配制标准溶液的时候,到底是逐级多次稀释还是一次性完成稀释不确定度大?
在标准溶液稀释的时候,一般一次稀释时倍数不超过100倍。例如,当需要把1000mg/L 的标准溶液稀释到1mg/L时,一般是先稀释100倍,再稀释10倍,而不是一步稀释1000倍。在谈到这个内容时,总有人疑问,为什么多次稀释反而更准确呢?下面,我们通过对这两种稀释方式的不确定度进行计算,看看哪种方式的不确定度小。
由于是两种操作方式的比较,所以,我们仅考虑稀释过程中容器带来的不确定度,其它因素,例如温度等的影响,因为两种方式都存在,从而抵消不进行计算。
一、稀释方案
方案A:分步稀释(100倍×10倍)
第一步:取1mL 1000mg/L原液→100mL容量瓶(100倍稀释)
第二步:取10mL中间液→100mL容量瓶(10倍稀释)
方案B:一步稀释(0.1mL→100mL,1000倍)
操作:取0.1mL 1000mg/L原液→100mL容量瓶定容
方案C:一步稀释(1mL→1000mL,1000倍)
操作:取1mL 1000mg/L原液→1000mL容量瓶定容
补充说明:使用玻璃量器均为A级
操作要点:每次稀释后充分混匀,控制环境温度20±2℃
二、不确定度计算
1. 玻璃器皿允差查询
查询JJG 196-2006 常用玻璃量器国家计量检定规程(见下表),分度吸量管、单标线吸量管和容量瓶的容量允差。


2.关键计算参数
量具 | 允差(A级) | 假设分布 | k | 相对标准不确定度 |
0.1mL吸量管 | 0.002mL | 矩形 | √3 | 0.00115 |
1mL吸量管 | ±0.007mL | 矩形 | √3 | 0.00404 |
10mL吸量管 | ±0.020mL | 矩形 | √3 | 0.0115 |
100mL容量瓶 | ±0.10mL | 矩形 | √3 | 0.0577 |
1000mL容量瓶 | ±0.40mL | 矩形 | √3 | 0.231 |
3.(不完全)不确定度计算过程
方式 | 稀释过程 | 合成不确定度 | 使用溶剂量 |
A | 1mL→100mL 10mL→100mL | 0.00428 | 189mL |
B | 0.1mL→100mL | 0.0116 | 99.9mL |
C | 1mL→1000mL | 0.00405 | 999mL |
通过计算可知,通常用的逐级稀释的方式其合成不确定度为0.00428;一次性稀释(从0.1mL稀释至100mL)的不确定度明显较大;如果一次性稀释是从1mL稀释至1000mL,则两种方式不确定度相差不大,但使用溶剂的量是常用方式的5倍以上,特别是使用有机溶剂稀释时,会浪费大量的溶剂。
综上所述,常用的逐级稀释的方法,不确定度较小,使用溶剂的量也少,是最优的方式。
三、使用移液器进行稀释
因为移液器比玻璃量器的允许误差更大(如图),所以使用移液器的不确定度更大。

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