逐級(jí)稀釋和一步稀釋的比較
兩者的比較,其實(shí)就是被稀釋溶液取樣的絕對(duì)誤差對(duì)稀釋后溶液濃度相對(duì)誤差的貢獻(xiàn)大小問(wèn)題。如果注意到無(wú)論是體積還是質(zhì)量,取樣的時(shí)候都是產(chǎn)生的絕對(duì)誤差就明白了。
先舉兩個(gè)例子:
稀釋100倍,取1ml濃溶液稀釋到100ml,如果取樣誤差是0.02ml,那么會(huì)造成稀釋后稀溶液濃度存在2%的相對(duì)誤差。
如果你分2次,每次稀釋10倍,那么你每次要取10ml濃溶液,稀釋到100ml,取樣誤差這時(shí)候仍然是0.02ml,那么每次帶來(lái)的稀溶液相對(duì)誤差就只有千分之二,就算最終被疊加了,也只有千分之四,遠(yuǎn)小于一次稀釋的百分之二。
如果分2次的時(shí)候是每次取1ml,稀釋到10ml,那么你的相對(duì)誤差反倒是百分之四,更不準(zhǔn)了。
所以逐級(jí)稀釋并不一定就更好,更好的前提是每次稀釋后體積相同。或者進(jìn)行上面的誤差計(jì)算看看結(jié)果。
1、取樣大體積比小體積相對(duì)誤差小;
2、逐級(jí)稀釋還有正負(fù)誤差相抵,最終誤差會(huì)更小。
現(xiàn)有的分析大多基于相對(duì)分析,所以標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋是分析相關(guān)實(shí)驗(yàn)室重要的基礎(chǔ)工作。對(duì)于逐級(jí)稀釋還是一步稀釋哪個(gè)好確是非常值得探討的重要問(wèn)題。
關(guān)于誤差的傳遞計(jì)算,在分析化學(xué)里就介紹過(guò)。從稱量開(kāi)始,為了保證有相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量(成兩點(diǎn)額質(zhì)量越大,相對(duì)誤差越小),母液的濃度一般比較大,如果配置1mg/mL的濃度,稀釋到100μg/mL的話,一次稀釋據(jù)可以了,如果想要更低濃度,就要逐級(jí)稀釋了,這樣才能保證有足夠量的分取體積,在定容體積一定的情況下,當(dāng)然是分取體積愈大,RSD就越小。
標(biāo)準(zhǔn)/或標(biāo)準(zhǔn)溶液本身是有不確定度的(實(shí)際就是以前的誤差,但不確定度的理論更完備些,所以現(xiàn)在流行),加上我們測(cè)量過(guò)程中的所有不確定度,最后匯集到最后測(cè)試結(jié)果上。經(jīng)常計(jì)算不確定度的人應(yīng)該有這樣的體會(huì)。
1.以配制1mg/L Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液作為計(jì)算稀釋過(guò)程的不確定度計(jì)算的借鑒:
A稀釋法:取1ml國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心1mg/ml Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液,定容到1L。
B稀釋法:取1ml國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心1mg/ml Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液,定容到100mL,再取10ml,定容到100ml。
2.在不考慮溫度效應(yīng)的情況下,分析下兩法引入不確定度的實(shí)驗(yàn)用具:
A法:1ml刻度吸管;1L容量瓶
B法:1ml刻度吸管;100mL容量瓶;10ml吸管;100mL容量瓶
所有不確定度按B類評(píng)定方法,并以A級(jí)容量允差作為半寬度;不確定度按相對(duì)不確定度合成:就是相對(duì)誤差的平方和再開(kāi)方。
3.結(jié)果
按上述兩種方法配制出來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液的濃度為:
A法: 1+- 0.00707 mg/L
B法: 1+-0.00711 mg/L
4.結(jié)論
容量?jī)x器引入的不確定度非常的小,A,B兩法所配制的溶液基本上差異不大(保留兩位有效數(shù)字);不確定度跟具體使用的量具有重要關(guān)系;考慮不確定度的合成過(guò)程,采用相對(duì)不確定度小的量具可降低不確定度;
不建議使用相對(duì)誤差大的量具如微量加樣槍作為標(biāo)準(zhǔn)溶液配制的工具,即使用,也建議用大容量的如10ml的加樣槍;逐級(jí)稀釋還是一步稀釋都對(duì)結(jié)果的不確定度影響較小,前提是采用高質(zhì)量的A級(jí)量具。
所以最后稀釋結(jié)果的不確定度主要來(lái)源是標(biāo)準(zhǔn)溶液本身的1%(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心等)。