系列水分活度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制

背景介紹水分活度是樣品水分活性程度的指標(biāo)。美國食品與藥品管理局（FDA）規(guī)定，包裝食品的水分活度不得超過0.85，因此水分活度的準(zhǔn)確測定對食品安全計量具有重要的意義。水分活度儀通常采用電容式、電阻式、冷鏡露點(diǎn)式或激光可調(diào)吸收光譜式傳感器，可以快速測量食品的水分活度。水分活度儀需要使用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)校準(zhǔn)，以保證量值溯源。目前國內(nèi)外缺少量值準(zhǔn)確可靠的水分活度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

文章亮點(diǎn)1.采用重量法配制了7種氯化鋰和氯化鈉不飽和溶液水分活度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，分別采用質(zhì)量平衡法和電位滴定法測定了高純氯化鋰的純度；2.深入研究電解質(zhì)溶液理論，根據(jù)德拜-休克爾方程，采用電解質(zhì)滲透系數(shù)的國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)、溶液濃度和水的分子量，計算了溶液的水分活度；3.該系列標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)填補(bǔ)了國際空白，可用于水分活度儀的計量校準(zhǔn)和方法驗(yàn)證，保障測量結(jié)果的量值溯源，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確可靠和等效一致。內(nèi)容介紹1

實(shí)驗(yàn)部分1.1

主要儀器與試劑1.2

實(shí)驗(yàn)方法1.2.1

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的制備1.2.2

LiCl純度定值策略有兩種方法來確定LiCl的純度：電位滴定法和質(zhì)量平衡法，如圖1所示。以這兩種方法的結(jié)果的平均值作為LiCl的純度的標(biāo)準(zhǔn)值。1.2.3

LiCl水分的測定采用卡爾·費(fèi)休庫侖法測定LiCl中的水分。將庫侖法水分儀和分析天平放入手套箱。在手套箱內(nèi)稱取LiCl樣品，然后打開水分儀滴定池的蓋子，直接進(jìn)樣。根據(jù)法拉第定律，根據(jù)電解電量計算樣品水分。1.2.4

LiCl金屬雜質(zhì)含量的測定1.2.5

LiCl陰離子雜質(zhì)的測定1.2.6

LiCl不溶物的測定1.2.7

電位滴定法測定LiCl純度采用NaCl純度標(biāo)物（GBW06103），使用重量法，制備了NaCl標(biāo)準(zhǔn)溶液。然后用硝酸銀（AgNO3）溶液滴定，從而計算AgNO3溶液的摩爾濃度。然后用AgNO3溶液滴定LiCl溶液。1.2.8

水分活度的測定使用帶有冷鏡露點(diǎn)傳感器的水分活度儀來測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)候選物。水分活度儀用LiCl、氯化鎂、NaCl和溴化鉀的飽和溶液進(jìn)行校準(zhǔn)。2

結(jié)果與討論2.1

NaCl水分活度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)制備了5種不同濃度的NaCl溶液水分活度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，配制的原始數(shù)據(jù)和計算結(jié)果詳見表1。按照公式（8）計算得到溶液中NaCl的質(zhì)量摩爾濃度m，將m代入滲透系數(shù)的擬合方程（德拜-休克爾方程，即式（9））中[13]，得到該濃度下NaCl溶液的滲透系數(shù)（?）。計算其水分活度（a），結(jié)果如表1所示。評定5種NaCl溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的不確定度（U），結(jié)果如表2所示。2.2

LiCl水分活度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)LiCl溶液標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)配制的詳細(xì)數(shù)據(jù)詳見表1。LiCl溶液的滲透系數(shù)擬合公式如式（9）所示。將LiCl的m代入式（9），得到LiCl溶液的?和水分活度。3

結(jié)論報道了NaCl溶液和LiCl溶液水分活度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研制。采用質(zhì)量平衡法和電位滴定法測定LiCl的純度。采用重量法制備LiCl溶液，利用LiCl和水的質(zhì)量以及LiCl純度計算LiCl的質(zhì)量摩爾濃度（m）。根據(jù)物理化學(xué)基本原理，由m和?計算得到水分活度的標(biāo)準(zhǔn)值。7種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW(E)130843-130849）的標(biāo)準(zhǔn)值分別為0.250、0.500、0.762、0.797、0.850、0.900和0950，它們的擴(kuò)展不確定度（U，k=2）不超過0.007