ICPAES法测ROHS产品中镉含量测量结果不确定度评定.docVIP

ICP-AES法测定RoHS产品中 镉含量的不确定度评定 林晓杨 李云松 郑雷青 (中山出入境检验检疫局，广东 中山，528403) 摘 要：电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-AES法）可对电子电气设备（简称RoHS）中Pb、Cd、Hg、Cr等有毒有害元素含量同时进行分析，达到为用户提供快速、可靠、正确数据的目的。本文应用等离子体发射光谱对RoHS样品中镉进行测定，以此为例从工作曲线、标准偏差、相对标准偏差着手，引入标准不确定度分量、测定得到不确定度的结果并予以表示。通过对该项目的不确定度评估，确定了对检测结果影响较大的不确定度分量并对其进行分析，达到对方法进行改进和完善的目的。 关键词：RoHS指令 不确定度 1. 引言 2006年7月，欧盟RoHS指令正式实施，对电子电气设备（RoHS）中Pb、Cd、Hg、Cr等有毒有害元素含量做出了限制，这使广大分析工作者的目标锁定在如何对RoHS产品中Pb、Cd、Hg、Cr等元素进行准确快速的测定。使用电感耦合等离子体发射光谱法可对上述元素同时进行分析，获得快速、可靠、正确的数据。据此本文以RoHS样品中镉含量的测定为例，应用仪器为PE公司的Optima 5300 DV等离子体发射光谱仪。从工作曲线、标准偏差、相对标准偏差着手，引入标准不确定度分量、测定得到不确定度的量值并予以表示，通过对该检测方法的不确定度评估，既可以达到进一步了解仪器的性能、熟练掌握其功能及灵活运用软件操作的目的，还可以为广大检测工作者使用电感耦合等离子体发射光谱法对电子电气设备（RoHS）样品进行检测提供信心和保证。 2.不确定度分析及讨论 2.1 实验仪器与操作 2.1.1 仪器 美国Perkin-Elmer 公司Optima 5300DV 等离子体发射光谱仪，微波消解仪。 2.1.2 环境条件 温度18~22 ℃，相对湿度≤85%。 2.1.3 测量标准 镉标液－核工业北京化工冶金研究院（GBW(E)080005，100μg/ml），不确定度0.3μg/ml，包含因子K=2。 2.1.4 被测对象 镉含量为20.0~60.0 mg/kg 浓度范围的塑料样品。 2.1.5 测量过程 称取0.15克样品于中加入mL，加小漏斗于罐口放置过夜，然后于，完全后，冷却到室温后加入适量的水并将其转移至50mL容量瓶中待测同时作空白实验。2 数学模型 样品中铅含量按下述公式计算： (1) 其中 ——样品中铅含量，mg/kg ——样品消解并定容后溶液的浓度 ——定容体积，50ml ——样品质量，1g。 上述计算公式是从测量原理给出的。显然，并未考虑各种随机因素对不确定度的影响，在此应引入反映随机影响的重复性系数frep，其数值等于1。评定不确定度的数学模型应写成如下形式： (2) 2.3 不确定度的来源分析 不确定度的来源主要有以下几个方面。 2.3.1 在测定未知液浓度时，不重复性所引起的输入量x 的标准不确定度分量； 2.3.2 标准溶液的不确定度： 包括标准储备液的浓度值不确定度引起输入量x 的标准不确定度分量、稀释溶液的移液管准确性引入的标准不确定度和容量瓶误差引入的标准不确定度。 2.3.3 工作曲线非线性引起的输入量x 的标准不确定度分量； 2.3.4 样品制备的不确定度： 包括试样质量的标准不确定度、定容器皿引起的不确定度和消化回收率等。 2.4 不确定度分量的计算 2.4.1 测量重复性标准不确定度 对8份样品进行了独立观测，结果见表1。 表1 样品镉含量测定结果 单位：mg/kg 样品编号 1 2 3 4 5 6 7 8 镉含量 35.26 35.29 34.24 34.25 34.75 36.16 34.22 34.18 平均值 34.79 单次测量的实验标准偏差按下式计算： 2.4.2 标准溶液的不确定度 2.4.2.1 标准储备液的浓度值不确定度 标准溶液证书说明：镉溶液浓度为100μg/mg，不确定度0.3μg/mL，包含因子k=2。则标准值的相对不确定度为0.3%，包含因子k=2。因此其相对标准不确定度应为。 2.4.2.2 稀释溶液的移液管准确性引入的标准不确定度 JJG 646-1990《定量、可调移液器试行检定规程》规定1000μl可调移液器取最大容量1000μl时的允差为±1.5%，假设为三角分布，则引入相对标准不确定度为： 2.4.2.3 容量瓶误差引入的标准不确定度 检定规程JJG196-1990《常用玻璃量器》规定，100mL A级容量瓶的允许误差为±0.10mL，假设为三角分布，其相对标准不确定度应为： 2.4.2.4 标准溶液的不确定度 为各个不确定度分