农业基础科学 现代农业科技２０１２年第２期 尿素中碱度含量测定的不确定度分析 何凤芹 ‘ （广东省中山市农产品质量监督检验所，广东中山５２８４０３） 摘要采用容量法测定尿素中的碱度含量，根据《尿素碱度的测定方法（ＧＢ／Ｔ２４４１．５＿２０１Ｏ）》进行分析，计算试验标准差，同时对产生的 不确定度分量进行评估，从而评定其不确定度。结果表明：采用客量法测定尿素碱度含量的扩展不确定度为Ｏ．００１ ９％。 关键词尿素；碱度；容量法；盐酸溶液；滴定；不确定度 中图分类号０６５１ 文献标识码Ａ 文章编号１００７—５７３９（２０１２）０２—００２６—０２ 容量法是测定尿素碱度的常规方法，是化肥监测所必 需的项目之一。由于受到所用设备、环境条件和人为等因素 的影响，可能给试验结果引入误差，因而对其测定结果进行 不确定度分析和评定，对进一步减少人为误差具有重要意 义。该研究依据《测量不确定度评定与表示（ＪＪＦ１０５９—１９９９）》 进行不确定度分析与评定，计算试验标准差，以便在实际工 作中应用【１１。 １检测方法 采用《尿素碱度的测定方法（ＧＢ／Ｔ２４４１．５—２０１０）｝，称取 ５０．ｏ０ ｇ样品于５００ ｍＬ锥形瓶中，加入３５０ ｍＬ水，溶解试 料。加入３～５滴指示液，后用０．１ ｍｏｌ／Ｌ盐酸标准滴定溶液滴 定至溶液呈灰绿色。 ２数学模型［２－３） ＝塑 ＱＱ ：２ （Ｖ１－Ｖｏ）ｘＭｘｗ 式中： 为尿素样品中碱度的含量（％）；ｍ为称取无水 碳酸钠的质量（ｇ）；Ｖ为测定时消耗盐酸标准滴定溶液的 体积（ｍＬ）；Ｖ。一Ｖｏ为滴定盐酸溶液所消耗无水碳酸钠的体 积（ｍＬ）； 为试样的质量（ｇ）；肘为无水碳酸钠摩尔质量的 数值（ｇ／ｏｔｏ１）。 ３不确定度来源及其分析 该试验的不确定度来源主要有４个方面 ：一是重复 性带来的不确定度，包括邻苯二甲酸氢钾（ＫＨＰ）的质量、空 白滴定体积（ ）、溶液消耗体积（ 。）等的重复性。二是ＫＨＰ 的质量，主要来自称取基准物质时天平的最大允许误差 （ＭＰＥ）所引入的不确定度。三是ＫＨＰ的纯度，基准的ＫＨＰ 注明有纯度，并提供其不确定度。四是测定体积，主要受以 下不确定度来源的影响：①溶液温度与该容器计量时温度 的差异，该试验的差异在５℃以内；②由指示剂造成的等当 点的判断误差，资料表明，肉眼判断终点的标准不确定度可 忽略；③酸度计校准引起的不确定度。滴定接近终点时，缓 慢加入ＨＣ１溶液，可减少因样液不均匀造成酸度计读数不 稳定而导致的终点判断失误；同时该试验所用的酸度计计 量证书给出示值误差为０．００，因而由酸度计引起的不确定 度可忽略不计。 ４不确定度分量的评估［４１ ４．１重复性引起的不确定度 重复测定６次，平均值为０．０１０％，产生的不确定度为： 收稿１３期２０１１－ｌ１—２８ ２６ Ｕ（ｉ）＝、／∑（Ｘｉ ） （ｎ一１）＝ｏ．０００ １ ’‘ ｌ ４．２ Ｋｌ 的纯度不确定度 ｆＰ嚣ＨＰ） 基准试剂的纯度为（９９．９８４￣０．００８）％，半宽ａ＝０．００８％， 取正态分布，得到标准不确定度为“（ ）＝０．０００ ０８／、／２＝ ０．０００ ０６，太小可忽略不计。 ４。３标定盐酸标准溶液时标定体积的不确定度Ｈ（ Ｊ 计算量值： （ １一Ｖｏ）１＝３４．４８—０．０１＝３４．４７ ｍＬ （ ｌ—Ｖ０）２＝３４．４６—０．０１＝３４．４５ ｍＬ 据《常用玻璃量器检定规程（ＪＪＧ１９６—２００６）｝引入的不 确定度： ／ｄ，校 ＝０．０５／、／ ＝０．０２０４ ｍＬ 温度变化范围为４℃，取矩形分布，水溶液膨胀系数 ２．１ｘｌ０ｒ４／￣Ｃ，弓１入的不确定度： ３４．４７ｘ２．１ｘｌＯ－４ｘ４／ ＝０．０１６ ７ ｍＬ ． ３４．４５ｘ２．１ｘｌＯ－４ｘ４／、／丁＝０．０１６ ７ ｍＬ 终点判定误差：资料表明，由肉眼判断终点的标准不确 定度约为０．０３ ｍＬ；因此，标定体积引入的不确定度： “１（ ｌ— ０）＝Ｖ（０．０２０４）２＋（０．０１６ ７）ｚ＋（Ｏ．０３） ：０．０３９ ９ ｍＬ “２（ １一 ０）＝、／（０．０２０ ４）２＋（０．０１６ ７）２＋（０．０３） ：０．０３９ ９ｍＬ ｕ（ｖ１一Ｖｏ）＝、／“１２＋ ＝Ｘ／０．０３９ ９２＋０．０３９ ９ ＝０．０５６ ４ ｍＬ （ １一Ｖ０）＝ｕ／Ｘ＝Ｏ．００１ ６４ ４．４移取尿素样品引入的不确定度 （ ） 量值为 ｌ＿２．６４ ｍＬ， ２＝－２．７６ ｍＬ。Ａ级５ ｍＬ移液管容量允 差：ｔＯ．０１５ ｍＬ，取矩形分布，引入的不确定度为０．０１５／、／丁＝ ０．００８ ６６ ｍＬ；温度引入的不确定度： ２．６４ｘ２．１ｘｌ０％４／、／丁＝０．００１ ２８ ｍＬ ２．７６ｘ２．１ｘｌＯ－４ｘ４／ ：０．００１ ３４ ｍＬ ｕ（ １）＝、／（０．００８ ６６） 十（０．００１ ２８） ＝０．００８ ７５ ｍＬ ｕ（ｖ２）＝、／（０．００８ ６６）２＿＋（０．００１ ３４） ：ｏ．００８ ７６ ｍＬ ｕ（ ）： ： （０．００８ ７５）ｚ＋（０．００８ ７６） ＝０．０１２ ３８ ｍＬ （ Ｔ）＝ ＝０．００４ ５９ ４．５无水碳酸钠质量（ｍ）的不确定度ｕ（ｍ） 称取０．２０ ｇ无水碳酸钠，它的不确定度为： ｕ（ｍ ）－－０．５／、／ ＝０．２８９ ｍｇ 无水碳酸钠称量＝ （ｍ天平）／ｍ碳酸钠＝Ｏ．０００ ２８９／０．２０＝１．４５ｘｌＯ。３ 何凤芹：尿素中碱度含量测定的不确定度分析 无水碳酸钠的纯度为９９．９５％一１００．０５％，ｕ＿光 碳酸钠纯度＝ ￡，（毫 ｘｕ￣（ｘ）１０．０１０×０．０９ ７４＝０．Ｏ００ ９７％ ６扩展不确定度【４】 ，０．０５％／、／３＝０．０００２９。因此。合成的不确定度： ＭＩｄ（，ｎ）＝（“２无水碳酸钠称量＋ 无水碳酸钠纯度） ｌ－１．４８ｘ１０－３ ４．６滴定溶液最终所消耗碳酸钠溶液的体积不确定度Ｈ（ ） 取 ＝２，则Ｕ＝２ｘ０．０００ ９７％＝０．００ｌ ９％。 ７结语 ５０ ｍＬ滴定管的最大允差为０．０７３ ｍＬ，属均匀分布。则 通过上述不确定度分析。结果表明，容量法测定尿素中 碱度的不确定度有样品重复性、样品滴定消耗的体积、盐酸 滴定管不确定度为“（管）＝０．０７３／、／丁＝０．０４２ ｍＬ，温度变化 的范围为±５℃，近似矩形三角形分布： 标准溶液的标定等合成标准不确定度；酸度计校准和ＫＨＰ 的纯度引起的不确定度，由于误差太小可以忽略不计。其中 盐酸标准溶液滴定的不确定度对该试验的测定结果影响最 大口 。因此，在容量法测定尿素中碱度的试验中，应严格按 照试验标准“双人八标”的要求进行标准溶液的配制和标 Ｍ（温度）＝５０ｘ２．１ｘｌＯ－４ｘ５／、／丁＝０．０３０ ３ ｍＬ Ｍｆ ）＝Ｘ／—００４２２＋０—０３０ ３２＝０．０５１ ８ｍＬ ．．４．７盐酸标准液标定时的不确定度 【厂） 标定重复测得数据：Ｃ１－０．１０９ ３３ ｍｏｌ／Ｌ，Ｃ￣－－０．１０９ ４１ ｍｏＦＬ， 定，尽量减少不必要的误差。确保试验检测工作的顺利进 ｃ３＝０．１０９ ５５ ｍｏｌ／Ｌ，Ｃ４＝０．１０９ ４９ ｍｏｌ／Ｌ；通过计算得 ＝０．１０９ ４ 行，获得准确可靠的试验数据。 ｍｏｌ／Ｌ。 ８参考文献 【１】吴秋婷，陈嘉东，钟国才，等．比色法测定大米中直链淀粉含量的不确 （Ｃｉ－Ｃ￣）２定度分析［Ｊ］．广东农业科学，２０１１，３８（２）：１６６—１６８． ｓ一 １一ｏ－… 【２］ＨＧ／Ｔ２８４３—１９９７化肥产品化学分析常用标准滴定溶液、标准溶液、 试剂溶液和指示剂溶液【Ｓ】 北京：化学工业出版社，１９９７． ｕ （ ＝（ｓ／ｃ０）２＝（０．０００ ４６）。：０．２１ｘｌ 【３】中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理 引入的不确定度为： 委员会．ＧＢ，Ｔ２４４１．５—２０１０尿素的测定方法第５部分：碱度容量法 “Ｉｄ（Ｃ）＝【Ｅ （ｍ）＋￡ ｄ（ ）＋￡ Ｉｄ（厂重复性）］’ Ｏ．０９６ ８ 【Ｓ１．北京：中国标准出版社，２０１０． 一【４】国家质量技术监督局．ＪＪＦ１０５９—１９９９测量不确定度评定与表示【Ｓ】．北 ５合成标准不确定度嗍 京：中国计量出版社．１９９９． 相对合成标准不确定度： ［５】李子江．尿素中总氮含量测定的不确定度评定叨．化学工程师，２００８， ￡‘Ｉｄ（Ｘ）＝【Ｌ ｄ（ ）＋Ｉ正 （ｙｌ— ｏ）＋ （ Ｔ）＋Ｅ Ｉｄ（Ｃ）】ｍ＝Ｏ．０９７ ４％ ２２（６）：５５—５６，６４． ［６】中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．ＪＪＦ１１３５—２００５化学分 合成标准不确定度： 析测量不确定度评定【Ｓ】．北京：中国计量出版社，２００５． （上接第１７页） ＋气温 ＋露天温度 ３０． 气温 ＋地面温度 露天温度 ２８． 地面温度 ２６． 蝎 ２４． ２２． ２０ｏ３ ２Ｏ０４ ２ｏ０５ ２ｏｏ６ ２ｏｏ７ ２０ｏ８ ２０ｏ９ ２０１０ ２０１１ ２０． ２０ｏ３ ２００４ ２（）０５ ２００６ ２００７ ２００８ ２００９ ２０１０ ２０ｌ１ 年份 年份 图３ ２ｏ０３—２０１１年夏季新乡地区高温睛天温度曲线 图２ ２ｏ０３—２０１１年夏季新乡地区阴雨天温度曲线 其是精细农业、科学种植对气象的依赖越来越大，及时、准 在露天状态下，观测仪器的感应部分和雨水直接接触，通过 确、精细化的天气预报深受公众尤其是农民的欢迎。研究表 空气的流动（风）把一部分热量带走，风力越大带走的热量 明。露天温度和地面温度更加接近生活环境温度，对这２项 就越多，那么相应的温度也就越低［５１。 气象要素的观测很有意义。在初步掌握气象要素变化规律的 ３．３高温睛天的观测数据 基础上，开展地面尤其是露天温度的预报服务很有必要，可 从图３可以看出，由于地面和露天温度观测仪器是 更好地服务于工农业生产与人们的生活［司。 安放在露天状态下。受到太阳的直接辐射和地面的反辐 ５参考文献 射后，升温更加地明显，变化更加地剧烈，因而露天温度平 ［１】中国气象局．地面气象观测规范【Ｍ】．北京：气象出版社，２００３． ［２】成都气象学院．气象学［Ｍ】．北京：农业出版社，１９７９． 均值比气温高２．５℃，极端天气比气温高４．８℃，极高值达 【３】孙俊艳，祝晓红，庞涛，等．百叶箱内温度与露天温度的实况对比分析 到４２．４℃。地面温度平均值比气温高ｌ２．７℃，极端天气 ｍ．安徽农学通报，２００９，１５（２４）：１４５—１４６，６１． 最高值达到６３．３℃。但出现日极值的时间基本一致，均在 ［４】任芝花，涂满红，陈永清，等．玻璃钢百叶箱与木制百叶箱内温湿度测 量的对比分析叨．气象，２００６，３２（５）：３５—４Ｏ． １４：００—１５：００。 【５】刘连吉，顾晶．台站用百叶箱内外气温比对与分析［｜】．青岛海洋大学 ４结语 学报：自然科学版。１９９４，２４（１）：１０—１４． ［６】卢英，吴芳，胡伟，等库车Ｌ波段与５９—７０１两种探空系统高度、温 近年来，随着社会的发展进步，科学发展成为主题，尤 度、露点资料对比［Ｊ］．沙漠与绿洲气象，２０１０，４（Ｂ８）：７９—８０．
