ISO TR 16153-2004 Piston-operated volumetric instruments - Determination of uncertainty for volume measurements made using the photometric method《活塞式容积测定设备 使用光度.pdf

1、 Numro de rfrence ISO/TR 16153:2004(F) ISO 2004RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 16153 Premire dition 2004-10-15Instruments volumtriques actionns par piston Dtermination de lincertitude de mesure pour les mesurages volumtriques au moyen de la mthode photomtrique Piston-operated volumetric instruments Determi

2、nation of uncertainty for volume measurements made using the photometric method ISO/TR 16153:2004(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doi

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4、be. Le Secrtariat central de lISO dcline toute responsabilit en la matire. Adobe est une marque dpose dAdobe Systems Incorporated. Les dtails relatifs aux produits logiciels utiliss pour la cration du prsent fichier PDF sont disponibles dans la rubrique General Info du fichier; les paramtres de crat

5、ion PDF ont t optimiss pour limpression. Toutes les mesures ont t prises pour garantir lexploitation de ce fichier par les comits membres de lISO. Dans le cas peu probable o surviendrait un problme dutilisation, veuillez en informer le Secrtariat central ladresse donne ci-dessous. ISO 2004 Droits de

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7、 de lISO dans le pays du demandeur. ISO copyright office Case postale 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.org Web www.iso.org Publi en Suisse ii ISO 2004 Tous droits rservsISO/TR 16153:2004(F) ISO 2004 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propo

8、s. iv 1 Domaine dapplication 1 2 Analyse de lincertitude pour la mthode photomtrique cellule interchangeable telle que dcrite dans lISO 8655-7:, Annexe A.1 2.1 Incertitudes des mesurandes 1 2.2 Modle mathmatique de la mthode . 2 2.3 Coefficients de sensibilit 3 2.4 Bilan des incertitudes. 14 3 Analy

9、se de lincertitude pour la mthode photomtrique cellule dcoulement telle que dcrite dans lISO 8655-7:, Annexe B 16 3.1 Incertitudes des mesurandes 16 3.2 Modle mathmatique de la mthode .16 3.3 Coefficients de sensibilit 16 3.4 Incertitude type compose. 25 4 Traabilit de la mthode. 25 5 Validation de

10、la mthode photomtrique . 26 5.1 Principe de validation. 26 5.2 quipement pour la validation. 26 5.3 Masse volumique des solutions 26 5.4 Rsultats exprimentaux 26 5.5 tudes de validation supplmentaires de la mthode photomtrique 27 Bibliographie 28 ISO/TR 16153:2004(F) iv ISO 2004 Tous droits rservsAv

11、ant-propos LISO (Organisation internationale de normalisation) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de f

12、aire partie du comit technique cr cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectr

13、otechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformment aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 2. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membr

14、es pour vote. Leur publication comme Normes internationales requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Exceptionnellement, lorsquun comit technique a runi des donnes de nature diffrente de celles qui sont normalement publies comme Normes internationales (ceci pouvant comprend

15、re des informations sur ltat de la technique par exemple), il peut dcider, la majorit simple de ses membres, de publier un Rapport technique. Les Rapports techniques sont de nature purement informative et ne doivent pas ncessairement tre rviss avant que les donnes fournies ne soient plus juges valab

16、les ou utiles. Lattention est appele sur le fait que certains des lments du prsent document peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. LISO

17、/TR 16153 a t labor par le comit technique ISO/TC 48, Verrerie de laboratoire et appareils connexes. RAPPORT TECHNIQUE ISO/TR 16153:2004(F) ISO 2004 Tous droits rservs 1Instruments volumtriques actionns par piston Dtermination de lincertitude de mesure pour les mesurages volumtriques au moyen de la

18、mthode photomtrique 1 Domaine dapplication Le prsent Rapport technique fournit lvaluation dtaille de lincertitude pour les mesurages volumtriques conformment au Guide pour lexpression de lincertitude de mesure (GUM). LISO 8655-7: couvre les mthodes non-gravimtriques du mesurage volumtrique. LISO 865

19、5-7:, Annexe A dcrit les dtails dune mthode employant des cuves amovibles (flacons) dans un photomtre UV/VIS. LISO 8655-7:, Annexe B dcrit les dtails dune mthode qui utilise une cellule dcoulement fixe dans un photomtre UV/VIS. Le prsent Rapport technique couvre lincertitude de mesure des deux mthod

20、es. 2 Analyse de lincertitude pour la mthode photomtrique cellule interchangeable telle que dcrite dans lISO 8655-7:, Annexe A 2.1 Incertitudes des mesurandes Dans le but de crer un bilan des incertitudes, lincertitude de chaque dispositif utilis pour dterminer le volume inconnu est extraite de la l

21、ittrature fournie par les fabricants. Lincertitude pour la linarit du systme a t mesure au moyen dun photomtre UV/VIS de rfrence. Les incertitudes photomtriques UV/VIS sont fondes sur lISO 8655-7:, Tableau A.1. Tableau 1 Incertitudes des dispositifs analytiques utiliss Dispositif Photomtre UV/VIS de

22、 laboratoire type Photomtre UV/VIS de niveau de rfrence Type dincertitude Fiole jauge de Classe A, 1 000 ml 0,4 ml B Pipette volumtrique de Classe A, 100 ml 0,08 ml B Pipette volumtrique de Classe A, 10 ml 0,02 ml B Pipette volumtrique de Classe A, 5 ml 0,015 ml B Pipette volumtrique de Classe A, 2

23、ml 0,010 ml B Mesurage photomtrique A = 0 0,001 0 0,000 3 A Mesurage photomtrique A = 0,5 0,001 5 0,000 5 A Mesurage photomtrique A = 1,0 0,001 5 0,000 5 A Mesurage photomtrique A = 1,5 0,002 0 0,000 7 A Temprature de lchantillon 0,2 C B Reproductibilit de longueur donde du photomtre UV/VIS 0,5 nm 0

24、2 nm B Non-linarit de la rponse photomtrique par rapport ltendue dynamique 2:1 0,14 % A Non-linarit de la rponse photomtrique par rapport ltendue dynamique 8:1 0,63 % A ISO/TR 16153:2004(F) 2 ISO 2004 Tous droits rservs2.2 Modle mathmatique de la mthode Le volume inconnu est calcul laide de la loi

25、de Beer-Lambert. Si le colorant utilis est le Ponceau S, la solution mre a un coefficient dextinction 1 520 nm et une absorbance nulle 730 nm. La concentration de la solution mre est C S . Le diluant prsente le coefficient dextinction 2 son pic de longueur donde 730 nm et une concentration C D . Un

26、talon est prpar en diluant avec exactitude de larges volumes de solution mre et de diluant. Un flacon vide est plac dans le support de cellule; il est rempli dun tampon et le photomtre UV/VIS est mis zro aux deux longueurs donde. Le tampon est retir sans dplacer le flacon et il est rinc et rempli de

27、 solution talon. Labsorbance de ltalon est mesure aux deux longueurs donde, respectivement 520 nm et 730 nm: S1 1 S SV A CR l = (1) ( ) S2 2 D SV 1 ACR l = (2) o R est le taux de dilution de la solution mre par rapport au diluant, utilis pour crer ltalon et SV l est la longueur de parcours du flacon

28、 contenant la partie aliquote de la solution talon. Dans un second temps, un nouveau flacon contenant un volume mesur V Dde diluant est plac dans le photomtre UV/VIS et un relev est effectu aux deux longueurs donde. Le relev 520 nm, A D1 , permet dtablir la valeur zro qui peut varier de celle dun fl

29、acon contenant un tampon en raison des imperfections du flacon. Ce relev 520 nm est soustrait du relev 730 nm, A D2 , pour raliser une correction des carts de zro: D2 D1 2 D S Absorbance du diluant A AC l = (3) La longueur de parcours de ce flacon est S l . Le dispositif soumis lessai est alors util

30、is pour distribuer une partie aliquote de solution mre dans le diluant. Le contenu est mlang et labsorbance est mesure 520 nm. Labsorbance corrige du mlange inconnu mesure 520 nm est: U UD 11 S S UD Absorbance de linconnu V A AC l VV =+ + (4) En divisant les deux dernires quations, on obtient: UD 11

31、S U D2 D1 2 D U D AA C V AA CVV = + (5) Les deux quations issues de ltalon peuvent galement tre divises: S1 1 S S2 2 D 1 AC R A CR = (6) Entre ces deux quations, les coefficients dextinction et les concentrations peuvent tre limins: UD 1 U S 1 D2 D1 U D S2 1 AAV A R AA RVVA = + (7) ISO/TR 16153:2004

32、F) ISO 2004 Tous droits rservs 3Toutes ces grandeurs ont t mesures, lexception de V U . Cette quation peut tre rsolue pour V Uavec le rsultat suivant: UD 1 D2 D1 UD S1 U D1 S2 D2 D1 1 AA AA VV AAA R RA AA = (8) Cette quation permet de calculer la valeur V U partir de grandeurs mesures. Il est noter

33、 que les longueurs de parcours des flacons nentrent pas dans le rsultat, mme si deux flacons de longueurs de parcours diffrentes ont t utiliss. De mme, toute variation par rapport zro due aux imperfections des flacons a t entirement corrige. Les absorbances mesures apparaissent comme des taux, ce qu

34、i signifie que le photomtre UV/VIS na pas besoin dtre prcis mais uniquement linaire. Aucune information nest requise concernant les coefficients dextinction ou les concentrations de la solution mre ou du diluant. 2.3 Coefficients de sensibilit Les coefficients de sensibilit sont obtenus partir de dr

35、ives partielles de lquation (8) correspondant chaque mesurande ou autre paramtre du systme dont les ventuelles variations peuvent entraner des incertitudes dans les rsultats. Pour obtenir aisment ces drives partielles, il est possible de simplifier lquation (8) en utilisant les approximations suivan

36、tes: R 1 (9) UD 1 D2 D1 1 AA AA (10) D1 0 A (11) Les concentrations des solutions mres, les taux de dilution et le diluant ont t crs de sorte que ces approximations soient valides. En utilisant ces approximations, lquation (8) devient: S2 U D1 UD S1 D2 D1 ARAA VV AAA (12) Cette simplification gnre u

37、ne erreur infrieure 4 % dans les coefficients de sensibilit. Ces coefficients sont quoi quil en soit des estimations et cette erreur est faible par rapport dautres sources derreur possibles. Afin dillustrer la mthode danalyse, les valeurs suivantes lies ltalonnage dune pipette de 0,5 l sont utilises

38、 ISO/TR 16153:2004(F) 4 ISO 2004 Tous droits rservsTableau 2 Valeurs pour ltalonnage dune pipette de 0,5 l en utilisant la mthode avec cellule interchangeable l = 1,8 cm longueur de parcours du flacon utilis pour effectuer le relev photomtrique V S= 5 ml volume de solution mre utilis pour effectuer

39、 la premire dilution pour ltalon V d1= 1 000 ml volume de diluant utilis pour effectuer la premire dilution pour ltalon V m1= 5 ml volume du premier mlange (dilution) utilis pour effectuer la deuxime dilution V d2= 100 ml volume de diluant utilis pour effectuer la deuxime dilution 4 55 2,369 10 1005

40、 105 R = taux de dilution de ltalon A SK= 1 111 abs/cm absorbance par unit de longueur de parcours de la solution mre non dilue 1A D= 0,600 0 abs/cm absorbance par unit de longueur de parcours du diluant 2A S1= (1 111)(1,8)(2,369 10 4 ) = 0,473 8 abs absorbance de ltalon 1A S2= (1 2,369 10 4 )(0,600

41、)(1,8) = 1,079 7 abs absorbance de ltalon 2A D1= 0 absorbance du diluant 1A D2= (0,600 abs/cm)(1,8 cm) = 1,080 abs absorbance du diluant 2V D= 5 000 l volume de diluant utilis pour diluer lchantillon inconnu A U= (1 111 abs/cm)(1,8 cm) 0, 5 5 000,5 = 0,200 abs absorbance de linconnu 1V U= 0,500 l Da

42、ns cet exemple, ltalon est produit en diluant dans un premier temps 5 ml de solution mre avec 1 000 ml de diluant, puis 5 ml de ce mlange est ensuite dilu avec 100 ml de diluant. 2.3.1 Incertitude de relev de ltalon due limprcision de linstrument la longueur donde Dans tous les exemples suivants, le

43、s formules sont suivies dune valuation numrique utilisant les paramtres fournis ci-dessus pour une pipette de 0,5 l. La drive partielle de lquation (12) par rapport A S1est: UD S 2UD 1 2 S1 D2 D1 S1 1 ,055 l/abs VV ARAA AA A A = =(13) Le signe nest pas pertinent dans la mesure o tous les coefficient

44、s de sensibilit sont calculs au carr pour obtenir la variance pondre. Lincertitude type labsorbance A S1provient de deux sources: le mesurage labsorbance zro, dont lincertitude est de 0,000 3, et le mesurage labsorbance 0,5 dont lincertitude est de 0,000 5. On calcule la racine carre de la somme de

45、ces deux valeurs mises au carr: () 22 S1 0,000 3 0,000 5 abs 0,000 583 abs UA=+= (14) ISO/TR 16153:2004(F) ISO 2004 Tous droits rservs 5Lincertitude type de mesurage volumtrique due lincertitude A S1est le produit de lincertitude de labsorbance et du facteur de sensibilit: () ()() () S1 4 U 0,5 S1 S

46、1 0,000 583 abs 1 ,055 l/abs 0,000 615 l 6,15 10 l A V UV UA A = = (15) 2.3.2 Incertitude de relev de ltalon due limprcision de linstrument la longueur donde 2UU D 1 D S2 S1 D2 D1 0,463 l/abs VA A VR AAAA = =(16) Lincertitude type labsorbance A S2provient de deux sources: le mesurage labsorbance zro, dont lincertitude est de 0,000 3, et le mesurage labsorbance 1,08 dont lincertitude est de 0,000 5. On calcule la racine carre de la somme de ces deux valeurs mises au carr: () 22 S1 0,000 3 0,000 5 abs 0,000 58