低碳环保项目中的固废镍含量EDTA滴定法测定不确定度评估

摘要：本文旨在通过EDTA滴定法准确测定工业固体废物和镍精矿（以下简称固废）中镍的含量，并结合实例分析不确定度产生的主要因素。我们遵循国家标准方法对检测结果进行了深入探讨，评估了各不确定度分量，并计算出合成不确定度与扩展不确定度。实验结果表明，固废中镍的测量结果为7.63%，其扩展不确定度为u=0.18%，k=2。研究发现，消耗氯化锌标准滴定液体积是影响分析结果最大的因素，其次是EDTA和氯化锌标准滴定的配制和标定过程。

1 目的

镍是一种广泛使用且分布广泛的金属元素，它在生产过程中的精准测量对于实现资源回收、保护环境至关重要。目前，有色金属行业普遍采用化学法、原子吸收光谱法等多种方法来分析固定污泥中的镍含量。本文将重点介绍一种常用的化学分析方法——EDTA滴定法，以及如何通过科学地评估这项技术所带来的数据不确定性。

2 适用范围

本实验适用于所有希望通过EDTA滴定法来测定固废中镍含量并进行相应数据处理的人员。

3 实验部分

3.1 测试原理

在柠檬酸钠存在下的微氨性溶液中，我们使用丁二酮肟沉淀重离子分离，然后加入过量的EDTA标准溶液形成螯合物，以避免干扰元素干扰。此外，我们还需要考虑到可能存在的一些潜在干扰，如硫代硫酸钠掩蔽剂以减少铁等金属离子的影响。

3.2 仪器设备：

AL-204型电子天平（瑞士）

JH404-2调温电热板（上海锦凯科仪器有限公司）

3.3 试剂材料：

分析纯水

工作基准试剂氧化锌 (99.95%~100.05%)

盐酸、硫酸、硝酸、氨水

乙酸乙醇缓冲溶液 pH5.5～6

柠檬酸钠溶液300g/L

硫代硫酸钠200g/L

二甲酚橙指示剂5g/L, 甲基橙指示剂1g/L, 铬黑T指示剂

4 建立数学模型：

[ Ni = \frac{m \times M}{V_1 \times C_1} ]

其中Ni表示样品中 镉 的浓度,C₁代表 EDTA 标准溶液 的摩尔浓度,V₁表示加入 EDTA 标准溶料后的体积,m 表示样品质量,M 为 镉 的摩尔质量。

[ V_{Zn} = V_1 \times K_{Zn} + b]

其中V_Zn 是消耗 Zn 标准溶料后的体积,K_Zn 是转换系数,b 是偏差常数。

[ u(Ni) = k \cdot u(V_1) + u(C_1) + u(m)]

这里 (u(Ni))、(u(V_1))、(u(C_1)) 和 (u(m)) 分别表示 Ni 含有色的不同分散性的统计变异值或非随机误差，而k是一个由实验设计决定的一个系数，该值通常取为大约2.

5 不确定性来源及分类：

5. A 类 不确定性来源包括重复测定的相对标准差以及操作步骤上的随机误差。

B 类 不确定性来源则包括样品前处理引起的一系列问题，比如称重误差；以及从测试开始到结束整个过程都可能遇到的各种潜在错误，如移取10 mL EDTA 溶解时可能会有一定的误差，因为它依赖于高精密电子天平；还有就是由于温度控制系统上存在的小波动，这也会导致一些小幅变化。在这些情况下，最终得出的结论都是基于一系列假设条件下得出的，因此总共包含了一些未知变量，这使得每个步骤都受到一定程度上限制。但即便如此，为了确保我们的结论具有足够高的地位，我们仍然可以根据这些信息来建立一个稳健而可靠的情况预期模型，使之尽可能接近实际情况。