Исходные измерения
Для работы понадобятся Измеренная оптическая плотность, Холостая оптическая плотность, Стандартная неопределённость сигнала, Стандартная неопределённость фона. Это измеряемые характеристики пробы, прибора или калибровочного раствора. По этой причине в данной методике нельзя заменять исходные показания значениями из другого прибора без предварительного переноса градуировки.
Другие поля задают условия метода: Молярный коэффициент, л/(моль·см), Относительная неопределённость коэффициента, %, Оптический путь, см, Кратность разбавления, Относительная неопределённость разбавления, %. Их нельзя произвольно менять после измерения: это приведёт к пересчёту аналитического результата. Для расчёта «бюджет неопределённости спектрофотометрической концентрации» особенно важно записать в лабораторном журнале все условия подготовки пробы: объёмные операции, настройку измерителя и значения стандартов.
Формула и последовательность вычислений
Объединяет неопределённость сигнала, холостой пробы, чувствительности и разбавления. Записанная в калькуляторе формула: uᵣ²=[(uA²+u₀²)/(A−A₀)²]+(uε/ε)²+(uD/D)². Величины связаны именно этим уравнением; оно описывает математическую постановку «бюджет неопределённости спектрофотометрической концентрации», а не произвольный пересчёт сигналов.
Сначала рассчитывается измерительный отклик или поправка, затем оценивается искомое содержание и вспомогательные показатели. При недопустимой комбинации данных — например, если проба оказывается за границей калибровки, — расчёт выдаёт пояснение. Для самопроверки начните с величины «измеренная оптическая плотность»: проследите, как меняются промежуточные значения при её увеличении на пять процентов.
Как оценить результат
Не ограничивайтесь одним числом. Изучите рассчитанные сопутствующие параметры: они показывают роль фона, условий измерения, поправок или неопределённости. У расчёта «бюджет неопределённости спектрофотометрической концентрации» точность прежде всего ограничена выбранной математической моделью и качеством измеренных данных.
Для проверки измените один из входов в пределах его погрешности измерения. Если итог слишком чувствителен к небольшим колебаниям, стоит повторить измерение или расширить градуировочную серию. Если «холостая оптическая плотность» получено с большой неопределённостью, полезно повторить опыт и сравнить результаты вместо немедленного увеличения числа знаков после запятой.
Ограничения лабораторной модели
Слагаемые считаются некоррелированными; путь кюветы принимается известным без собственной неопределённости. Это ограничение обязательно для «бюджет неопределённости спектрофотометрической концентрации»: иначе даже математически точный ответ нельзя считать достоверной лабораторной оценкой.
Показания реального оборудования могут зависеть от состава растворителя, температуры, примесей и качества холостой пробы. Эти влияния нельзя автоматически включить в расчёт без соответствующих измеренных величин. Проверьте экспериментально, выполняется ли допущение: Слагаемые считаются некоррелированными; путь кюветы принимается известным без собственной неопределённости. Особенно полезен контрольный раствор известной концентрации и измерение холостой пробы.
Пример расчёта и самопроверка
В форме уже указаны контрольные значения. Нажмите «Рассчитать» и изучите показанные результаты, затем замените одну из исходных величин. В частности, при проверке «бюджет неопределённости спектрофотометрической концентрации» зафиксируйте введённое значение «измеренная оптическая плотность», чтобы сравнения двух опытов оставались воспроизводимыми.
Если расчёт связан с концентрацией, полезно сравнить ответ с анализом контрольного раствора известного состава. Измерительный метод достоверен лишь в проверенном диапазоне. При подготовке отчёта также укажите условия градуировки и исходные показания; один результат без данных о приготовлении пробы недостаточен для подтверждения анализа «бюджет неопределённости спектрофотометрической концентрации».
Формула расчёта
uᵣ²=[(uA²+u₀²)/(A−A₀)²]+(uε/ε)²+(uD/D)².
Проверенные примеры
Измеренная оптическая плотность = 0.58 ; Холостая оптическая плотность = 0.02 ; Стандартная неопределённость сигнала = 0.006 ; Стандартная неопределённость фона = 0.002 ; Молярный коэффициент, л/(моль·см) = 12500 ; Относительная неопределённость коэффициента, % = 1.8 ; Оптический путь, см = 1 ; Кратность разбавления = 3 ; Относительная неопределённость разбавления, % = 0.8
Концентрация, моль/л = 0.0001344; Стандартная неопределённость, моль/л = 3.05165e-6; Расширенная неопределённость (k=2), моль/л = 6.10331e-6; Относительная стандартная неопределённость, % = 2.27057
Измеренная оптическая плотность = 1.2006 ; Холостая оптическая плотность = 0.02 ; Стандартная неопределённость сигнала = 0.006 ; Стандартная неопределённость фона = 0.002 ; Молярный коэффициент, л/(моль·см) = 12500 ; Относительная неопределённость коэффициента, % = 1.8 ; Оптический путь, см = 1 ; Кратность разбавления = 3 ; Относительная неопределённость разбавления, % = 0.8
Концентрация, моль/л = 0.000283344; Стандартная неопределённость, моль/л = 5.78395e-6; Расширенная неопределённость (k=2), моль/л = 1.15679e-5; Относительная стандартная неопределённость, % = 2.04132
Измеренная оптическая плотность = 0.58 ; Холостая оптическая плотность = 0.0414 ; Стандартная неопределённость сигнала = 0.006 ; Стандартная неопределённость фона = 0.002 ; Молярный коэффициент, л/(моль·см) = 12500 ; Относительная неопределённость коэффициента, % = 1.8 ; Оптический путь, см = 1 ; Кратность разбавления = 3 ; Относительная неопределённость разбавления, % = 0.8
Концентрация, моль/л = 0.000129264; Стандартная неопределённость, моль/л = 2.96431e-6; Расширенная неопределённость (k=2), моль/л = 5.92863e-6; Относительная стандартная неопределённость, % = 2.29323
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Укажите «Измеренная оптическая плотность»; убедитесь, что величина соответствует данной пробе и выбранным единицам.
- Укажите «Холостая оптическая плотность»; убедитесь, что величина соответствует данной пробе и выбранным единицам.
- Укажите «Стандартная неопределённость сигнала»; убедитесь, что величина соответствует данной пробе и выбранным единицам.
- Укажите «Стандартная неопределённость фона»; убедитесь, что величина соответствует данной пробе и выбранным единицам.
- Заполните остальные поля формы и запустите расчёт.
- Сопоставьте полученные показатели с областью применимости и контрольным опытом.