标准滴定溶液的标定是其浓度的量值溯源,GB/T601–2002[1]通过规定工作基准试剂摩尔质量的有效数字,减少因数字修约而引入的不确定度。笔者比较计算了摩尔质量采用的国际相对原子质量,分析其量值溯源性。
1.摩尔质量表述的修订
GB/T601–1988[2]在乙二胺四乙酸二钠浓度计算公式(22)中注明:“0.08138——与1.00mL乙二胺四乙酸二钠标准溶液[c(EDTA)=1.000mol/L]相当的以克表示的氧化锌的质量”,即相当于取摩尔质量M(ZnO)=81.38g/mol。GB/T601–2002修订了乙二胺四乙酸二钠标准滴定溶液[c(EDTA)=0.05mol/L]的标定方法和计算式。在其公式(19)中注明:“M——氧化锌的摩尔质量的数值,单位为克每摩尔(g/mol),M(ZnO)=81.39”。可见,工作基准试剂氧化锌的摩尔质量由81.38g/mol修订为81.39g/mol。
2.摩尔质量的有效数字
GB/T601–2002规定:在运算过程中保留5位有效数字,浓度值报出结果取4位有效数字。在标准滴定液标定中采用工作基准试剂的摩尔质量(M)
计算标定浓度,5位有效数字。这样不仅与运算中保留5位有效数字的规定相符合,也可减少计算中因数字修约而引入的测量不确定度。GB/T601–2002明确规定了工作基准试剂摩尔质量为5位有效数字,在所有标准滴定溶液标定中,只有基准试剂氧化锌的摩尔质量取4位有效数字,即M(ZnO)=81.39g/mol,这由所采用的相对原子质量表中锌的相对原子质量的有效数字所致。
3.摩尔质量的计算结果
国际相对原子质量表每两年进行一次修订,其中锌的相对原子质量进行了多次相应调整[3–4],1971年由65.37(3)调整为65.38(1);1983年由65.38(1)调整为65.39(2);2001年由65.39(2)调整为65.409(4)。此期间氧的相对原子质量未调整,均为15.9994。按1971年国际相对原子质量表计算,其中:Ar(Zn)=65.38(1),Ar(O)=15.9994(3),则:M(ZnO)=15.9994+65.38=81.3794,修约为81.38[5]。按1983年国际相对原子质量表计算,其中:Ar(Zn)=65.39(2),Ar(O)=15.9994(3),则:M(ZnO)=15.9994+65.39=81.3894,修约为81.39。按2001年国际相对原子质量表计算,其中:Ar(Zn)=65.409(4),Ar(O)=15.9994(3),则:M(ZnO)=15.9994+65.409=81.4084,修约为81.408。由上述计算可知,GB/T601–1988(1988–06–20批准)中氧化锌的摩尔质量的计算取自于1983年之前的国际相对原子质量表,远滞后于其发布时间。而GB/T601–2002(2002–10–15发布)氧化锌的摩尔质量的计算取自于1983年后至2001年之前的国际相对原子质量表。
4.建议
GB/T601–2002规定标准滴定溶液平均浓度的扩展不确定度不大于0.2%。在标定中通过规定工作基准试剂摩尔质量的有效数字,作为降低标定结果不确定度的途径之一。GB/T601–1988以及GB/T601–2002皆未说明计算工作基准试剂摩尔质量所引用相对原子质量表的来源,不便于溯源。此外,应当关注锌的相对原子质量的修订较为频繁,如2007年国际相对原子质量表[6]锌的相对原子质量由Ar(Zn)=65.409(4)修订为Ar(Zn)=65.38(2)。2009年国际相对原子质量表[7]氧的相对原子质量由Ar(O)=15.9994(3)修订为15.999(15.99903;15.99977)。关于引用来源的表述,比如GB1260–2008[8]采用的陈述方式,分子式:ZnO,相对分子质量:81.389(选自2005年国际相对原子质量)。建议GB/T601–2002在标准中明确标注工作基准试剂所引用的相对原子质量来源。在滴定分析中通过标准滴定溶液进行量值溯源,保证标准滴定溶液标定的工作中工作基准试剂的质量,是确保标准滴定液标定量值溯源的关键。建议在标准修订中明确说明计算摩尔质量所引用的相对原子质量表的来源,以保证其量值的溯源性。