丙烯酸及酯中MEHQ测定的不确定度评定

丙烯酸及酯中MEHQ测定的不确定度评定

何海军 张星 丁强

中国石油兰州石化公司聚烯烃运行二部 甘肃 兰州 730060

摘要：本研究对丙烯酸及酯中MEHQ测定不确定度进行评估，确定各因素所引入不确定度分量。采用科学计算方法及数学模型，对不确定度分量进行量化评估，以得出具体数值结果。研究结果表明，相关不确定度分量对测定结果准确性及可靠性有一定影响。通过评估分析，可对测定过程误差来源进行认识，为优化实验条件、提高测量精度提供有力依据。

关键词：丙烯酸及酯；MEHQ测定；不确定度

引言：在化学分析领域，任何测量过程皆会受各种因素所影响，致使测定结果出现不确定情况。不确定度评定旨在系统分析丙烯酸及酯中MEHQ测定过程中各个环节不确定度来源，借助数学模型及计算方法，对相关因素测定结果影响程度进行量化分析，以便对误差来源进行明确了解，从而为优化实验条件、提高测量精度给予支撑。

1.实验部分

1.1主要仪器

实验部分主要采用721N型可见分光光度计及分析天平BS224S型进行丙烯酸及酯中MEHQ测定。721N型可见分光光度计由上海精密科学仪器厂生产，具有较高灵敏度，可对样品在特定波长下吸光度进行准确测量，为MEHQ定量分析给予便利条件。而BS224S型分析天平，是由北京塞多利斯仪器有限公司制造，其精度高达0.1mg，可使实验过程中样品称量准确性得到有效保证。在实验操作中，应使用天平精确称取丙烯酸及酯样品对其进行分析，使样品质量准确性得到保证。通过一系列预处理步骤，将样品转化为适合可见分光光度计测定形式。借助721N型可见分光光度计，在特定波长下测定样品吸光度，并与标准品进行比较，以便准确计算出样品MEHQ含量。

1.2实验方法

在实验过程中，使用BS224S型分析天平精确称取2g丙烯酸及酯样品，使其控制在0.0002g，使样品质量准确性得到保证。将称取样品置于装有10mL醋酸的25mL容量瓶中，在此基础上加入1mL亚硝酸钠溶液，并使用冰乙酸稀释至刻度，充分混合后静置10min。在这个过程中，样品中对羟基苯甲醚（MEHQ）与亚硝酸钠在酸性介质中发生反应，生成黄色亚硝基衍生物。在反应完成后，以试剂空白为参比，使用721N型可见分光光度计在420nm处测定该溶液吸光度。通过对样品溶液与标准溶液吸光度进行比较，可对样品中MEHQ含量进行准确计算。根据分光光度计测得吸光度值，可对出阻聚剂μg值进行计算。

1.3不确定度来源

丙烯酸及酯中MEHQ测定不确定度确实主要包含标准曲线拟合时称量过程、定容过程、样品测定过程、标准溶液配制以及重复性测定等方面。其中，称量过程的不确定度是指在实验中，需使用分析天平对称取样品和标准品进行准确称取，但天平精度、操作人员技能水平及环境因素都会对称量准确性产生一定影响，从而引入不确定度。定容过程不确定度是指在定容过程中，溶液体积会受到温度、容量瓶的精度及操作人员操作误差等因素影响，将会致使致溶液体积出现偏差，对MEHQ浓度计算带来约束。

样品测定过程的不确定度是指在使用可见分光光度计进行样品测定时，仪器稳定性、光源波动、波长准确性等受吸光度测量，从而引入不确定度。标准溶液配制的不确定度是指标准溶液配制涉及到溶质称量及溶剂体积测量，但在称量过程及定容过程也会受不确定度影响。此外，还需对标准溶液储存条件及使用时间加以重视，进而引入不确定度。而重复性测定的不确定度是为了保证评估测量方法稳定性，而进行重复性测定，重复性测定结果差异还可对测量方法随机误差及系统误差进行反映，此类误差也是不确定度主要来源。

2.结果与讨论

2.1配制阻聚剂母液引入的不确定度分量

在丙烯酸及酯中MEHQ的测定过程中，在称量阻聚剂时，天平精度、稳定性及操作人员技能水平等都将对称量准确性产生影响。即便是使用最精密天平，也会存在一定误差范围，使称量过程中出现不确定度。溶解阻聚剂时，溶剂选择、溶解温度、搅拌速度等因素将会对溶解完全性及均匀性产生影响。当溶解不完全或存在局部浓度过高情况时，还会导致测定结果出现偏差。

在定容过程中，容量瓶精度、溶液转移及洗涤等操作也会引入误差，再者，容量瓶刻度线是否清晰、准确，溶液转移是否完全，洗涤是否彻底等因素都会对定容准确性产生影响。在称量MEHQ质量过程中，使用数字天平进行精确测量，天平最小读数为0.0001g，而检定证书提供的称量误差Δ为0.0005g，可将其视为极限误差值，其中，Δ是极限误差值或范围。实际称重为500.5mg，相对不确定度为：

（1）

2.2配制阻聚剂工作液产生的不确定度分量

在移取MEHQ母液过程中，使用1mL移液管，并且该移液管为A级，其容量允差为±0.007mL。由于允差为矩形分布，需计算由此引入相对不确定度分量。为得到相对不确定度，需要将标准偏差除以移液管的标称体积（1mL），因此，移取MEHQ母液时，以矩形分布计，其相对不确定度为：

（

2）

如果母液浓度存在偏差，即便操作再精确，也无法保证工作液准确性，在稀释过程中，所使用溶剂的纯度、量取溶剂的仪器的精度以及操作人员的技能水平都会引入误差。配制过程中温度变化将导致不确定度产生，阻聚剂溶解度也会因温度变化而变化，因此配制时温度控制尤为重要。如果温度变化过大或控制不精确，将导致阻聚剂在溶剂中的溶解度发生变化，进而影响工作液浓度，如果混合不均匀，也会导致测定结果出现偏差。

2.3定容阻聚剂待测液的不确定度分量

计算使用单标线容量瓶25mL，容量允差为±0.03mL进行定容时，由于容量瓶的误差所带来相对不确定度。容量瓶允差是三角形分布，表明误差将出现在允差范围内任何一点，且分布均匀。再者，相对不确定度是测量值标准偏差与测量值本身比值，通常以百分比形式表示。可对测量结果精确度及可靠性进行反应，其相对不确定度为：

（3）

2.4相对扩展不确定度的综合评估

在丙烯酸及酯中阻聚剂含量的测定过程中，采用95%置信概率，并查表得到包含因子k=2。根据这一置信水平及包含因子，计算测量结果扩展不确定度，这一扩展不确定度是对测定结果误差范围的一种量化表达，反映测定结果在一定置信水平下波动范围。通过对相对扩展不确定度的综合评估，还可得到测定结果可靠范围，并据此判断测定结果的准确性及可靠性。如果相对扩展不确定度较大，表明测定结果精确性较低，需采取更加严格操作措施或优化实验条件来降低不确定度。对于需要比较或使用测定结果，也需根据相对扩展不确定度来进行适当修正解释。

结论：

在进行详细评估与分析基础上，可对丙烯酸及酯中MEHQ测定不确定度有深入了解。在测定过程中，通过曲线回归、测量重复性、定容体积以及称量质量等多个环节引入不确定度分量，使用科学计算方法进行量化评估。不确定度分量存在，可对测定结果误差范围进行评估，为实验操作及数据分析提供支撑。未来，将对实验条件进行优化，提高操作技能，使不确定度有所控制，以获取准确测定结果。

参考文献

[1] 浅谈丙烯酸及酯项目设计过程中的防聚措施[J]. 陆洋.化工设计,2023

[2] 丙烯酸及酯生产现状和技术进展[J]. 薛宏庆.化工设计,2015

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