包括滴定液消耗體積引入的不確定度、酒液移取引入的 不確定度、測量使用的自動電位滴定儀引入的不確定度,采 用采用 B 類不確定度評定方式。
1.4.3 白酒中總酸含量測量重復(fù)性引入的不確定度
測量重復(fù)性引入的不確定度,采用 A 類不確定度評定方式。
2 結(jié)果與分析
2.1 測量不確定度分量的評定
2.1.1 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液標(biāo)定引入的不確定度
2.1.1.1 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液重復(fù)標(biāo)定引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u1(c)。 按照 GB/T 601-2016 中的方法進行 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶 液的配制和標(biāo)定。重復(fù) 8 次, 結(jié)果見表 1。 NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液重復(fù)標(biāo)定引入的不確定度采用 A 類評定,計算結(jié)果為:
u1(c)= s 姨n =0.0000093mol/L NaOH 標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液重復(fù)標(biāo)定的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: u1rel(c)= u1(c) c =0.000091mol/L
2.1.1.2 稱量鄰苯二甲酸氫鉀引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u(m) 稱量使用為電子分析天平,其最小分量為 0.0001g,按均勻 分布考慮,k=姨3 ,采用 B 類評定,則稱量鄰苯二甲酸氫鉀 引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: u(m)= 0.0001g 姨3 =0.000058g 稱量鄰苯二甲酸氫鉀引入的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: urel(m)= u(m) m =0.000081g
2.1.1.3 鄰苯二甲酸氫鉀的純度引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度
u(P) 鄰苯二甲酸氫鉀的純度為 100%±0.05%,考慮以均勻分 布,k=姨3 ,采用 B 類評定,則鄰苯二甲酸氫鉀的純度引入 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: u(P)= 0.05% 姨3 =0.029% 鄰苯二甲酸氫鉀純度的相對標(biāo)準(zhǔn)不確定度為: urel(P)= u(P) P =0.00029
2.1.1.4 標(biāo)定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積產(chǎn)生的不確定度
u(V) 標(biāo)定消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積產(chǎn)生的不確定度包括滴定管校 正引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和溫度變化引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度。 標(biāo)定在 20℃條件下進行,因此溫度對標(biāo)定體積的影響不考慮。
3 結(jié) 論
總酸是白酒中必檢項目之一,是評價白酒是否合格的 重要指標(biāo)。純釀造的白酒,理化指標(biāo)中總酸的含量可以反映 其內(nèi)在的產(chǎn)品質(zhì)量。同樣香型不同等級的白酒有不同的酸 要求,優(yōu)級高于一級。在一定比例范圍內(nèi),酸含量高的酒質(zhì) 好,反之,酒質(zhì)差。因此,對白酒中的總酸含量進行不確定度 評定,保證了測定數(shù)據(jù)的合理性,提高了其可靠性和科學(xué)性。 本文采用電位滴定法測定白酒中的總酸含量。白酒樣品中總 酸測量值為 0.3838g/L 時,其擴展不確定度為 0.0036g/L (k=2)。通過評定白酒中總酸含量的不確定,從以上分析對比 各不確定度分量結(jié)果可知,各測量不確定度分量中以滴定 消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的不確定度分量影響貢獻 最大,主要來源在于自動電位滴定儀自帶滴定管的體積誤 差、自動電位滴定儀終點識別的誤差;其次為樣品取樣的影 響,標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液和重復(fù)性影響較小。要降低滴定消耗氫氧 化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積的不確定度,在測量過程中,可以通 過相關(guān)控制措施例如保證自動電位滴定儀的儀器狀態(tài)處于 最佳、定期對電位滴定儀進行檢定和期間核查等來減少不確 定度。
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