比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn)方法
隨著水質(zhì)分析技術(shù)的不斷發(fā)展,比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀被廣泛應(yīng)用于環(huán)境污染中的水質(zhì)分析、工業(yè)生產(chǎn)中的廢水水質(zhì)分析。通過(guò)對(duì)比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn),可以很好地控制在使用比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中帶來(lái)的分析誤差。結(jié)合平時(shí)的工作積累,就比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀計(jì)量特性校準(zhǔn)方法進(jìn)行討論。
1.概述
比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀是根據(jù)光電比色原理來(lái)測(cè)量液體中某種特定化學(xué)成分的儀器,被廣泛應(yīng)用于微量組分的測(cè)定,通常測(cè)定含量在10~ 10mg/L的痕量組分。近年來(lái)由于新的特效有機(jī)顯色劑和絡(luò)合掩蔽劑不斷被采用,可以在未經(jīng)分離條件下直接進(jìn)行比色測(cè)定,使得其分析范圍更加廣泛, 分析效率更高。
目前,實(shí)驗(yàn)室使用的比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀都是依據(jù)物質(zhì)分子對(duì)可見(jiàn)光產(chǎn)生的特征吸收光譜及光吸收定律(朗伯- 比爾定律)的原理,用未知濃度樣品與已知濃度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比較的方法進(jìn)行定量分析。
朗伯-比爾定律的表達(dá)式見(jiàn)公式(1):
A=lg(1/T)=Kbc
式中:A——物質(zhì)的吸光度;
T——物質(zhì)的透射比;
a——物質(zhì)的吸收系數(shù);
b——光路長(zhǎng)度;
c——物質(zhì)的量濃度。
2.計(jì)量特性
多參數(shù)水質(zhì)分析儀各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1
表1多參數(shù)水質(zhì)分析儀的主要技術(shù)指標(biāo)
3.校準(zhǔn)條件
3.1實(shí)驗(yàn)室環(huán)境
(1)儀器室內(nèi)無(wú)強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)和電磁電場(chǎng)干擾,無(wú)強(qiáng)光直射,不得存放與實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的易燃、易爆和強(qiáng)腐蝕性氣體或試劑;
(2)實(shí)驗(yàn)室溫度:15~35℃;
(3)實(shí)驗(yàn)室濕度:≤80%RH。
3.2標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和試劑
(1)重鉻酸鉀:純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì);
(2)氯化鈷:標(biāo)準(zhǔn)溶液;
(3)硫酸銅:分析純級(jí)。
3.3校準(zhǔn)設(shè)備
(1)移液管:1m L ;
(2)容量瓶:100m L ;
(3)干燥箱:測(cè)量范圍0~300℃;
(4)分析天平:測(cè)量范圍0~200g;
(5)可見(jiàn)光透射比標(biāo)準(zhǔn)濾光片:測(cè)量范圍透射比10%、 20%、30%。
4.校準(zhǔn)項(xiàng)目和校準(zhǔn)方法
4.1外觀檢查
儀器不能有外觀缺陷,按鍵開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)旋鈕等個(gè)部件工作正常。
4.2穩(wěn)定度
4.2.1零點(diǎn)穩(wěn)定度
儀器在不受光的條件下,調(diào)節(jié)儀器至零點(diǎn),觀察3min內(nèi)透射比示值的最大變化,即為零點(diǎn)穩(wěn)定度。
4.2.2光電流穩(wěn)定度
儀器校正零點(diǎn)后,打開(kāi)光門,使接收元件受光,將儀器透射比調(diào)至100% 或吸光度0.000Abs處,觀察3min內(nèi)透射比或吸光度示值的最大變化,即為光電流穩(wěn)定度。如儀器僅有濃度顯示,觀察濃度變化值。
4.3透射比或吸光度的示值誤差
當(dāng)已知儀器的測(cè)量波長(zhǎng)并有透射比或吸光度顯示時(shí),儀器調(diào)好光電流后,用可見(jiàn)透射比標(biāo)準(zhǔn)濾光片進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量3次,其平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之差為其示值誤差。如儀器僅有濃度顯示,此步可省略。
4.4線性示值誤差
根據(jù)測(cè)量不同物質(zhì),查相關(guān)資料確定其大概波長(zhǎng)范圍, 配制其相關(guān)對(duì)應(yīng)有吸收的系列溶液,各濃度溶液重復(fù)測(cè)量3次, 取其平均值。按線性回歸法求出工作曲線的截距和斜率,并列出工作曲線的直線方程(2),按公式(3)計(jì)算第i點(diǎn)按直線方程計(jì)算測(cè)得值,按公式(4)計(jì)算儀器的線性示值誤差, 取誤差最大值為儀器的線性示值誤差。
直線方程:Ai=a+bxi(2)
a——斜率;
b——截距;
xi——第i點(diǎn)按直線方程計(jì)算測(cè)得值;
xsi——第i點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)濃度值;
△ xi——第i點(diǎn)測(cè)得值的誤差。
4.5線性相關(guān)系數(shù)
根據(jù)測(cè)量不同物質(zhì),查相關(guān)資料確定其大概波長(zhǎng)范圍, 配制其相關(guān)對(duì)應(yīng)有吸收的的系列溶液,各濃度溶液重復(fù)測(cè)量3次,取其平均值。用最小二乘法對(duì)曲線進(jìn)行處理,得到線性相關(guān)系數(shù)。
4.6測(cè)量重復(fù)性
用其中一個(gè)可見(jiàn)光區(qū)透射比濾光片連續(xù)測(cè)量6次,其最大值與最小值之差為吸光度重復(fù)性RA或透射比重復(fù)性RA?;蛴闷洳ㄩL(zhǎng)下的中間濃度溶液連續(xù)測(cè)量6次,計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)作為重復(fù)性。RA按公式(5)或相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD) 按公式(6)計(jì)算:
式中:A最大——吸光度或透射比最大值;
A最小——吸光度或透射比最小值。
式中:RSD——相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差;
I_i——單次測(cè)量值;
I——測(cè)量平均值;
n——測(cè)量次數(shù)。
5.校準(zhǔn)的意義和周期
通過(guò)對(duì)比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn)可以很好地控制在使用比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析過(guò)程中帶來(lái)的分析誤差,提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性。
比色法多參數(shù)水質(zhì)分析儀的校準(zhǔn)一般委托有相應(yīng)資質(zhì)的第三方校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行校準(zhǔn)。一般校準(zhǔn)周期不超過(guò)1a。儀器使用維護(hù)人員可根據(jù)實(shí)際使用情況對(duì)周期進(jìn)行調(diào)整。在更換重要部件、維修或?qū)x器性能有懷疑時(shí),應(yīng)隨時(shí)校準(zhǔn)。
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