分析火焰原子吸收分光光度法测定矿石中铜的含量的不确定度评定

　　该文先是对测试实验进行了概述，又详细阐述了不确定度的评定，分析介绍了重复性实验的变化，最后分析说明了本次实验的结果。

　　对某一样品中的某一元素含量进行测定，测定值所处的范围是不确定度的评定，在测量的过程中，测量结果会受到多种因素的影响，从而导致测量结果中存在着误差，因此需对影响误差的因素进行描述。随着科学技术的不断发展，不确定度也受到人们广泛的关注，因此不论是产品质量的检验中，还是对风险的控制过程中，都会对不确定度进行评定，以提高质量管理水平。

　　一、测试实验的概述

　　实验用仪器。在使用火焰原子吸收分光光度法对矿石中铜含量的不确定度进行评定时，使用的主要仪器为北京普析通用仪器有限公司设计生产的型号为TAS-986的原子吸收分光光度计和瑞士梅特勒公司生产的M5型号的电子分析天平。

　　实验还需要用到盐酸、高氯酸、硝酸、氢氟酸等溶液，均属于优级纯的级别。

　　本次实验的用水定为去离子水。

　　实验方法。在已经经过烘干粉碎处理的矿石之中取大约0.2g左右，放置在100ml的烧杯中，并在烧杯中依次加入10ml的盐酸、1ml的高氯酸、5ml的硝酸以及5ml的氢氟酸，将烧杯放置在电热板上进行加热，并在加热的过程中，对烧杯中的物质进行搅拌，等到烧杯中的样品完全溶解后，还需要继续加热，加热至白烟不再冒为止。然后将烧杯冷却，再加入5ml左右的盐酸，再放到电热板上继续加热进行提取，等到烧杯冷却后，将烧杯中的样品倒入50ml的比色管中，将其进行摇匀。摇匀之后，需要用TAS-986的原子吸收分光光度计进行测定，测出矿石中铜的含量。

　　矿石中铜含量的数学模型。

　　（1）

　　在公式（1）中， 代表的是样品经过稀释之后的浓度，（ ）；m代表的是样品的质量（g）； 代表的是样品稀释之后的体积，（mL）； 代表的是样品在稀释之前的体积，（mL）； 代表的是样品在稀释时，所使用的母液体积，（mL）；f代表的是样品在测试的过程中的回收率。

　　二、不确定度的评定

　　在对矿石中铜含量的测定过程中存在的不确定度主要包括以下几种：天平的平衡性、样品的回收率、样品体积等。

　　样品制备过程中的不确定度。该文原载于中国社会科学院文献信息中心主办的《环球市场信息导报》杂志http：//www.ems86.com总第514期2013年第31期-----转载须注名来源称矿石样品质量0.2g时，所使用的天平的最小分度是0.1mg，有关规定指出，准确度高的天平在对重量为200g的物体进行称重时，允许的误差范围是 ，而样品的质量需要进行两次称量才能确认。天平称重时所产生的误差是矩形形状的分布，两次天平称重所造成的样品质量上的差异就是不确定度。

　　（2）

　　样品重量在天平中所呈现出来的素质与现行之间的影响不大，因此天平造成的不确定度可以表示为：

　　（3）

　　（4）

　　样品消化过程中存在的不确定度。回收率：样品在消化的过程中会出现消化不彻底或者是出现铜污染的现象，因此，矿石样品中的铜测量的结果就不是100%的精确了，而是存在着误差。在本次实验中，对矿石样品进行了12次的加标回收，回收率已经达到了97%-103%。矿石样品中的回收率中的不确定度可以根据标准JJF1059-1999进行计算。

　　（5）

　　（6）

　　样品测量过程中的不确定度。目前我国矿石中铜的不确定度的评定中所使用的标准是GBW08615，要求质量的浓度在1000mg/L，而标准中所规定的不确定度是1mg/L，查找之后属于B类，K=3.那么铜的不确定度是：

　　（7）

　　（8）

　　在公式中， -不确定度； -相对不确定度； -标准中规定的质量浓度。

　　器皿造成的不确定度。在样品稀释的过程中，会使用到不同的玻璃器皿，且玻璃器皿都有最大的容量值，在取各种液体时，允许的误差范围是 ，根据矩形分布的原理，k= ，那么玻璃器皿所造成的不确定度/相对不确定度进行表示是：

　　（9）

　　（10）

　　使用最小二乘法对标准曲线进行校准时造成的不确定度。在使用火焰原子吸收分光光度法对矿石中铜含量进行确定时，需要使用到浓度水平不同的铜溶液，并通过火焰AAS法对其进行3次测定，就可以得到吸光值Y了，然后再使用最小二乘法进行曲线的拟合，就可以得到一个直线方程： 与系数r。通过直线方程式得出溶液的平均浓度为 ，那么 的不确定度是：

　　（11）

　　公式中， （12）

　　溶液中的吸光值所产生的残差标准差是：

　　（13）

　　标准溶液中的质量浓度平方和为：

　　（14）

　　本次实验对矿石溶液进行测量的次数是12次，而 的测量次数p是6次。

　　（15）

　　6、样品在测量过程中产生的不确定度之和

　　（16）

　　三、重复性实验的变化

　　在对实验进行了重复，并对矿石样品进行了独立的测试。次数控制在6次左右，得出铜的含量分别是0.1304%、0.1280%、0.1264、0.1224、0.1360、0.1280，那么铜元素的含量平均值就可以用以下公式进行计算：

　　（17）

　　对铜元素进行单次测量时，得出的不确定度为：

　　（18）

　　通过计算得出的平均值是：

　　（19）

　　四、本次实验的结果

　　使用火焰原子吸收分光光度法对矿石中铜的含量的不确定度进行测定的过程中，根据标准GB/T14506-2010对矿石中铜含量的平均值进行计算是：

　　（20）

　　结语：

　　综上所述，使用火焰原子吸收分光光度法对矿石中的铜含量的不确定度进行评定时，需要从多个方面进行考虑，以保证计算出的不确定度的准确性，保证铜元素含量测定结果的精确性。

　　岳楠楠（作者单位：山东黄金矿业（莱州）有限公司三山岛金矿）

　　作者简介：岳楠楠 ，1985年5月，女，汉，山东省临沂市，研究生，助理工程师，分析化学新方法及新技术，从事矿山化验工作。