Метод и методика измерения: ГОСТ 4245-72 «Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов».

План измерения: титрование в воде хлорид - ионов раствором азотнокислого серебра в присутствии хромовокислого калия в качестве индикатора.

Средства измерения и оборудование для испытаний: пипетка вместимостью 5см3, микробюретка вместимостью 5см3.

Условия измерения: температура 21 С0 влажность 63 %

1.1 Математическая модель измерения

Расчет содержания хлоридов в воде в мг/дм3 (X) или моль/дм3 (Y) проводится по уравнениям:

неопределенность анализ хлорид отклонение

(1)

(2),

где:

VT2 - объем раствора нитрата серебра, израсходованного на титрование, за вычетом холостой пробы, см3;

M - молярность титрованного раствора;

k -поправочный коэффициент к молярности раствора нитрата серебра;

f1 - атомный вес хлора равный 35,453;

f2 - коэффициент пересчета в дм3 равный 1000;

VCl - объем пробы, взятой для определения хлоридов в см3.

Молярность раствора AgNO3 по методу составляет 0,02ммоль/дм3 и рассчитывается по уравнению

(3)

Точное значение устанавливается на основании титрования стандартным раствором сульфата магния той же молярности и расчета поправочного коэффициента по уравнению:

(4)

Составляющими неопределенности являются ограниченная сходимость результатов самого анализа u(rep) и неопределенность входных величин уравнения (1).

2. Расчет неопределенности анализа хлоридов в образце воды

Для определения хлоридов был отобран образец колодезной воды, при анализе которого получены исходные данные, приведенные в таблице 1.

Расчет по формуле (1) позволил установить содержание хлора в анализируемой пробе Х, равное 198мг/дм3. Составляющими неопределенности, как показано выше, являются неопределенность входных величин уравнения (1) и ограниченная сходимость результатов анализа u(rep), расчет которых показан ниже.

Таблица 1. Исходные данные исследуемого образца

2.1 Неопределенность объемов титранта VT2 и титруемой пробы VCl

2.1.1 Неопределенность объемов титранта u(VT2)

При проведении анализа использовались микробюретка на 5см3 (для титрования) и пипетка на 5см3 (для отбора пробы). Неопределенность объема титранта, пошедшего на титрование 5см3 пробы оценивалась с учетом трех составляющих: неопределенность внутреннего объема микробюретки при калибровке utol, отличие температуры бюретки и раствора от температуры при калибровке utemp; сходимость объема титранта urep.

Неопределенность, указанная производителем для микробюретки вместимостью 5см3, равна ±0,001см3. Она аппроксимируется треугольным распределением со стандартной неопределенностью utol = 0,001/ v6 = 0.00041см3.

Изготовитель калибрует мерную посуду при 200С, а температура в лабораторных условиях варьирует в пределах ±40С. Коэффициент объемного расширения воды Сexp составляет 2,07x10-4 см3/град. Приняв предположение о прямоугольном распределении в заданных пределах, получим стандартную неопределенность:

utemp= (0,324x2,07x10-4x4)/ v3 = 0,00015cм3

Сходимость объема титранта рассчитывалась путем оценки стандартного отклонения S при 10-кратном титровании раствора пробы из микробюретки, принятая за стандартную неопределенность сходимости urep. Среднее значение объема титранта VT2 составило 1,396см3, стандартное отклонение S - 0,010см3.

Поскольку при проведении работы за окончательный результат принимается среднее из трех параллельных определений, значение S уменьшается в 3 раза и составляет 0,0058см3.

Неопределенность объема титранта рассчитываем суммированием этих вкладов:

см3

2.1.2 Неопределенность объема пипетки на 5см3 - u(VCl)

Данная неопределенность обусловлена двумя составляющими: неопределенность внутреннего объема пипетки при калибровке utol и отличие температуры бюретки и раствора от температуры при калибровке utemp.

Неопределенность, указанная производителем, равна ± 0,015см3. Отсюда

utol = 0,015/ v6 = 0.0061см3.

Стандартная неопределенность объема в зависимости от температуры равна:

utemp.= (5х2.07х10?4х4) / v3 = 0.0024см3.

Неопределенность объема пипетки на 5см3 рассчитываем суммированием этих неопределенностей:

см3

2.2 Поправочный коэффициент k

Для расчета величины поправочного коэффициента k 5,0см3 раствора хлористого натрия (VNaCl) нормальностью 0,02 ммоль/дм3 переносится в коническую колбу и разбавляется дистиллированной водой до 100см3.Полученный раствор титруется раствором AgNO3 (VAgNO3) из микробюретки на 5см3. Поправочный коэффициент k рассчитывается по формуле (4).

Неопределенность поправочного коэффициента k зависит от неопределенностей VNaCl, VAgNO3, а также ограниченной сходимости результатов вычисления поправочного коэффициента urep. Для ее вычисления используется выражение:

При оценке сходимости использовали стандартное отклонение S, полученное при расчете k для 10 измерений, которое равно 0,02645. Для трех параллельных измерений S уменьшается в 3 раза и составляет 0,013.

Неопределенность пипетки на 5см3 u(VNaCl) была рассчитана выше и составила 0,00656см3.

Неопределенность значения объема титранта u(VAgNO3) обусловлена, как и в предыдущих случаях, двумя составляющими: неопределенность внутреннего объема бюретки при калибровке utol; отличие температуры бюретки и раствора от температуры при калибровке utemp.

Указанные неопределенности рассчитывались, как было показано ранее, и составили:

utol = 0,001/ v6 = 0.00041 см3;

utemp. = (5х2.07х10?4х4) /v3 = 0.0024см3

Неопределенность объема микробюретки рассчитываем суммированием этих вкладов:

см3

Полученные данные для оценки неопределенности коэффициента k представлены в табл.2

Таблица 2. Данные для оценки неопределенности коэффициента k

. Исходя из этого, неопределенность коэффициента k равна:

2.3. Сходимость результатов urep

Оценку сходимости концентрации хлоридов в пробе проводили на основании расчета стандартного отклонения S по 10 замерам. Учитывая то, что за окончательный результат принимается среднее арифметическое трех параллельных определений, S уменьшается в 3 раза и urep = S/ v3 . В таблице 3 показаны результаты анализа указанной пробы воды на содержание хлоридов.

Таблица 3. Результаты анализа пробы воды на содержание хлоридов

Суммарная неопределенность конечного результата равна стандартной неопределенности - 0,029.

Оценка неопределенности конечного результата проводится на основании суммирования неопределенности всех входных величин уравнения и неопределенности ограниченной сходимости результатов самого анализа. Все данные для этого расчета сведены в таблицу 4.

Таблица 4. Данные для оценки неопределенности конечного результата.

Суммарная относительная неопределенность рассчитывается по уравнению:

Стандартная неопределенность u(x) составляет:

u(x) = X х 0,0315 = 198 х 0,0315 = 6,237мг/дм3

Для определения расширенной неопределенности U(x) умножаем суммарную неопределенность на коэффициент охвата, принимаемый равный 2:

U(x) = 2 х 6,237 = 12,474мг/дм3

Конечный результат равен: Х= 198 ± 12,474 мг/дм3.

Расчет произвел:

Менеджер по качеству___________________Иверова И.В.

Размещено на Allbest.ru