Top

Datum vytištění: 1. 2. 2022 

 

Určeno pouze pro vnitřní potřebu

 

 

 

Stanovení chemické spotřeby kyslíku dichromanem draselným kyvetovým testem

PROTOKOL ODHADU NEJISTOTY MĚŘENÍ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Schválil:         Bc. Zuzana Šujanská, vedoucí týmu laboratoří Agro a vod         

Platnost od:         15.2.2022

Správce dokumentu:         ORLEN Unipetrol RPA s.r.o. – tým laboratoří Agro a vod

Zpracovatel:                                                                 Laboratoř odpadních vod – Romana Smetanová Rychlá

 

Seznam změn

Číslo změny

Číslo strany

Předmět změny

Platnost od

Schválil    (funkce, podpis)

vyjmuté

vložené

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

19

 

 

 

 

 

20

 

 

 

 

 

 

Upozornění: Změnové řízení je prováděno dle směrnice 821.

Název a identifikační označení dle LP zkoušky

LP – LOV – 34 Laboratorní postup – Stanovení chemické spotřeby kyslíku dichromanem draselným kyvetovým testem HACH, zpracovaný podle ČSN ISO 15705 Stanovení chemické spotřeby kyslíku (CHSKCr) – Metoda ve zkumavkách.

Podstata zkoušky

Chemická spotřeba kyslíku (CHSKCr) je definována jako hmotnostní koncentrace kyslíku ekvivalentní množství dichromanu spotřebovanému rozpuštěnými a nerozpuštěnými látkami ve vzorku vody za specifikovaných podmínek. Vzorky jsou oxidovány za standardních podmínek mineralizací s kyselinou sírovou a dichromanem draselným za přítomnosti síranu stříbrného a síranu rtuťnatého. Stříbro působí jako katalyzátor pro oxidaci organických látek, rtuť zmenšuje rušivé vlivy chloridů. Množství dichromanu spotřebovaného pro oxidaci vzorku se stanoví měřením absorbance zbytkové koncentrace Cr6+ při vlnové délce 348 nm. Stanovení se provádí kyvetovým testem HACH LCK 1414 a LCK 614.

Specifikace měřené veličiny

Analytem je kyslík. Koncentrace CHSKCr se vypočítá podle vzorce

\[\begin{flalign}\;CHSK_{Cr}\;= \frac{ρ*2}{V} && \end{flalign}\]

- chemická spotřeba kyslíku dichromanem (mg/l)

- CHSKCr ve zkoušeném objemu vzorku, odečtená ze spektrofotometru (mg/l)

- zkoušený objem vzorku (ml)

Identifikace zdrojů nejistot

Seznam zdrojů dílčích nejistot:

Potenciální zdroje dílčích nejistot

Možný vliv

Odběr vzorku

není předmětem odhadu

Stabilita vzorku (způsob skladování vzorku)

ano

Příprava reálného vzorku

ano

Kalibrace a údržba měřícího zařízení

ano

Jakost chemikálií, příprava roztoků, činidel a médií

ano

Podmínky měření

ano

Matrice vzorku (zákal, barva)

ano

Rozdíl výtěžnosti analytu ve vzorku a v demineralizované vodě

ano

Výpočet

ano

Osobní vlivy pracovníků

ano

Náhodné vlivy (opakovatelnost)

ano

Korekce analytu

ano

Blokové schéma jednotlivých kroků postupu zkoušky:

Odpipetovat vzorek do kyvetyOdpipetovat vzorek do kyvetyOdpipetovat vzorek do kyvetyOdpipetovat vzorek do kyvety 

V 

 

Vařit 

 

Ochladit

ρ 

 

         

Výsledek

 

 

Ishikawův diagram příčin a následků:

 

atelnost

teplota 

 

vliv matrice

doplnění pipety 

CHSKCr

 

 

přesnost kyvetového testu

 

 

ρ

 

Kvantifikace složek nejistoty

Opakovatelnost měření

Bylo provedeno 10x měření kontrolního roztoku CHSKCr 20 mg/l, 10x měření vzorku odpadní vody, 10x měření vzorku povrchové vody a 10x paralelní měření vzorků odpadní, povrchové a pitné vody kyvetovým testem LCK 1414 a 6x měření kontrolního roztoku CHSKCr 200 mg/l, 6x měření vzorku odpadní vody kyvetovým testem LCK 614. Standardní nejistota typu A je rovna směrodatné odchylce a byla vypočtena podle vztahu:

CHSKCr = 20 mg/l

\[\begin{flalign}\;\sqrt{ \frac{∑\left(x_{i}-\bar{x}\right) ^{2}}{n-1}}=0,5147 && \end{flalign}\]

Vzorek odpadní vody

\[\begin{flalign}\;\sqrt{ \frac{∑\left(x_{i}-\bar{x}\right) ^{2}}{n-1}}=0,5254 && \end{flalign}\]

Vzorek povrchové vody

\[\begin{flalign}\;\sqrt{ \frac{∑\left(x_{i}-\bar{x}\right) ^{2}}{n-1}}=0,5892 && \end{flalign}\]

Paralelní měření vzorků odpadní, povrchové a pitné vody

\[\begin{flalign}\;\sqrt{ \frac{∑\left(x_{i1}-x_{i2}\right) ^{2}}{2k}}=0,6139 && \end{flalign}\]

CHSKCr = 200 mg/l

\[\begin{flalign}\;\sqrt{ \frac{∑\left(x_{i}-\bar{x}\right) ^{2}}{n-1}}=4,0825 && \end{flalign}\]

Vzorek odpadní vody

\[\begin{flalign}\;\sqrt{ \frac{∑\left(x_{i}-\bar{x}\right) ^{2}}{n-1}}=4,4721 && \end{flalign}\]

Bylo provedeno 10x měření kontrolního roztoku CHSKCr 20 mg/l s přídavkem matrice kyvetovým testem LCK 1414. Standardní nejistota typu A je rovna směrodatné odchylce a byla vypočtena podle vztahu:

CHSKCr = 20 mg/l

\[\begin{flalign}\; \frac{k_{n}*R}{\sqrt{n}}=0,1841 && \end{flalign}\]

Standardní nejistota opakovatelnosti je

CHSKCr = 20 mg/l

\[\begin{flalign}\;u_{A}=\sqrt{0,5147^{2}+0,1841^{2}}=0,5466 && \end{flalign}\]

 

Objem V

Objem vzorku v pipetě je spojen se zdroji nejistoty: kalibrace, teplota, opakovatelnost.

Nejistota objemu pipety od výrobce

Výrobce deklaruje toleranci objemu pipety 2 ± 0,01 ml při teplotě 20 °C. Standardní nejistota je vypočtena za předpokladu trojúhelníkového rozdělení.

\[\begin{flalign}\; \frac{0,01}{\sqrt{6}}=0,0041 && \end{flalign}\]

Rozdíl teplot

Pipeta byla kalibrována při teplotě 20 °C, teplota v laboratoři kolísá v rozmezí ± 5 °C. Nejistota odpovídající tomuto vlivu je vypočtena z odhadu teplotního rozsahu a koeficientu objemové roztažnosti (2,1*10-4 °C-1) za předpokladu rovnoměrného rozdělení změn teploty.

\[\begin{flalign}\; \frac{2*5*2,1*10^{-4}}{\sqrt{3}}=0,0012 && \end{flalign}\]

Variabilita odměřování objemu

Nejistota spojená s variabilitou doplňování pipety je odhadnuta z  opakovatelnosti. Série 10 experimentů doplnění pipety 2 ml demineralizované vody poskytla směrodatnou odchylku 0,0156 ml. Tato hodnota je přímo použita jako standardní nejistota.

\[\begin{flalign}\;u_{V}=\sqrt{0,0041^{2}+0,0012^{2}+0,0156^{2}}=0,0162\;ml && \end{flalign}\]

Koncentrace ρ

Přesnost kyvetového testu

Výrobce kyvetového testu LCK 1414 deklaruje standardní odchylku < 0,96 a variační koeficient < 3%. Hodnota 0,03 může být použita přímo do výpočtu.

Výrobce kyvetového testu LCK 614 deklaruje standardní odchylku < 3,45 a variační koeficient < 2%. Hodnota 0,02 může být použita přímo do výpočtu.

Výpočet kombinované standardní nejistoty (uc)

Kombinovaná standardní nejistota se vypočítá jako odmocnina ze součtu čtverců nejistot uvedených v bodě 5.

\[\begin{flalign}\; \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}\;=\;\sqrt{\left( \frac{u(rep)}{rep}\right) ^{2}+\left( \frac{u\left(V\right) }{V}\right) ^{2}+\left( \frac{u\left(přesnost\right) }{přesnost}\right) ^{2}} && \end{flalign}\]

CHSKCr = 20 mg/l

 

Popis

Hodnota x

Standardní nejistota u(x)

Relativní standardní nejistota u(x)/x

CHSKCr

 

19,9

 

 

rep

opakovatelnost

20

0,5466

0,0273

V

objem vzorku

2

0,0162

0,0081

přesnost

přesnost měření

1

0,0300

0,0300

\[\begin{flalign}\; \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}\;=\sqrt{0,0273^{2}+0,0081^{2}+0,0300^{2}\;}=0,0414 && \end{flalign}\] \[\begin{flalign}\;u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) =CHSK_{Cr}* \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}=19,9*0,0414=0,8252\;mg/l && \end{flalign}\]

Vzorek odpadní vody

 

Popis

Hodnota x

Standardní nejistota u(x)

Relativní standardní nejistota u(x)/x

CHSKCr

 

25,1

 

 

rep

opakovatelnost

25,1

0,5254

0,0209

V

objem vzorku

2

0,0162

0,0081

přesnost

přesnost měření

1

0,0300

0,0300

\[\begin{flalign}\; \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}\;=\sqrt{0,0209^{2}+0,0081^{2}+0,0300^{2}\;}=0,0374 && \end{flalign}\] \[\begin{flalign}\;u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) =CHSK_{Cr}* \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}=25,1*0,0374=0,9415\;mg/l && \end{flalign}\]

Vzorek povrchové vody

 

Popis

Hodnota x

Standardní nejistota u(x)

Relativní standardní nejistota u(x)/x

CHSKCr

 

18,5

 

 

rep

opakovatelnost

18,5

0,5892

0,0318

V

objem vzorku

2

0,0162

0,0081

přesnost

přesnost měření

1

0,0300

0,0300

\[\begin{flalign}\; \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}\;=\sqrt{0,0318^{2}+0,0081^{2}+0,0300^{2}\;}=0,0444 && \end{flalign}\] \[\begin{flalign}\;u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) =CHSK_{Cr}* \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}=18,5*0,0444=0,8240\;mg/l && \end{flalign}\]

Paralelní měření vzorků odpadní, povrchové a pitné vody

 

Popis

Hodnota x

Standardní nejistota u(x)

Relativní standardní nejistota u(x)/x

CHSKCr

 

19,7

 

 

rep

opakovatelnost

19,7

0,6139

0,0311

V

objem vzorku

2

0,0162

0,0081

přesnost

přesnost měření

1

0,0300

0,0300

\[\begin{flalign}\; \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}\;=\sqrt{0,0311^{2}+0,0081^{2}+0,0300^{2}\;}=0,0440 && \end{flalign}\] \[\begin{flalign}\;u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) =CHSK_{Cr}* \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}=19,7*0,0440=0,8681\;mg/l && \end{flalign}\]

CHSKCr = 200 mg/l

 

Popis

Hodnota x

Standardní nejistota u(x)

Relativní standardní nejistota u(x)/x

CHSKCr

 

198,3

 

 

rep

opakovatelnost

200

4,0825

0,0204

V

objem vzorku

2

0,0162

0,0081

přesnost

přesnost měření

1

0,0200

0,0200

\[\begin{flalign}\; \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}\;=\sqrt{0,0204^{2}+0,0081^{2}+0,0200^{2}\;}=0,0297 && \end{flalign}\] \[\begin{flalign}\;u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) =CHSK_{Cr}* \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}=198,3*0,0297=5,8914\;mg/l && \end{flalign}\]

Vzorek odpadní vody

 

Popis

Hodnota x

Standardní nejistota u(x)

Relativní standardní nejistota u(x)/x

CHSKCr

 

151

 

 

rep

opakovatelnost

151

4,4721

0,0296

V

objem vzorku

2

0,0162

0,0081

přesnost

přesnost měření

1

0,0200

0,0200

\[\begin{flalign}\; \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}\;=\sqrt{0,0296^{2}+0,0081^{2}+0,0200^{2}\;}=0,0366 && \end{flalign}\] \[\begin{flalign}\;u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) =CHSK_{Cr}* \frac{u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) }{CHSK_{Cr}}=151*0,0366=5,5334\;mg/l && \end{flalign}\]

Výpočet rozšířené nejistoty (U)

Rozšířená nejistota se vypočítá vynásobením kombinované standardní nejistoty koeficientem rozšíření k = 2, který odpovídá hladině spolehlivosti přibližně 95%.

CHSKCr = 20 mg/l

\[\begin{flalign}\;U=u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) *k=0,8252*2=1,6504\;mg/l→8,3\;% && \end{flalign}\]

Vzorek odpadní vody

\[\begin{flalign}\;U=u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) *k=0,9415*2=1,8829\;mg/l→7,5\;% && \end{flalign}\]

Vzorek povrchové vody vody

\[\begin{flalign}\;U=u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) *k=0,8240*2=1,6481\;mg/l→8,9\;% && \end{flalign}\]

Paralelní měření vzorků odpadní vody

\[\begin{flalign}\;U=u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) *k=0,8681*2=1,7361\;mg/l→8,8\;% && \end{flalign}\]

CHSKCr = 200 mg/l

\[\begin{flalign}\;U=u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) *k=5,8914*2=11,7828\;mg/l→5,9\;% && \end{flalign}\]

Vzorek odpadní vody

\[\begin{flalign}\;U=u_{c}\left(CHSK_{Cr}\right) *k=5,5334*2=11,0667\;mg/l→7,3\;% && \end{flalign}\]

Závěr

Nejistota měření byla vypočtena programem Microsoft Excel a EffiChem. Výsledky jsou uloženy v programu EffiChem ve složce CHSKCr kyvetovým testem_vody_spektrofotometrie_LP-LOV-34. Pro metodu CHSKCr byla stanovena rozšířená nejistota měření 9%. Výsledek stanovení CHSKCr musí být v protokolech vždy uváděn s touto hodnotou.