一种定量分析用玻璃仪器配套性校正方法与流程

本发明属于玻璃仪器校正领域，涉及一种定量分析用玻璃仪器配套性校正的方法，能有效提高分析结果的精密度和准确度。

背景技术：

定量分析作为分析化学的重要组成部分，广泛应用于石油化工、冶金、能源、食品、医药、临床化验、环境保护等领域，主要任务是测量样品中各组分的含量，要求测定结果准确可靠。定量分析过程中，经常需要用到玻璃仪器（如容量瓶、吸量管等）配制标准溶液或稀释未知溶液。每一个玻璃仪器都是有误差的，如不校正，必定会影响测量结果的精密度和准确度。

目前分析工作人员依据《常用玻璃仪器量程检定规程》（gb/t603-2002）等国标对玻璃仪器进行校正，主要有两种方法：一是对每一个玻璃仪器进行绝对校正，检定出该玻璃仪器在20℃下的真实体积，再根据实际使用温度进行温度补正，把最终得到的使用温度下的实际体积，带入计算，得到实验结果；二是利用特殊标记更改玻璃仪器的标示线，使其该玻璃仪器在20℃下的真实体积恰好等于其标志体积。

方法一虽然可以有效降低玻璃仪器本身误差对实验结果造成影响，但实验分析结果计算过程比较复杂，尤其对一个分析实验中同时用到多个玻璃仪器的状况，会大大延长分析时间，增加分析工作人员工作负担，且会增加因计算失误导致分析结果出错的概率。方法二虽然可以简化计算过程，理论上也能降低玻璃仪器本身误差对实验结果造成影响，但会造成玻璃仪器刻线混乱，标示不清晰，增加分析人员刻线识别失误，影响仪器美观等问题。

技术实现要素：

所有定量分析实验中，实验的待测值和测量值总是呈一定的计量关系，这是定量分析的基础。例如，紫外-可见分光光度法定量分析的依据为a=ɛbc，实验待测值c和测量值a成线性关系，再比如滴定分析实验的定量分析的依据为，实验待测值ca和测量值vb成一定比例关系（通常a，b，va，cb已知）。因此，只要保证整个实验过程中实验待测值与测量值的计量系数不变，就可以保证实验结果的精密度和准确度，本发明基于此，提出一种定量分析用玻璃仪器配套性校正方法。具体内容如下：

（1）分度吸量管的校正与选择：取实验所需的合适规格的分度吸量管，检定出分度吸量管标示刻度所对应的真实体积，将分度吸量管不同刻度的标示体积和真实体积分别作为x、y值，进行线性拟合，确定出分度吸量管的线性相关系数，选择线性相关系数满足实验要求的分度吸量管；

（2）制作工作曲线所用容量瓶的配套性校正：取一系列制作工作曲线所需的合适规格的容量瓶，检定出标示刻度所对应的真实体积，选择容量瓶标示体积与真实体积的比值不超过实验最大允许误差1/5的容量瓶作为制作工作曲线所用容量瓶；

（3）测定未知溶液含量所用容量瓶的配套性校正：取一系列测定未知溶液含量所需的合适规格的容量瓶，检定出标示刻度所对应的真实体积，选择容量瓶标示体积与真实体积的比值不超过实验最大允许误差1/5的容量瓶作为测定未知溶液含量的平行样所用容量瓶；

（4）标准溶液和未知溶液逐级稀释所用容量瓶及吸量管的配套性校正：若标准溶液和未知溶液稀释层级相同，取标准溶液和未知溶液稀释时所需合适规格的容量瓶，检定出标示刻度所对应的真实体积，选择容量瓶标示体积与真实体积的比值不超过实验最大允许偏差1/5的容量瓶待用；若标准溶液和未知溶液稀释层级不同，取溶液稀释所需的合适规格的吸量管与容量瓶，检定吸量管和容量瓶标示刻度所对应的真实体积，选择与吸量管标示体积与真实体积比值不超过实验最大允许误差1/5的容量瓶。

步骤（1）、（2）、（3）、（4）中，真实体积的检定温度为20℃。

步骤（1）（2）、（3）、（4）中，对标示刻度所对应的真实体积检定至少进行两次检定，对至少两次检定的结果取算数平均值，并将算数平均值作为标示刻度处的溶液所对应的真实体积；对标示刻度所对应的真实体积检定按国标法（gt/b12810-1991实验室玻璃仪器玻璃量器的容量校准和使用方法）进行检定。

步骤（4）中，吸量管选用大肚吸量管或步骤（1）中的分度吸量管；采用步骤（1）中的分度吸量管检定真实体积时，选最大标示刻度所标示的真实体积。

利用定量分析用玻璃仪器配套性校正方法配套性校正后的玻璃仪器用于定量分析时，根据实验的具体稀释方案，若标准溶液和未知溶液稀释层级相同时，使用步骤（1）选择的分度吸量管和步骤（4）配套性校正过的标准溶液和未知溶液相应的容量瓶进行稀释定容，若标准溶液和未知溶液稀释层级不同时，选择步骤（3）配套性校正过的吸量管和容量瓶进行稀释定容；使用步骤（1）选择的分度吸量管移取稀释后的标准溶液于步骤（2）选择的容量瓶中，配制成用于绘制工作曲线的标准系列溶液，使用步骤（1）选择的分度吸量管移取稀释后的未知溶液于步骤（3）选择的容量瓶中，配制成用于测定未知组分含量的平行样，最后采用实验需要的分析方法进行分析测定。

本发明通过采用定量分析用玻璃仪器配套性校正方法校正后，真实体积和实验温度都不会影响定量分析过程中实验测量值与分析值的计量关系，实验过程中可直接带入标示值进行计算，不用考虑体积校正值的温度补偿值，大大简化分析结果的计算工作量，并且把玻璃仪器本身的体积差异性对实验结果的影响控制在非常小的范围内，提高了测定结果的精密度和准确度。此外，配套性校正方法还有巨大的经济价值，只要掌握配套性校正的方法，对符合产品规格的玻璃仪器进行配套性校正即可满足实验要求，无需购买价格不菲的玻璃仪器，有效降低分析工作成本。

附图说明

图1为分度吸量管校正曲线。

具体实施方式

定量分析过程中，经常需要用到玻璃仪器（如容量瓶、吸量管、移液管等）配制标准溶液或稀释未知溶液，尤其在仪器分析中，由于仪器测定主要是微量组分或痕量组分，通常需要对标准贮备溶液和未知溶液进行多级稀释，需要用到多个容量瓶和吸量管，要保证最终测定结果准确可靠，必须保证标液和未知溶液稀释过程准确可靠，这就涉及溶液配制过程所用玻璃仪器检定校正合适和配套合适。

为了更清楚的阐述本发明一种定量分析用玻璃仪器配套性校正方法的配套性校正过程，特选择了一具体实验方案——分光光度法测定未知铁试样（ii）中铁含量。

“分光光度法测定未知铁试样（ii）中铁含量分光光度法测定未知铁试样（ii）中铁含量”的具体实验方案如下：

（1）工作曲线制作。

①将已知浓度的铁试样溶液（i）配制成适合于分光光度法对未知铁试样（ii）中铁含量测定的工作曲线使用的铁标准溶液，控制ph≈2。

②色阶溶液配制：用分刻度吸量管分取工作曲线使用的铁标准溶液不同的体积于7个100ml容量瓶中，配制成分光光度法测定未知铁试样溶液（ii）中铁含量的标准系列溶液。

③显色：制作工作曲线的每个容量瓶中溶液按以下规定同时同样处理：加2ml抗坏血酸溶液，摇匀后加20ml缓冲溶液和10ml1，10-菲啰啉溶液，用水稀释至刻度，摇匀，放置不少于15min。

④测定：以不加铁标准溶液的一份为参比，在510nm波长处进行吸光度测定。以浓度为横坐标，以相应的吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线。

（2）未知铁试样溶液（ii）中铁含量的测定。

①稀释显色与测定：取一定量的未知铁试样溶液（ii）分别于三只100ml容量瓶中，加2ml抗坏血酸溶液，摇匀后加20ml缓冲溶液和10ml1，10-菲啰啉溶液，用水稀释至刻度，摇匀。放置不少于15min后，在510nm波长处进行吸光度测定。

②由测得吸光度从工作曲线查出对应溶液中铁的浓度，根据未知铁试样溶液（ii）的稀释倍数，求出未知铁试样溶液（ii）中铁含量。同时计算平行测定的极差的相对值。

标准溶液的配制

铁试样溶液（i）浓度：3.500mg/ml

工作曲线使用的铁标准溶液浓度：28.00μg/ml

2.工作曲线的绘制

测量波长：510nm吸收池：1.00cm

标准曲线公式：a=0.0009+0.2443c线性相关系数：r=0.999998

2.未知溶液的配制

3.未知溶液中待测组分含量的测定

上述实验方案中，涉及标准溶液的稀释、标准系列溶液的配制和未知溶液平行样的配制，使用的玻璃仪器包括250ml的容量瓶1个，100ml的容量瓶10个和10ml的分度吸量管一支。实验要求工作曲线的线性相关系数大于0.999995，未知溶液三次平行样的极差∆a小于0.001，测定结果的相对误差er<0.5%。

针对上述“分光光度法测定未知铁试样（ii）中铁含量分光光度法测定未知铁试样（ii）中铁含量”的实验方案及实验要求，本发明的一个具体实施例步骤如下：

（1）分度吸量管的校正与选择：取多支10ml的分度吸量管，检定出分度吸量管标示刻度在20℃下的真实体积，将分度吸量管不同刻度的标示体积和真实体积分别作为x、y值，进行线性拟合，确定出分度吸量管的线性相关系数。选择一支线性相关系数大于0.999995的分度吸量管。

选择的分度吸量管的校正数据如表1，分度吸量管校正曲线如图1，r=0.999999，可以看出此分度吸量管真实体积与标示体积具有良好的线性关系。

表1分度吸量管校正数据

（2）制作工作曲线所用容量瓶的配套性校正：取一系列100ml的容量瓶，检定出标示刻度在20℃下的真实体积，选择容量瓶标示体积与真实体积的比值不超过0.1%的容量瓶用于对标准溶液的工作曲线的制作。

（3）测定未知溶液含量所用容量瓶的配套性校正：取一系列测定未知溶液含量所需的合适规格的容量瓶，检定出标示刻度在20℃下的真实体积，选择容量瓶标示体积与真实体积的比值不超过0.1%的容量瓶作为测定未知溶液含量的平行样所用容量瓶；

表2中标a1到标a7为工作曲线所用容量瓶，未a1、未a2、未a3分别是未知溶液平行样所用容量瓶。可以看到制作工作曲线所用容量瓶和测定未知溶液含量所用容量瓶的标示体积与真实体积的比值不超过0.1%。

表2配套容量瓶校正数据

（4）容量瓶与分度吸量管的配套性校正：本实验方案中标准溶液需要先经过一次稀释，再配制成标准系列溶液，而未知溶液可以直接配制成平行样，标准溶液和未知溶液稀释层级不同，因此对溶液稀释过程所用的250ml容量瓶和分度吸量管进行配套性校正，取多个250ml容量瓶，检定出标示刻度在20℃下的真实体积，选择与步骤（1）中分度吸量管最大标示刻度处标示体积与真实体积的比值不超过0.1%的容量瓶。

表2中标as为标准溶液稀释所用容量瓶，吸量管为稀释溶液所用分度吸量管。可以看到标准溶液稀释所用容量瓶和分度吸量管的标示体积与真实体积的比值不超过0.1%。

对本实施案例配套性校正后的仪器分别采用其标示值和真实值进行计算，结果如下：

表3标准溶液的标示稀释倍数和真实稀释倍数

表4未知溶液的标示稀释倍数和真实稀释倍数

表5配套性校正的结果

标准溶液的标示稀释倍数和真实稀释倍数如表3（以工作曲线最后一点为例），未知溶液的标示稀释倍数和真实稀释倍数如表4（以未知溶液第一个平行样为例），配套性校正的结果如表5。由表3、表4和表5的结果可知，配套性校正之后各玻璃仪器的真实体积与标示体积不一致，溶液配制过程中真实的稀释倍数也与标示的稀释倍数不一致，但是标准溶液和未知溶液稀释倍数的标示值与真实值的比值却是一样的，说明实验过程中标准溶液和未知溶液的比例关系没有改变，不影响测定结果的精密度和准确度。

表6配套性校正前后实验测定结果

6名专业分析人员分别采用普通校正（利用特殊标记更改玻璃仪器的标示线，使其该玻璃仪器在20℃下的真实体积恰好等于其标示体积）和本发明配套性校正的玻璃仪器对本实验项目进行测定，结果如表6所示，表格中r表示工作曲线的线性相关系数，r越接近于1，工作曲线越准确。∆a为未知溶液三次平行测定的吸光度之差，∆a值越小，测定结果的精密度越好，er为测定结果的相对误差，er越小，测定结果越准确。表格对比了本发明配套性校正和普通校正的六组实验测定结果，发现本发明配套性校正∆a和er值更小，说明本发明配套性校正能更有效提高测定结果的精密度和准确度。

综上所述，本发明提供的一种定量分析用玻璃仪器配套性校正方法，不仅能有效消除玻璃仪器本身的误差对实验结果造成的影响，提高分析结果的精密度和准确度，能直接使用玻璃仪器的标示值进行计算，不用考虑体积校正值和温度补偿值保证，保证校正后仪器使用的便利性。此外，配套性校正方法还有巨大的经济价值，只要掌握配套性校正的方法，对符合产品规格的玻璃仪器进行配套性校正即可满足实验要求，无需购买价格不菲的玻璃仪器，有效降低分析工作成本。

“分光光度法测定未知铁试样（ii）中铁含量”仅为本发明专利的一项具体实施案例，本发明专利专利保护范围包括所有定量分析用玻璃仪器的配套性校正。