Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ không đảm bảo đo trong phân tích hoá học định lượng

bero3a
bero3a(1890 tài liệu)
(12 người theo dõi)
Lượt xem 98
6
Tải xuống 2,000₫
(Lịch sử tải xuống)
Số trang: 73 | Loại file: PDF
0

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 20/10/2012, 08:54

Mô tả: Hướng dẫn này đưa ra các ví dụ cụ thể về ước lượng độ không đảm bảo cho các chỉ tiêu thử nghiệm. Trong hướng dẫn sẽ đưa ra các ví dụ cụ thể cho các chỉ tiêu phân tích hoá học định lư VĂN PHÒNG CÔNG NHẬN CHẤT LƯỢNG Bureau of Accreditation (BoA) HỆ THỐNG CÔNG NHẬN PHÒNG THÍ NGHIỆM VIỆT NAM Vietnam Laboratory of Accreditation Scheme (VILAS) HƯỚNG DẪN CÁC VÍ DỤ ƯỚC LƯỢNG ĐỘ KHÔNG ĐẢM BẢO ĐO TRONG PHÂN TÍCH HOÁ HỌC ĐỊNH LƯỢNG Mã số: AGL 19 Lần ban hành: 1.04 Ngày ban hành: Biên soạn Xem xét Phê duyệt Họ tên Hoàng Thanh Dương Vũ Xuân Thủy TS.Hồ Tất Thắng Ký tên THEO DÕI SỬA ĐỔI TÀI LIỆU TT Vị trí Nội dung sửa đổi Ngày sửa đổi Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18 Lần ban hành : 1.04 Trang : 1 Lời mở đầu: Hướng dẫn này được xây dựng dựa trên nguyên tắc của các tài liệu sau: 1. EURACHEM: Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement, Laboratory of the Government chemist, London, UK, 1995. ISBN 0-948926-08-02. 2. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement, ISO, Geneva, Switzerland 1993. ISBN 92-67-10188-9. 3. Protocol for uncertainty evaluation from validation data, Valid Analytical Measurement, report number LGC/VAM/1998/088, January 2000. 4. ISO 5725:86: Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results Part 1-6. 5. SAC-SINGLAS Technical Guide 2. A guide on measurement uncertainty in chemical analysis, First edition, April 2000 GIỚI THIỆU CHUNG Hướng dẫn này đưa ra các ví dụ cụ thể về ước lượng độ không đảm bảo cho các chỉ tiêu thử nghiệm. Trong hướng dẫn sẽ đưa ra các ví dụ cụ thể cho các chỉ tiêu phân tích hoá học định lượng. Từ ví dụ đơn giản đến ví dụ ước lượng độ KĐB cho các chỉ tiêu phân tích phức tạp, nhiều bước trong quá trình thử nghiệm. Mục đích của hướng dẫn là để hỗ trợ, cung cấp cho các phòng thử nghiệm hóa học có một bức tranh tổng quát về các bước ước lượng độ KĐB cho các chỉ tiêu cụ thể và có thể áp dụng để ước lượng độ KĐB cho các chỉ tiêu cụ thể của PTN. Nội dung hướng dẫn gồm 3 phân chính như sau: I. Ước lượng độ không đảm bảo thành phần từ những dữ liệu có sẵn II. Ước lượng độ không đảm bảo cho một số bước trong quá trình phân tích III. Ước lượng độ không đảm bảo cho một số chỉ tiêu thử nghiệm cụ thể Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18 Lần ban hành : 1.04 Trang : 2 I. ƯỚC LƯỢNG ĐỘ KĐB THÀNH PHẦN TỪ NHỮNG DỮ LIỆU CÓ SẴN 1. Qui định kỹ thuật của nhà sản xuất cung cấp cho bình định mức 100mL cấp A là ± 0.08mL. Tính độ không đảm bảo chuẩn của thể tích bình? Qui về Phân bố dạng hình chữ nhật - độ không đảm bảo chuẩn là: 0.08/ 3 = 0.046 mL 2. Qui định kỹ thuật của nhà sản xuất cho pipet 2mL là ± 0,01mL. Tính độ không đảm bảo chuẩn của thể tích chất lỏng chuyển qua pipet? Qui về Phân bố dạng hình chữ nhật - độ không đảm bảo chuẩn là: 0.01/ 3 = 0.0058 mL 3. Chứng chỉ hiệu chuẩn cho cân 4 số cho biết độ không đảm bảo đo là ± 0,0004g với mức độ tin cậy không ít hơn 95%. Tính độ không đảm bảo chuẩn? Mức tin cậy 95% nên qui về phân bố chuẩn và độ KĐB chuẩn bằng độ KĐB mở rộng chia 2 0.0004/2 = 0.0002 g 4. Độ tinh khiết của một hợp chất hoá học được nhà cung cấp đưa ra là (99,9 ± 0,1) %. Xác định độ không đảm bảo chuẩn của độ tinh khiết của hợp chất? Qui về Phân bố dạng hình chữ nhật - độ không đảm bảo chuẩn là: 0.1/ 3 = 0.058 % 5. Một quả cân hiệu chuẩn được chứng nhận là 10.00000g ± 0.04mg với mức tin cậy ít nhất là 95%. Tính độ không đảm bảo chuẩn của quả cân? Mức tin cậy 95% nên qui về phân bố chuẩn và độ KĐB chuẩn bằng độ KĐB mở rộng chia 2 0.04/2 = 0.02 mg 6. Độ lệch chuẩn của các lần cân lặp lại của quả cân 0,3g là 0,00021g. Tính độ không đảm bảo chuẩn? Độ lệch chuẩn chính là không đảm bảo chuẩn nên độ KĐB chuẩn là: 0.00021 g 7. Chứng chỉ hiệu chuẩn của pipet 25mL cấp A có ghi độ không đảm bảo là ± 0.03mL. Độ không đảm bảo này được dựa vào độ không đảm bảo chuẩn nhân với hệ số phủ k=2, cho một mức độ tin cậy xấp xỉ là 95%. Tính độ không đảm bảo chuẩn của thể tích chất lỏng chuyển qua pipet? Có hệ số phủ k = 2 nên qui về phân bố chuẩn và độ KĐB chuẩn là: 0.03/2 = 0.015mL Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18 Lần ban hành : 1.04 Trang : 3 8. Độ không đảm bảo của thể tích dung dịch trong bình định mức Đổ dung môi hữu cơ hoà tan vào bình định mức 100ml đến vạch định mức. Tính độ không đảm chuẩn của thể tích chất lỏng trong bình định mức? Cho các dữ liệu sau: - Kết quả của 10 lần thực hiện (cân và) đổ vào bình định mức cấp A 100mL có độ lệch chuẩn là 0.01732mL - Qui định kỹ thuật của nhà sản xuất cho bình là ± 0.08mL. Hệ số nở của thể tích của dung môi hữu cơ hoà tan là 1x10-3 0C-1 - Sự khác nhau giữa nhiệt độ phòng thử nghiệm và nhiệt độ hiệu chuẩn bình định mức được ước lượng là ±30C với mức tin cậy là 95%. Tính ª Độ không đảm bảo chuẩn do sự khác nhau giữa những lần đong và cân chính là độ lệch chuẩn: 0.01732mL ª Từ qui định kỹ thuật của nhà sản xuất qui về phân bố hình chữ nhật và tính ra độ không đảm bảo chuẩn của thể tích bình là ±0.08/ 3 = 0.046mL ª Độ không đảm bảo do sự khác nhau giữa nhiệt độ phòng thí nghiệm và nhiệt độ hiệu chuẩn bình được ước lượng là ±Vx3x1x10-3mL với V là thể tích của bình, 3 là sự biến thiên nhiệt độ có thể và 1x10-3 là hệ số nở thể tích của dung dịch chất hữu cơ. Vì thể tích giãn nở của chất lỏng lớn hơn nhiều thể tích giãn nở của bình nên chỉ quan tâm đến thể tích giãn nở của dung dịch. Sự khác nhau về thể tích do ảnh hưởng nhiệt độ được tính (dựa vào mức độ tin cậy là 95%) là: 100 x 3 x 1 x 10-3 = 0.3mL Và được chuyển thành độ lệch chuẩn bằng các chia cho hệ số phủ k=2 Độ không đảm bảo do ảnh hưởng của nhiệt độ là 0.3/2=0.15mL Tổng hợp 3 thành phần độ không đảm bảo trên sẽ được độ không đảm bảo của thể tích dung dịch trong bình định mức là: 16.0150.0046.00173.0222=++=vu mL 9. Độ không đảm bảo của thể tích chất lỏng chuyển qua pipet Một pipet 2mL cấp A được sử dụng để pha dung môi hữu cơ. Tính độ không đảm bảo chuẩn thể tích chất lỏng được chuyển qua pipet? Cho các dữ liệu sau: - Các thể tích từ 10 lần lặp lại việc chuyển chất lỏng từ pipet 2mL cấp A có độ lệch chuẩn là 0.0016mL - Qui định kỹ thuật của nhà sản xuất pipet là ± 0.01mL. Hệ số nở thể tích của dung môi hữu cơ là 1x10-3 0C-1 - Sự khác nhau giữa nhiệt độ phòng thử nghiệm và nhiệt độ hiệu chuẩn bình định mức được ước lượng là ± 30C với mức tin cậy là 95%. Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18 Lần ban hành : 1.04 Trang : 4 Tính ª Độ không đảm bảo chuẩn do việc đong lặp lại dung môi qua pipet chính là độ lệch chuẩn: 0.0016mL ª Độ không đảm bảo do hiệu chuẩn pipét từ nhà sản xuất được qui theo phân bố dạng hình chữ nhật. Vậy độ không đảm bảo do hiệu chuẩn pipet là: 0.01/ 3= 0.0058mL ª Độ không đảm bảo do sự khác nhau giữa nhiệt độ phòng thí nghiệm và nhiệt độ hiệu chuẩn pipet ước lượng là ± V x 3 x 1 x 10-3 mL với V là thể tích của pipet, 3 là sự thay đổi nhiệt độ và 1x10-3 là hệ số giãn nở thể tích của dung môi hữu cơ. Vì thể tích giãn nở của chất lỏng lớn hơn thể tích giãn nở của pipet nên chỉ cần tính độ giãn nở của dung môi. Sự biến thiên về thể tích do ảnh hưởng của nhiệt độ được tính là: 2 x 3 x 1 x 10-3 = 0.006 mL Sau đó chuyển thành độ lệch chuẩn bằng cách chia cho 2 nên độ không đảm bảo do ảnh hưởng của nhiệt độ là: 0.006/2 = 0.0030 mL Tổng hợp 3 thành phần độ không đảm bảo trên sẽ cho độ không đảm bảo của thể tích dung môi chuyển qua pipet là: 0067.00030.00058.00016.0222=++=vu mL 10. Độ không đảm bảo cân Một phương pháp yêu cầu cân một chuẩn nội bộ 100mg trên cân 4 số. Tính độ không đảm bảo chuẩn của việc cân? - Chứng chỉ hiệu chuẩn của cân có nêu độ không đảm bảo đo là ± 0.0004g với mức độ tin cậy không dưới 95% - Cân lặp lại quả cân 100mg trên cân 4 số có độ lệch chuẩn là 0.000041g Tính ª Độ không đảm bảo từ việc hiệu chuẩn cân được tính toán từ chứng chỉ hiệu chuẩn. Độ không đảm bảo được trích dẫn là ±0.0004g với mức tin cậy là 95%. Biến đổi thành độ lệch chuẩn bằng cách chia độ không đảm bảo cho 2. Độ không đảm bảo hiệu chuẩn là: 0.0004/2= 0.0002g = 0.200mg ª Độ không đảm bảo do sự biến thiên của các lần đọc cân là độ lệch chuẩn của các phép cân lặp lại: 0.000041g = 0.041mg ª Tổng hợp độ không đảm bảo trên sẽ cho độ không đảm bảo của khối lượng vật liệu là: 208.0041.0200.022=+=wumg Hng dn cỏc vớ d c lng KB o trong phõn tớch hoỏ hc nh lng AGL 18 Ln ban hnh : 1.04 Trang : 5 11. khụng m bo ca nng mt dung dch Dung dch chun ni b c chun b bng ho tan khong 100mg vt liu (cõn bng cõn 4 s) trong mt dung mụi hu c ho tan v y vo bỡnh nh mc ti vch 100mL . Tớnh nng ca dung dch theo mg/L. Tớnh khụng m bo chun v khụng m bo m rng ca nng dung dch ? D liu: - 100.5mg vt liu c cõn. khụng m bo chun liờn quan ti vic cõn ny c tớnh vớ d 10 trờn. - tinh khit ca vt liu c trớch dn t nh sn xut l (99.9 0.1)%. - khụng m bo chun ca th tớch cht lng trong bỡnh nh mc 100mL c tớnh trong vớ d 9 trờn. Tớnh Cỏc ngun khụng m bo gúp phn vo ton b khụng m bo ca nng dung dch l: ỉ Vic cõn vt liu chun b dung dch; ỉ tinh khit ca vt liu; ỉ Th tớch cui cựng ca dung dch. Cỏc khụng m bo liờn quan l: - Cõn vt liu (uw): 0.208mg - tinh khit ca vt liu (up): 0.1/ 3 = 0.00058% - Th tớch cui cựng: 0.16 mL Nng ca dung dch l C (mg/L) c tớnh theo cụng thc sau: 1000)/( ìì=VPWLmgC Trong ú: W: khi lng ca vt liu s dng (mg) P: tinh sch ca vt liu s dng (% tinh sch chia 100) V: Th tớch cui cựng ca dung dch (mL) Nng ca dung dch l: Lmg /0,100410001009,995,100=ìì Vỡ cỏch tớnh nng ch gm phộp nhõn v chia, cỏc thnh phn khụng m bo c tng hp nh cỏc lch chun tng i (relative standard deviations) T ú chỳng ta cú th tớnh khụng m bo tng hp ca nng dung dch chun ni b l: 222Ư++=VuPuWuCuvpwc 69,210016,0999,000058,05,100208,01004222=++ì=cumg/L Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18 Lần ban hành : 1.04 Trang : 6 Giá trị của độ không đảm bảo chuẩn của nồng độ dung dịch chuẩn nội bộ là 2.69mg/L Độ không đảm bảo mở rộng là 5.38mg/L được tính toán bằng cách sử dụng hệ số phủ k=2 Nồng độ của dung dịch có thể được công bố trong báo cáo là: 1004 ± 5 mg/L và ghi chú là độ không đảm bảo được tính dựa vào độ không đảm bảo chuẩn nhân với hệ số phủ k=2 và cho một mức độ tin cậy là xấp xỉ 95%. Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18 Lần ban hành : 1.04 Trang : 7 II. ƯỚC LƯỢNG ĐỘ KĐB CHO MỘT SỐ BƯỚC TRONG QUÁ TRÌNH PHÂN TÍCH 1. CÂN 1.1 Mục đích 1.1.1 Cân 500mg Cu bằng các phương pháp cân khác nhau 1.1.2 Các báo cáo khối lượng Wt bình đựng + Cu, g 32,5829 Wt bình đựng, g 32,0822 Wt Cu, g 0,5007 Chú thích: Wt là Khối lượng 1.2 Xác định nguồn không đảm bảo của phép phân tích 1.2.1 Đồ thị nguyên nhân và kết quả/ảnh hưởng 1.3 Định lượng các độ không đảm bảo thành phần 1.3.1 Sự tinh tinh khiết của kim loại đồng Các nhà cung cấp đưa ra thông báo về độ tinh khiết của Cu trong chứng chỉ phân tích khối lượng Cu là 99,99 ± 0,01% mà không đề cập đến độ tin cậy của nó. Vì không ai đưa ra giới hạn tin cậy của độ tinh sạch này, chúng tôi đưa ra 1 phép tính về độ không đảm bảo theo phân bố dạng chữ nhật nên độ không đảm bảo chuẩn u (PCu) là 000058,03/0001,0 = 1.3.2 Qui trình cân 1.3.2.1. Hiệu chuẩn tuyến tính Hiệu chuẩn bên ngoài của cân được sử dụng để tuyên bố rằng sự khác nhau giữa trọng lượng thật trên đĩa cân và số (trọng lượng) đọc trên thước chia độ trong khoảng ± 0,05mg với độ tin cậy 95%. PCu tinh khiết Khối lượng WCu Độ lặp lại Khối lượng m (bì) Khối lượng m (tổng) Tuyến tính Tuyến tính Độ nhạy Độ lặp lại Độ nhạy Hiệu chuẩn Khối lượng m Hiệu chuẩn Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18 Lần ban hành : 1.04 Trang : 8 Với sự phân bố bình thường, độ tin cậy 95% cho một hệ số là 1,96. Bởi vậy độ không đảm bảo liên quan diễn đạt như độ lệch chuẩn là 0,05/2 = 0,025mg Chú ý: độ không đảm bảo của thành phần này tăng lên gấp đôi bởi liên quan đến 2 lần cân một lần là trước khi thêm kim loại Cu và 1 lần là sau khi thêm Cu 1.3.2.2. Độ lặp lại Lặp lại 10 lần phép đo cả bì và trọng lượng tổng số có 1 độ lệch chuẩn của các sai khác giữa các lần cân là 0,06mg với khoảng trọng lượng trong khoảng từ 20mg đến 100mg Chú ý: Chúng ta tính độ lặp lại chỉ duy nhất 1 lần bởi vì nó đã được tính về sự khác nhau của trọng lượng đưa đến một độ lệch chuẩn của các lần cân khác nhau 1.3.2.3. Độ nhạy Độ nhạy của cân có thể không được quan tâm vì những trọng lượng khác nhau được đo trên cùng 1 cân phạm vi rất hẹp 1.3.2.4. Tính độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp trong quy trình cân u (mCu) = ( )2206,0025,02 += 0,07mg 1.4 Tổng kết các giá trị của độ không đảm bảo Mô tả Giá trị x u(x) u (x)/x Độ tinh khiết của kim loại Cu, P 0,9999 0,000058 0,000058 Wt của kim loại Cu (mg) 500,7 0,07 0,00014 1.5 Tính độ không đảm bảo tổng hợp và độ không đảm bảo mở rộng Bởi vì độ không đảm bảo tổng hợp u (WCu) / WCu 2200014,0000058,0 +== 0,00015 vậy u (wCu) = 0,00015 . 500,7 = 0,07 Độ không đảm bảo mở rộng với hệ số phủ k = 2 là: U (WCu) = 0.07 x 2 = 0.14 Để khối lượng đồng 500.7mg báo cáo độ không đảm bảo là: 500,7 ± 0,14 mg với hệ số phủ k=2 [mức độ tin cậy xấp xỉ 95%] Ghi chú phân bố độ không đảm bảo của độ tinh khiết của đồng là rất nhỏ có thể không tính đến. Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18 Lần ban hành : 1.04 Trang : 9 2. SỰ CHUẨN BỊ THỂ TÍCH 2.1 Mục đích 2.1.1 Để chuẩn bị một axít đồng hoá dung dịch chuẩn nitrat Cu từ 500.7mg Cu pha trong bình định mức 500mL 2.1.2 Các bước tiến hành là: a) Cân 500mg Cu tinh khiết trong cốc cân b) Dùng 5mL axit nitrit đặc hoà tan Cu c) Khi phản ứng ngừng và Cu đã hoà tan hoàn toàn trong dung dịch axit. Chuyển dung dịch này vào bình định mức 500mL. Thêm nước cất đến vạch định mức. 2.2 Xác định nguồn không đảm bảo 2.2.1 Sơ đồ nguyên nhân và ảnh hưởng U (W)/W 500mL dung dịch Hiệu chuẩn thể tích V Độ lặp lại Ảnh hưởng T0 2.3 Xác định độ không đảm bảo thành phần 2.3.1 Sự không đảm bảo khi cân là yếu tố hình thành đầu tiên khi cân 500,7mg ± 0,14mg với hệ số phủ là 2 2.3.2 Hiệu chuẩn thể tích của nhà sản xuất Tuyên bố của nhà sản xuất là bình định mức 500mL có sai số ± 0,15mLở nhiệt độ 200C. Không có 1 tuyên bố về độ tin cậy nào. Bởi vậy chúng ta cho rằng có một phân bố dạng tam giác vì thể tích thật dao động gần tâm hơn là khoảng giới hạn xa. Do vậy độ không đảm bảo trong hiệu chuẩn là 0,15/ 6 = 0,06mL. 2.3.3 Lặp lại các phân tích thể tích Lặp lại 10 lần đổ đầy và cân bình định mức 500mL cho một độ không đảm bảo chuẩn dưới dạng độ lệch chuẩn là 0,04mL số này được dùng để tính trực tiếp kết quả cuối cùng. 2.3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ Theo nhà sản xuất, bình định mức được hiệu chuẩn ở 200C, bởi thế trong phòng thí nghiệm giới hạn thay đổi trong khoảng ±40C. Độ không đảm bảo sinh ra từ ảnh hưởng này có thể được tính từ việc ước lượng khoảng nhiệt độ và hệ số nở thể tích. Vì độ nở . tính từ việc ước lượng khoảng nhiệt độ và hệ số nở thể tích. Vì độ nở Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định lượng AGL 18. trên, phân bố của độ không đảm bảo khi cân nhỏ hơn nhiều so với việc chuẩn bị thể tích Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ KĐB đo trong phân tích hoá học định

— Xem thêm —

Từ khóa: ước lượng độ không đảm bảophân tích hóa học đinh lượng phân tích hóa học Ước lượng ước lượng phân tích hóa

Xem thêm: Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ không đảm bảo đo trong phân tích hoá học định lượng, Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ không đảm bảo đo trong phân tích hoá học định lượng, Hướng dẫn các ví dụ ước lượng độ không đảm bảo đo trong phân tích hoá học định lượng

Gửi bình luận

Bình luận
Lên đầu trang
  • luanvan01
    luanvan01 · Vào lúc 07:45 am 13/04/2013
    Cám ơn bero3a đã chia sẻ tài liệu bổ ích này nhé!
  • mat_hoa_da_phan
    mat_hoa_da_phan · Vào lúc 08:01 am 17/07/2013
    Tài liệu hay giá tốt đấy bác
  • hồng dung
    hồng dung · Vào lúc 01:10 pm 30/09/2013
    Mình học hỏi được rất nhiều kinh nghiệm :)
  • fresh boy 27
    fresh boy 27 · Vào lúc 02:02 pm 14/12/2013
    Cảm ơn bạn đã chia sẻ những cuốn sách hay
  • Huyen KT
    Huyen KT · Vào lúc 05:14 am 15/12/2013
    Tài liệu rất hữu ích! cảm ơn bạn nhé!
Xem thêm
Đăng ký

Generate time = 0.098014831543 s. Memory usage = 13.41 MB