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测定矿石试样中铁的百分含量(铁矿石中全铁含量的测定误差分析)

测定矿石试样中铁的百分含量(铁矿石中全铁含量的测定误差分析) 铁矿石中全铁含量和质量分数测量不确定度的评定

1.测量方法和测量过程

1.1试验依据:GB 6730.5-86《铁矿石化学分析方法:三氯化钛-重铬酸钾容量法测定总铁含量》

1.2环境条件:室温

1.3标准物质(标准溶液):重铬酸钾标准试剂和重铬酸钾标准溶液(CK2Cr207=0.008333mol/L/L)

1.4仪器设备:天平、容量瓶、酸滴定管。

1.5测量过程:

称取0.2000g样品,用盐酸和氯化亚锡分解,过滤,保留滤液为主溶液;残渣用氢氟酸处理,用焦硫酸钾熔融,用酸浸出,然后并入主溶液。以钨酸钠为指示剂,用三氯化钛将高价铁还原成低价,形成“钨蓝”,再用重铬酸钾氧化至蓝色消失,加入硫、磷混酸,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用重铬酸钾标准溶液滴定,测定总铁含量。

1.6评定结果的使用:对于满足上述条件的测量,一般可以参考该不确定度的评定结果来检查结果的准确性。在日常测定中,重复性试验的单次测量标准不确定度可以直接使用本评估报告中的数据。

1.7本评估报告包含两个近似值:

在干燥条件下,重铬酸钾参考试剂的含量约为100.00%。

实验室环境由空调节,室温20℃左右。

当温度在20℃左右时,标准溶液的温度修正值很小,对实验结果的影响可以忽略。在不确定度评估中,不考虑由该温度影响量引起的不确定度分量。

1.8评定依据:JJFl059—1999测量不确定度的评定与表示

2.数学模型

式中:—滴定样品与用于空白滴定的重铬酸钾标准溶液的体积之差,ml;

—样品质量,g;

0.0027925—1ml0.008333mol/L重铬酸钾标准溶液相当于铁的量,g;

3.标准不确定度的评估:

3.1级标准不确定度的评定:

A级标准不确定度是在重复性或再现性条件下,对同一样品的测量结果进行统计分析得到的:

采用GB 6730.5-86方法测定铁矿石中铁含量,在重复条件下进行10次测定。结果如表1所示。

表1

序列号

一个

2

10

体积(毫升)

38.89

38.87

38.88

38.87

38.63

38.8

38.75

38.55

38.8

38.95

测量值(%)

54.30

54.25

53.77

54.28

54.29

53.86

53.70

53.83

54.03

53.70

平均值:v1(毫升)= 38.799毫升。

铁%=54.00%

Fe%实验标准偏差:

替代数据:

重复测量的不确定度:

自由度

3.2B级标准不确定度的评定

3 . 2 . 1 k2cr 207标准滴定系数t的标准不确定度评定:

K2Cr207是一种对照品,其纯度一般在三个九以上,因此其纯度引起的不确定度可以忽略不计。K2Cr207标准物质用万分之一自动数字天平称量,其最小读数为0.0001g,其不确定度由天平的不确定度计算。标准溶液在1升容量瓶中配制,由容量瓶的不确定度计算其引起的不确定度。

K2Cr207标准溶液的滴定系数T=0.0027925:数学模型

其中:—K2Cr207质量(2.4515g);

—容量瓶的体积(1L);

5.85——铁的分子量;

24.18—k2cr 207的分子量;

K2Cr207用分辨率为0.0001g的数显天平称重,其不确定度由天平的不确定度计算得出。标准不确定度为:

灵敏度系数

使用容量公差为0.40毫升的1L容量瓶,因此容量瓶

灵敏度系数

自由度

3.2.2样品称量不确定度的评定:

样品用分辨率为0.0001g的万分之一数字天平称量,标准不确定度为:

灵敏度系数

自由度

3 . 2 . 3 k2cr 207滴定溶液体积用量的不确定度评定:

使用50毫升滴定管(A级)进行滴定,容量公差为0.050毫升。考虑到矩形分布,标准不确定度为:

灵敏度系数

自由度

3 . 2 . 4 B类标准不确定度的合成:

替代数据:

3.3合成标准的不确定度:

以上分别评定了总铁含量测定结果的A类和B类标准不确定度,合成标准不确定度由下式计算:

替代数据:

4.不确定度分量评估:

4.1不确定性分量汇总如表2所示。

表2不确定度分量汇总

不确定性成分

不确定性的来源

自由

a级

或者可重复性。

随机效应

6.76×10-3

b类

K2Cr207标准滴定系数t

天平,容量瓶

1.570×10-4

样品称量数量

平衡

6.17×10-5

高锰酸钾滴定溶液滴定管

量管

1.6395×10-3

4.2合成标准不确定度的有效自由度:

5.扩展不确定度的评估;

查t分布表,扩展不确定度为0.096×1.96≈0.20%。

本次测量结果如下:54.00%±0.20%;即95%的概率在53.80%-54.20%之间。

6.结论

讨论了铁矿石中全铁含量测量不确定度的评定方法。可以看出,该方法也适用于其他容量分析,其不确定度主要来源于随机效应和所用玻璃仪器的精度。

 

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