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水泥碱含量测定不确定度的评估
一.概述
1.目的
评定水泥碱含量测量结果的不确定度,找出引起测量结果不确定度的主要来源,并加以分析和量化,以提高分析数据的准确可靠。
2.依据的技术标准
GB/T176-2008《水泥化学分析方法》。
3.使用的仪器设备
分析天平FA2004;经检定合格,精度0.1mg;火焰光度计(WGH-1)精度3%;100ml容量瓶等。
4.测量原理及检测程序
试样经氢氟酸硫酸处理除去硅,用热水浸取残渣,以氨水和碳酸铵分离铁、铝、钙、镁。滤液中的钾、钠用火焰光度计进行测定。
称0.2g(精确至0.1mg)试样于100ml铂皿中,加少量水润湿,加入5-7ml氢氟酸(用塑料量筒)和15-20滴1+1H2SO4,加热,缓慢蒸干。近干时,摇动铂皿至白色SO3烟完全逸尽后,取下冷却。加入40~50mL热水,搅拌并压碎残渣,使其溶解。加1滴甲基红用1+1氨水调至黄色,再加入10ml(NH4)2CO3溶液,搅拌,然后放入通风厨内电热板上加热至沸并继续微沸20min~30min。用快速滤纸过滤,用热水洗几次,冷却至20℃。用
(1)开机
打开主机电源开关。按“reset”键打开液化气罐阀,立即持续按“点火”键,直至火焰点着为止。进蒸馏水,并观察火焰颜色,应呈稳定的蓝色。预热约10min。
(2)测量
调零:进蒸馏水,按“reset”键,显示:111,222…999”
校正:进10ppm标准溶液,待电压值稳定后,按“调试”键凹进,显示“000”,持续按“cal”键直至显示标准“10.0”为止,按“measure”键,显示结果应在10±0.5之间。
检测:进试样溶液,待7-8秒后,按“measure”键,可连续测定试样溶液,最后用标准溶液进行回测,若漂移超出范围(10±0.5),则从“调零”开始,重复上述操作过程。
进蒸馏水,按“调试”键凸出,按“reset”键。
(3)关机
完成测定后,继续进蒸馏水一段时间已洗涤管路,移去蒸馏水,关掉液化气罐阀,待火焰熄灭后,关掉主机电源开关。
5.不确定度评定结果的应用
符合上述条件或十分接近上述条件的同类测量结果,一般可以参照本例的评定方法。
二.数学模型
R2O%=:
式中:ppm—火焰光度计测定值,μg/ml;
v—容量瓶容积,ml;
G—试样的质量,g.
三.测量不确定度的来源分析
R2O测量结果不确定度来源主要包括:
(1)测量重复性的不重复引入的标准不确定度uA1;
(2)分析天平误差引入的标准不确定度uB1;
(3)容量瓶的体积引入的标准不确定度uC1。
(4)火焰光度计的精度引入的标准不确定度uD1。
(5)KCl、NaCl标准溶液引入的不确定度。
四.Na2O标准不确定度的评定:
1.在同一试验条件下,水泥碱含量检测共进行10次,得到测量结果如表1所示:(空白值:K+(ppm):0.2;Na+(ppm):0.3)
表1碱含量检测原始数据
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
平均值
称样量(g)
0.2003
0.2004
0.2006
0.2001
0.2003
0.2004
0.2003
0.2005
0.2003
0.2004
0.2004
Na+(ppm)
4.3
4.4
4.5
4.4
4.5
4.6
4.3
4.4
4.4
4.3
4.4
K+(ppm)
10.6
10.4
10.5
10.7
10.5
10.4
10.3
10.5
10.4
10.5
10.5
Na2O%
0.21
0.22
0.22
0.22
0.22
0.23
0.21
0.22
0.22
0.21
0.22
K2O%
0.53
0.52
0.52
0.53
0.52
0.52
0.51
0.52
0.52
0.52
0.52
Na2O%+0.658K2O%
0.52
0.53
0.54
0.51
0.52
0.54
0.52
0.55
0.52
0.53
0.53
表1中单次实验标准差使用贝塞尔公式计算:
u=S(x)==0.0063
则由重复性引入的相对标准不确定度为:UA1=0.0063/0.22=0.0286
2.电子分析天平计量证书标明其线性为±0.1mg。该数值是托盘上的实际重量与天平读数的最大差值。天平自身的不确定度评价建议采用矩形分布将线性分量转化为标准不确定度。因此,天平的线性分量转化为为标准不确定度0.1/=0.06mg;此分量必须计算两次,一次作为空盘,另一次为毛重,以为每一次称重均为独立的观测结果,两者的线性影响检是不相关的,由此得到的质量的标准不确定度为u==0.0849mg。则相对标准不确定度为uB1=0.0849/200.4=0.00042。
3.容量瓶引入的不确定度包括体积校准、充满液体至刻度的变动性、环境温度与校
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