露酒总糖含量测定的不确定度评定

肖莹莹，宋思园，全育集，叶绮云，吴凌涛

( 广东省科学院测试分析研究所(中国广州分析测试中心)，广东省化学测量与应急检测技术重点实验室，广东 广州 510070 )

测量不确定度是评价检测结果可信度、可比性和可接受度的重要指标。对检测结果进行测量不确定度评定是中国实验室国家认可委员会(CNAL)认可准则对实验室的要求[1]。通过不确定度的评定，可以熟悉检测标准，了解检测过程中各影响因素，尽量减少实验过程中的影响[2-3]。同时，测量不确定的评定，可以减少不必要的争执。当检测结果处于检测边缘的时候，不同检测单位检测结果往往会存在一定的偏差，进行检测结果的不确定度的评定，能很好的避免检测分歧，能提高实验室检测结果的可靠性[4]。

根据《JJF1059.1—2012测量不确定度评定与表示》的评定办法，通过费林试剂法，对露酒中总糖测定的不确定度进行评定[5-9]。通过不确定度分析，找出影响总糖测定过程中不定度的主要来源，从而对检测过程中引入较高不确定度的环节加以控制，确保检测过程和结果的可靠性。

1 材料和方法

1.1 主要仪器与试剂

BSA224S型电子天平：梅特勒-托利多国际贸易(上海)有限公司；电热恒温水浴锅：上海一恒科学仪器有限公司。

露酒：市购；葡萄糖标准物质：中国计量科学研究院；盐酸、氢氧化钠、硫酸铜(CuSO4·5H2O)、酒石酸钾钠(C4H4KNaO6·4H2O)，均为分析纯(广州化学试剂厂)。

1.2 试剂和标准溶液的配制

1.2.1 费林试剂配制

费林试剂Ⅰ：称取34.7g硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶于水，稀释至 500 mL；

费林试剂Ⅱ：称取 173 g 酒石酸钾钠(C4H4KNaO6·4H2O)和 50 g 氢氧化钠，溶于水，稀释至 500 mL。

1.2.2 葡萄糖标准溶液的配制

称取 0.625 g(精确至 0.0001 g)无水葡萄糖(在105～110 ℃ 烘箱内烘干 3 h 并在干燥器中冷却)，用水溶解并定容至 250 mL，质量浓度为 2.5 g/L。

1.3 试验方法

1.3.1 费林溶液的标定

1)预备试验：吸取费林溶液Ⅰ液、Ⅱ液各 5.00 mL 于 250 mL 三角瓶中，加 50 mL 水，摇匀。在电炉上加热至沸，在沸腾状态下用葡萄糖标准溶液(2.5 g/L)滴定。当溶液的蓝色消失呈红色时，加2滴次甲基蓝指示液；继续滴至蓝色消失，记录消耗葡萄糖标准溶液的体积。

2)正式试验：吸取费林溶液Ⅰ液、Ⅱ液各 5.00 mL 于 250 mL 三角瓶中，加 50 mL 水和比预备试验少 1 mL 的葡萄糖标准溶液(2.5 g/L)，加热至沸，并保持 2 min，加2滴次甲基蓝指示液。在沸腾状态下于 1 min 内用葡萄糖标准溶液滴至终点，记录消耗葡萄糖标准溶液的总体积(V0)。

1.3.2 样品测定

准确吸取适量样品(V)于 100 mL 容量瓶中，加 5 mL 盐酸溶液(1+1)，加 5 mL 蒸馏水，摇匀，置于 68 ℃ 水浴锅中水解 15 min，取出，冷却。用氢氧化钠溶液中和至中性，加水至刻度，摇匀备用。吸取 10.00 mL 样品稀释液V(20 ℃)于预先装有费林溶液Ⅰ液、Ⅱ液各 5.00 mL 的 250 mL 三角瓶中，再用葡萄糖标准溶液ρ0(2.5 g/L)按费林溶液标定步骤操作，记录消耗的葡萄糖标准溶液体积(V1)。

1.4 建立数学模型

根据测定原理，建立数学模型，按公式(1)计算总糖的质量浓度。

(1)

式中：ρ为试样中总糖的质量浓度，g/L；ρ0为葡萄糖标准溶液的质量浓度，g/L；V0为空白消耗葡萄糖标准溶液的体积,mL；V为吸取样品的体积，mL；V1为消耗试样的体积,mL；V2为样品定容的体积,mL；

1.5 不确定度影响因素的分析

露酒中总糖测定的不确定度的主要来源包括: 试样溶液滴定体积引入的不确定度；空白试样消耗葡萄糖标准溶液体积引入的不确定度；样品制备引入的不确定度；标准溶液引入的不确定度。

2 结果与分析

2.1 试样溶液滴定体积引入的相对标准不确定度U(V)

2.1.1 滴定管引入的标准不确定度U(V1)

滴定使用的是分度值为 0.2 mL 的 50 mL 滴定管。经检定,其最大允许误差为 0.05 mL,该不确定度属A类不确定度,按均匀分布考虑,包含因子k=31/2,则滴定管引入的A类不确定度为:

U(V1)=0.05/k=0.05/31/2=0.029(mL)

U(V1)相对=U(V2)/50=0.00058 mL

2.1.2 溶液温度与校正时的温度不同引入的B类标准不确定度U(V2)

温度变化带来的不确定度非常小,可以忽略不计。

2.1.3 重复测定产生的A类不确定度(U(V3))相对。

对试样进行6次平行测定,结果列于表1。

试样测量重复性引入的相对标准不确定度为:

U(V3)相对=RSD/(6)1/2=0.0076/(6)1/2=0.0031

表1 露酒中总糖测定结果

2.2 空白试样消耗葡萄糖标准溶液的体积引入的不确定度U(F)

1)滴定管使用的是分度值为 0.2 mL 的 50 mL 滴定管,滴定管引入的B类标准不确定度U(F1)，同2.1.1U(V1),即为U(F1)相对=U(V2)/10=0.00058

2)溶液温度与校正时的温度不同引入的B类标准不确定度U(F2)。

温度变化带来的不确定度非常小,可以忽略不计。

3)葡萄糖标准溶液滴定费林液的重复测定产生的不确定度(U(F1)相对)属于A类不确定度。进行6次平行测定,结果列于表2。

表2 葡萄糖标准溶液滴定费林液测定结果

葡萄糖标准溶液滴定费林液测量重复性引入的相对标准不确定度为:

U(F3)相对=RSD/(6)1/2=0.0020/(6)1/2=0.0008

2.3 试样制备引入的不确定度U(m)

由实验可知，试样制备引入的不确定度主要由试样的移取体积和定容体积引起。由校准证书查得 10 mL 单标移液管和 100 mL 容量瓶的B类相对标准不确定度分别为0.0016和0.00052，即得：U(m)相对=(0.00162+0.000522)1/2=0.0017

2.4 标准溶液配制引入的标准不确定度U(C)

2.4.1 葡萄糖标准物质称取引入的标准不确定度U(C1)

葡萄糖标准物质称取的不确定度来自天平的不确定度。由检定证书可知，天平称量的扩展不确定度为 0.0002 g，该不确定度属B类不确定度，按均匀分布，标准不确定度为：

U(C1)=0.0002/(3)1/2= 0.00012 g。

U(C1)相对=0.00012/0.6=0.0002

2.4.2 定容体积引入的不确定度U(C2)

定容体积引入的不确定度来自 250 mL A级容量瓶的不确定度。由检定证书可知，定容体积的扩展不确定度为 0.070 mL，该不确定度属B类不确定度按均匀分布，标准不确定度为：

U(C2)= 0.070/(3)1/2=0.040 mL。

U(C2)相对= U(V1)/250=0.00016

2.5 合成标准不确定度的计算

1)露酒中总糖测定的不确定度分量见表3和图1。

表3 不确定度分量一览表

图1 各分量不确定度的影响

2)测定露酒中总糖合成标准不确定度U(R)

2.6 分析与讨论

影响测定露酒中总糖含量不确定度的因素主要包含4个部分：试样溶液滴定体积、空白试样消耗葡萄糖标准溶液的体积、样品制备、标准溶液。由图1可知，其中对总糖定影响大小为：试样溶液滴定体积>样品制备>空白试样消耗葡萄糖标准溶液的体积>标准溶液。

根据方法测定露酒中总糖含量6次，测定结果平均值：

ρ=(34.8±0.26)g/L，u=0.26 g/L，k=2。

3 结论

露酒总糖含量测定实验中，试样溶液滴定体积的影响大于其他因素的影响，实验过程中应该加以重视，可以考虑增加试验次数，从而有效降低结果的不确定度。同时，移液管和容量瓶引入的不确定度也较为显著，应使用准确度高的移液管和容量瓶，严格控制实验过程中的条件，规范操作。