騰氏水産商務網獨家報道:
作者 | 廣東粵海飼料集團股份有限公司 黃中業
在實際測量過程中,由于測量工具或是測量中各個因素的幹擾,測得的結果是以一定的概率分散在某個區域内的多個值,測量不确定度是說明被測量之值分散性的參數。因此在測量的完整表示中應包含測量不确定度。
本文根據JJF1059.1-2012《測量确定度的評定與表示》以及GB/T 6432—2018《飼料中粗蛋白的測定 凱氏定氮法》中的粗蛋白含量的測定方法,找出了影響測量結果不确定度的各種因素,對測定結果的不确定度進行評定,可為實驗室在該檢測過程中進一步提高檢測數據的準确性和可靠性做參考。
1 不确定度評定依據
1.1 測量依據:
本方法參照 GB/T 6432—2018《飼料中粗蛋白的測定 凱氏定氮法》。
1.2 測量步驟:
1.2.1 試樣的消煮
稱取 0.5~2g 試樣(含氮量 5~80 mg,準确至 0.0001 g),放入消化管中,加 6.4 g 混合催化劑,12 mL 硫酸,于 420℃下在消解儀上消化 1 h。取出,冷卻至室溫。
1.2.2 氨的蒸餾
1.2.2.1采用全自動凱氏定氮儀時,按儀器本身測量程序進行測定。
1.2.2.2采用半自動定氮儀時,将帶消化液的管子插在蒸餾裝置上,以25mL硼酸為吸收液,加入2滴混合指示劑,将蒸餾裝置的冷凝管末端浸入裝有吸收液的錐形瓶内,然後向消化管中加入50mL 40%氫氧化鈉溶液進行蒸餾。蒸餾時間以吸收液體積達150mL時為宜。降下錐形瓶,用蒸餾水沖洗冷凝管末端,洗液均需流入錐形瓶内。
1.2.3 滴定
用0.1mol/L的标準鹽酸溶液滴定吸收液,溶液由藍綠色變成灰紅色為終點。
1.2.4 蒸餾步驟的檢驗
精确稱取0.2g硫酸铵,代替試樣,按1.2.2步驟進行操作,測得硫酸铵含氮量為(21.19±0.2)%,否則應檢查加堿、蒸餾和滴定各步驟是否正确。
1.2.5 空白測定
稱取蔗糖 0.5 g,代替試樣,進行空白測定,消耗 0.1 mol/L 鹽酸标準溶液的體積不得超過 0.2 mL。
1.3 數學模型
飼料中粗蛋白的測定,其數學模型為:
其中,X------試樣中粗蛋白的含量,%;
C------鹽酸标準溶液的濃度,mol/L;
V ------消耗鹽酸标準溶液的體積,mL;
V0------空白消耗鹽酸标準溶液的體積,mL;
m------樣品稱樣量,g;
6.25------粗蛋白的轉換系數;
0.01401------氮的質量系數。
2 不确定度的主要來源
本實驗粗蛋白的測定采用全自動凱氏定氮儀,從檢測過程和數學模型分析可知,其不确定度主要來源于:
(1)鹽酸标準滴定液标定引入的不确定度;
(2)天平稱量引入的不确定度;
(3)樣品重複性檢驗的不确定度;
(4)空白體積的不确定度可忽略不計。
3 測量不确定度各分量的分析與計算
3.1 鹽酸标準滴定液标定的不确定度評定
3.1.1 碳酸鈉稱量的影響
稱取約0.2g 恒重無水碳酸鈉8份,對鹽酸标準滴定液進行濃度标定測試,其結果計算過程如表1:
根據萬分之一天平校準證書,當稱樣量在0≤m≤5g時,天平示值誤差的擴展不确定度為U=0.17mg,k=2,則其标準不确定度為:
天平的分辨力為0.1mg,按照均勻分布進行計算,其标準不确定度為:
由此合并得到稱量的标準不确定度為:
樣品實際平均稱重為0.2027g,因此,稱量的相對标準不确定度為:
3.1.2 基準碳酸鈉純度的影響
供應商給出的基準碳酸鈉純度為100%±0.05%,按矩形分布則
其相對标準不确定度為:
3.1.3 滴定管校準誤差、溫度及滴定終點的影響
根據50mL滴定管計量檢定證書,其擴展不确定度為 0.03 mL(K=2),則50mL滴定管的标準不确定度為:
50mL滴定管标示溫度為20℃,實驗室溫度控制在20±5℃,水的體積膨脹系數為2.1×10-4℃-1,按均勻分布計算,溫度引起體積變化的标準不确定度為:
合并的标準不确定度為:
8次滴定消耗鹽酸标準滴定液的平均量為36.51mL,因此其相對标準不确定度為:
3.1.4 重複性标定的不确定度
根據表1的計算結果,8次重複标定鹽酸标準溶液的濃度的标準偏差為:
8次重複标定引入的标準不确定度為:
8次标定鹽酸标準滴定液的濃度平均值為0.1048mol/L,故其相對标準不确定度為:
綜上3.1.1~3.1.4,鹽酸标準滴定液标定的合成相對标準不确定度為:
3.2 樣品稱量的不确定度評定
根據萬分之一天平校準證書,當稱樣量在0≤m≤5g時,天平示值誤差的擴展不确定度為U=0.17mg,k=2,則其标準不确定度為:
天平的分辨力為0.1mg,按照均勻分布進行計算,其标準不确定度為:
由此合并得到稱量的标準不确定度為:
樣品實際平均稱重為0.5031g,因此,稱量的相對标準不确定度為:
3.3 重複性檢測結果的不确定度評定
在相同的條件下,對飼料中的粗蛋白含量進行了8次獨立測試,測定結果如下表3:
标準偏差為:
其标準不确定度為:
則相對标準不确定度為:
4 合成标準不确定度
綜上3.1~3.3各分量的不确定度,合成相對标準不确定度為:
所以,合成标準不确定度為:
5 擴展不确定度
在沒有特殊要求的情況下,按照國際慣例,測量結果的擴展不确定度包含因子取K=2,則擴展不确定度計算如下:
6 報告結果
按照GB/T 6432—2018,飼料中粗蛋白重複測定8次,其結果的平均值表示為:(68.18±0.18)%,K=2。
7 結語
采用凱氏定氮法測定飼料中粗蛋白的含量,鹽酸标準滴定液标定和重複性試驗的标準偏差引入的不确定度較大,在試驗過程中要注意這兩項不确定度的相關操作,以确保試驗結果的準确性和可靠性。
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