background image

 

-  niepewność  pomiaru    (ang.  uncertainty)  –  parametr  związany  z  wynikiem 

pomiaru,  który określa przedział  wokół  wartości średniej,  w którym może (na 

założonym poziomie istotności) znaleźć się wartość oczekiwana;  

-  standardowa niepewność pomiaru (ang. standard uncertainty) – u(x

i

) -

niepewność pomiaru przedstawiona i obliczona jako odchylenie standardowe; 

-  całkowita standardowa niepewność pomiaru (ang. combined standard 

uncertainty

– u

c

(y) 

– standardowa niepewność wyniku y pomiaru, której 

wartość jest obliczona na podstawie niepewności parametrów wpływających 

na wartość wyniku analizy z zastosowaniem prawa propagacji niepewności;  

-  rozszerzona niepewność (ang. expanded uncertainty) - U

 

– wielkość 

określająca przedział wokół uzyskanego wyniku analizy, w którym można, na 

odpowiednim, przyjętym poziomie istotności (prawdopodobieństwa) oczekiwać 

wystąpienia wartości oczekiwanej;  

-  współczynnik rozszerzenia (ang. coverage factor) – k – wartość liczbowa 

użyta do wymnożenia całkowitej standardowej niepewności pomiaru w celu 

uzyskania rozszerzonej niepewności, wartość współczynnika zależy od 

przyjętego poziomu prawdopodobieństwa (np.: dla 95 % wynosi 2) i 

najczęściej jest wybierana z przedziału 2-3; 

-  oszacowanie niepewności metodą typu A – metoda szacowania 

niepewności oparta na pomiarach statystycznych (w oparciu o odchylenie 

standardowe serii pomiarów); 

-  oszacowanie niepewności metodą typu B – metoda szacowania 

niepewności wykorzystująca inne metody niż statystyczne: 

wcześniejsze doświadczenia; 

wcześniejsze wyniki podobnych badań; 

-  dostarczone przez producenta specyfikacje wykorzystywanych 

instrumentów, stosowanych odczynników czy też np. naczyń 

miarowych; 

wyniki zaczerpnięte z wcześniejszych raportów np.  dotyczące 

kalibracji; 

niepewność obliczona na podstawie wyników badań dla materiału 

odniesienia. 

Niepewność jest podstawową własnością każdego pomiaru. Niepewność 

występuje zawsze i to na każdym etapie każdej procedury pomiarowej. Nie jest to 

background image

 

zatem własność, która ma przysparzać dodatkowych trudności w trakcie procesu 

pomiarowego. 

Podstawowymi źródłami niepewności w trakcie badania próbek z wykorzystaniem 

odpowiedniej procedury analitycznej mogą być [2]: 

-  błędnie lub nieprecyzyjnie zdefiniowana wielkość oznaczana; 

-  brak spełnienia wymogu reprezentatywności dla pobranej próbki; 

-  nieprawidłowo zastosowana metodyka oznaczeń; 

-  osobowe błędy systematyczne w odczytach sygnałów analogowych; 

-  nieznajomość wpływu wszystkich warunków zewnętrznych na wynik pomiaru 

analitycznego; 

-  niepewność związana z kalibracja stosowanego przyrządu kontrolno-

pomiarowego; 

-  rozdzielczość stosowanego przyrządu pomiarowego; 

-  niepewności związane ze stosowanymi wzorcami i/lub materiałami 

odniesienia; 

-  niepewności parametrów wyznaczonych w osobnych pomiarach a 

stosowanych w obliczeniach wyniku końcowego oznaczenia np.: stałe fizyko-

chemiczne; 

-  przybliżenia i założenia związane ze stosowaniem danego przyrządu 

pomiarowego i zastosowane w trakcie wykonywania pomiaru; 

-  wahania w trakcie powtórzeń pomiarów w zdawałoby się identycznych 

warunkach zewnętrznych;  

W tym miejscu należy jasno uwypuklić różnice pomiędzy błędem pomiaru a 

niepewnością całkowitą. Błąd to różnica pomiędzy wartością oznaczaną a 

oczekiwaną. Natomiast określona niepewność całkowita to zakres przedziału, w 

którym wartość oczekiwana może się z danym prawdopodobieństwem znaleźć. 

Wartość niepewności całkowitej nie może zatem służyć do skorygowania 

uzyskanego wyniku pomiaru. 

Wyznaczenie niepewności pomiaru powoduje zwiększenie jego miarodajności, 

pozwala na porównywanie wyników uzyskanych w trakcie porównań 

międzylaboratoryjnych oraz pomaga podejmować decyzję co do istotności różnicy 

uzyskanego wyniku pomiaru z wartością odniesienia. 

W/g GUM (ang. Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) [2] w 

celu określenia niepewności wyniku analizy należy: 

background image

 

1.  zdefiniowa

ć procedurę pomiarową  i wielkość oznaczaną; 

Należy jasno zdefiniować wielkość, jaka interesuje analityka w danym 

pomiarze, wraz z jej jednostką a także jasno określić wielkość obserwowaną  

oraz parametr poszukiwany (wynik). 

 

2. 

opracować model (najczęściej w postaci matematycznej) służący do 

obliczenia wyniku analizy na podstawie mierzonych parametrów; 

Model matematyczny wiąże wartość wyniku oznaczenia (ten który mamy 

określić) z wartościami obserwowanymi (pomiarowymi). Zależność ta ma 

postać: 

 

(1) 

 

gdzie: 

 

 

– wartość wyniku; 

 

 

x

1

, x

2

…x

n

 

– wartości pomiarowe; 

 

3. 

nadać wartość wszystkim możliwym parametrom mogącym mieć wpływ na 

wynik końcowy analizy wraz z określeniem dla każdego z nich wielkości 

standardowej niepewności; 

Każda w wielkości charakteryzuje się nazwą, jednostką, wartością, 

standardową niepewnością oraz ilością stopni swobody.  Jak wspomniano, 

istnieją dwa typy metod obliczania niepewności standardowej. W przypadku 

zastosowania metody typu A oszacowania niepewności wartość 

niepewności standardowej jest równa odchyleniu standardowemu średniej 

arytmetycznej. Stosując typ B metody szacowania niepewności jej wartość 

jest ściśle związana z rozkładem prawdopodobieństwa jaki opisuje rozkład 

zmiennej. I tak np.: gdy zmienna charakteryzuje się rozkładem jednostajnym 

(prostokątnym) – (np.: tak jest w przypadku takiego parametru jak czystość 

stosowanego wzorca) - 

kiedy to zmienna może przyjąć z  jednakowym 

prawdopodobieństwem wartość z przedziału a

-

...a

+

, obliczona wartość 

niepewności standardowej wynosi: 

3

a

 

(gdzie a jest połową szerokości 

przedziału a

-

...a

+

). Gdy natomiast zmienna charakteryzuje się rozkładem 

trójkątnym (wartość znajduje się w przedziale a

-

...a

+

 

ale wystąpienie wartości 

)

...

,

(

2

1

n

x

x

x

f

y

background image

 

średniej z przedziału jest najbardziej prawdopodobna) obliczona wartość 

niepewności standardowej wynosi: 

6

a

 

 

4. 

zastosować prawo propagacji niepewności do obliczenia całkowitej 

standardowej niepewności wyniku analizy; 

Dla danego modelu matematycznego wiążącego wynik końcowy analizy z 

parametrami mierzonymi 

– poprzednie równanie - obliczenie niepewności 

standardowej  następuje na podstawie prawa propagacji wg wzoru: 

 

(2) 

 

5. 

przedstawić wynik końcowy analizy w postaci: wynik ± rozszerzona 

niepewność (po zastosowaniu odpowiedniego współczynnika k). 

Obliczona wg powyższego równania niepewność jest całkowitą standardową 

niepewnością  wyniku  oznaczenia  końcowego.  W  celu  obliczenia  wartości 

rozszerzonej niepewności należy niepewność standardową pomnożyć przez 

odpowiedni współczynnik  rozszerzenia k.  

 

Końcowy wynik analizy składa się zatem z: 

-  jasno zdefiniowanej procedury pomiarowej; 

określenia wartości oznaczanej wraz z jej jednostką; 

wyniku wraz z rozszerzoną niepewnością (y ± U wraz z jednostkami dla y i dla U); 

współczynnika k dla którego obliczono rozszerzoną niepewność. 

2

2

2

i

i

c

x

u

x

δ

f

δ

y

u

background image

 

 

Przykłady szacowania niepewności 

 
1. 

Sporządzanie roztworu wzorcowego poprzez rozcieńczenie roztworu 

podstawowego 

Sporządzano roztwór wzorcowy jonów rtęci Hg

2+

 

poprzez rozcieńczenie 

roztworu podstawowego. Stężenie roztworu podstawowego było podane przez 

producenta jako: 1001 ± 2 [mg Hg

2+

/dm

3

]. W celu otrzymania roztworu 

wzorcowego o stężeniu 40 µg Hg

2+

/dm

3

 

rozwór podstawowy rozcieńczano 

najpierw w stosunku 1:100 a następnie 1:250. 

Na etapie rozcieńczania wykorzystywano pipety o pojemności 1 ml oraz kolby 

miarowe o pojemnościach 100 ml i 250 ml. 

Wartość stężenia końcowego analitu w roztworze wzorcowym można obliczyć 

wykorzystując następującą zależność: 

 

(3) 

gdzie: 

c

wz

 

– stężenie otrzymanego roztworu wzorcowego [µg Hg

2+

/dm

3

]; 

C

NIST

 

– certyfikowane stężenie roztworu podstawowego [mg Hg

2+

/dm

3

]; 

V

p1

, V

p2

 

– pojemności pipet wykorzystywanych w trakcie rozcieńczania [ml]; 

V

k1

, V

k2

 

– pojemności kolb wykorzystywanych w trakcie rozcieńczania [ml]; 

 

 

Obliczona zatem stężenie analitu w roztworze wzorcowym wynosi:   

c

wz

 

= 40,04 µg Hg

2+

/dm

3

 

W celu uproszczenia obliczeń pominięto wartości niepewności związane z 

temperaturą prowadzenia operacji rozcieńczania (różną od temperatury, w której 

kalibrowane były naczynia miarowe). 

Podane przez producentów wartości poszczególnych parametrów były 

następujące: 

C

NIST

  

= 1001  

± 2 [mg Hg

2+

/dm

3

]; 

V

p1

 = V

p2

  = 1  

± 0,02 [ml] 

V

k1

  

= 100  

± 0,2 [ml] 

V

k2

  

= 250  

± 0,4 [ml] 

 

1000

2

2

1

1

k

p

k

p

NIST

wz

V

V

V

V

C

c

background image

 

 

Każdy  z  parametrów  charakteryzuje  się  rozkładem  jednostajnym,  stąd 

wartości poszczególnych niepewności standardowych obliczono stosując zależność: 

   

(4) 

 

Otrzymano następujące wartości standardowych niepewności: 

 

u(C

NIST

 )   

= 1,15 mg Hg

2+

/dm

3

 

u(V

p1

 ) = u(V

p2

 )   = 0,0115 ml 

u(V

k1

 ) 

 

= 0,115 ml 

u(V

k2

 ) 

 

= 0,231 ml 

 

Wartość  całkowitej  niepewności  stężenia  otrzymanego  roztworu  wzorcowego 

obliczono stosując prawo propagacji niepewności zgodnie z poniższą zależnością: 

 

(5) 

 

 

Po podstawieniu danych: 

 

 

 

 

 

 

 

a stąd: 

u(c

wz

) = 0,655 ml 

 

 

W celu obliczenia całkowitej rozszerzonej niepewności (U) należy wartość 

całkowitej niepewności u(c

wz

) 

pomnożyć przez przyjętą wartość współczynnika 

rozszerzenia k. 

Jeśli k = 2 to U = 1,3 ml. 

Poprawnie zapisany wynik stężenia uzyskanego roztworu wzorcowego: 

 

3

a

x

u

i

2

2

2

2

1

1

2

2

2

2

1

1

2

k

k

k

k

p

p

p

p

NIST

NIST

wz

wz

V

V

u

V

V

u

V

V

u

V

V

u

C

C

u

c

c

u

2

2

2

2

2

250

231

,

0

100

115

,

0

1

0115

,

0

1

0115

,

0

1001

15

,

1

w z

w z

c

c

u

0164

,

0

wz

wz

c

c

u

background image

 

c

wz

 

± U(k=2) = 40,0 ± 1,3 [ml] 

 

UWAGA!!!  Wartość  niepewności  zapisuje  się  z  podaniem  tylko  2  cyfr 

znaczących,  a  wartość  wyniku  z  taką  samą  liczbą  miejsc  dziesiętnych  jak 

wartość niepewności

 

 

2. 

Nastawianie miana kwasu solnego na bezwodny węglan sodu – ćwiczenie 

laboratoryjne dla studentów 

Nastawiano miano kwasu solne

go na węglan sodu. W tym celu na wadze 

analitycznej odważano 0,6-0,7 g węglanu sodu, który po przeniesieniu do kolby 

stożkowej rozpuszczano w wodzie destylowanej (ok. 70 ml).  

Kwas solny, którego miano należało nastawić, uzyskiwano poprzez rozcieńczenie w 

kolbie o pojemności 250 ml próbki HCl otrzymanej od prowadzącego ćwiczenie.  

Miano tak uzyskanego HCl, oznaczano stosując metodę miareczkowania 

alkacymetrycznego z wykorzystaniem biurety o pojemności 50 ml wobec oranżu 

metylowego jako wskaźnika. 

Wynik pomi

aru był średnią z trzech oznaczeń. 

Wartość stężenia uzyskanego roztworu kwasu solnego powiązana jest z 

poszczególnymi wielkościami mierzonymi następującą zależnością: 

 

(6) 

gdzie: 

 

(7) 

 

(8) 

c

HCl

 

– stężenie roztworu kwasu solnego [mol/dm

3

]; 

m

Na

2

CO

3

 

– masa odważki Na

2

CO

3

 [g]; 

P

Na

2

CO

3

 

– czystość użytego Na

2

CO

3

 [%]; 

M

Na

2

CO

3

 

– masa cząsteczkowa Na

2

CO

3

 [g/mol]; 

V

HCl

 

– objętość roztworu HCl użytego na zmiareczkowanie naważki Na

2

CO

3

odmierzona za pomocą biurety [ml]; 

– rozcieńczenie roztworu kwasu zależne od pojemności wykorzystywanej kolby 

miarowej; 

p

r

V

M

P

m

c

HCl

CO

Na

CO

Na

CO

Na

HCl

3

2

3

2

3

2

1000

2

1

250

p

V

r

k

background image

 

V

k

 

– pojemność kolby miarowej wykorzystanej do rozcieńczenia próbki kwasu 

[ml]; 

p 

– powtarzalność pomiarów; 

 

Wpływ poszczególnych parametrów na wartość niepewności stężenia 

uzyskanego roztworu kwasu solnego przedstawiono,  

stosując diagram Ishikawy  na 

rysunku 3. 

Wartość  całkowitej  niepewności  stężenia  otrzymanego  roztworu  kwasu  solnego 

obliczono stosując prawo propagacji niepewności zgodnie z poniższą zależnością: 

 

 

(9) 

 

 

Pon

iżej zostaną przedstawione sposoby obliczania wartości poszczególnych 

standardowych niepewności. 

 

a. u(m

Na

2

CO

3

) 

Pojedynczy pomiar masy charakteryzuje się niepewnością ± 0,0001 g. 

Po podstawieniu do wzoru (4) wartość standardowej niepewności wynosi:  

 

 

 

celu odważenia Na

2

CO

3

 

należy wykonać 2 pomiary (tara i brutto), stosując 

zatem prawo propagacji niepewności, wartość standardowej niepewności związanej 

z odważeniem Na

2

CO

3

 wynosi:  

 

 

 

b. u(V

HCl

Pojedynczy pomiar objętości za pomocą biurety o pojemności 50 ml 

charakteryzuje się niepewnością ± 0,05 ml (połowa najmniejszej podziałki). 

Po podstawieniu do wzoru (4) wartość standardowej niepewności wynosi:  

]

[

000058

,

0

3

0001

,

0

g

]

[

000082

,

0

000058

,

0

2

2

3

2

g

m

u

CO

Na

]

[

029

,

0

3

05

,

0

ml

2

2

2

2

2

2

3

2

3

2

3

2

3

2

3

2

3

2

p

u

V

V

u

M

M

u

P

P

u

V

V

u

m

m

u

c

c

u

k

k

CO

Na

CO

Na

CO

Na

CO

Na

HCl

HCl

CO

Na

CO

Na

HCl

HCl

background image

 

 

W celu odmierzenia objętości zużytego roztworu HCl należy wykonać 2 pomiary 

(odczyt „zero” i odczyt objętości końcowej), stosując zatem prawo propagacji 

niepewności, wartość standardowej niepewności związanej z odmierzeniem objętości 

roztworu HCl wynosi:  

 

 

 

Aby uwzględnić niepewność związaną z faktem, iż wykorzystywane naczynia 

miarowe były kalibrowane w temperaturze innej niż temperatura jaka panowała w 

laboratorium w trakcie wykonywania pomiarów należy uwzględnić tzw. poprawkę 

temperaturową. W tym celu obliczono związaną z tym wartość standardowej 

niepewności zgodnie z zależnością:  

 

(10) 

 

gdzie:  

ΔT - różnica pomiędzy temperaturą, w której była przeprowadzona kalibracja 

naczyń miarowych i temperaturą w trakcie wykonywania pomiaru w 
laboratorium [

o

C] - 

założono wartość ± 4 

o

C; 

α

H

2

O

 - 

współczynnik rozszerzalności cieplnej wody [ml/

o

C] równy 

2,1× 10

-4

 

ml·

o

C

-1

 

Po podstawieniu danych: 

 

 

 

Uwzględniając wpływ tej wartość na wartość całkowitej niepewności 

odmierzenia objętości roztworu kwasu solnego za pomocą biurety - stosując prawo 

propagacji niepewności, wartość standardowej niepewności związanej z 

odmierz

eniem objętości roztworu HCl wynosi:  

 

 

 

Porównując obliczone wartości całkowitej niepewności związanej z 

odmierzeniem objętości roztworu HCl za pomocą biurety z uwzględnieniem i bez 

]

[

041

,

0

029

,

0

2

2

ml

V

u

HC l

3

Δ

)

(

2

O

H

HC l

α

T

V

T

u

]

[

012

,

0

3

10

1

,

2

4

25

4

ml

]

[

043

,

0

012

,

0

029

,

0

2

2

2

ml

V

u

HC l

background image

 

10 

uwzględnienia poprawki temperaturowej można zauważyć niewielki wpływ poprawki 

temperaturowej na tę wartość. Z tego też powodu w dalszych obliczeniach nie 

uwzględniano poprawki temperaturowej przy obliczaniu niepewności związanej z 

wykorzystywaniem naczyń pomiarowych. 

 

c. u(P

Na

2

CO

3

Czystość Na

2

CO

3

 podana przez producenta wynosi 99,99±0,01 [%]. 

Standardowa niepewność z tym związana wynosi zatem: 

 

d. u(M

Na

2

CO

3

Podawane w cyklicznych raportach (przez IUPAC) [4] wartości mas atomowych 

poszczególnych pierwiastków wraz z ich niepewnościami i obliczone wartości 

niepewności standardowych – w oparciu o wzór (4) zestawiono w tabeli 1. 

  

Tabela 1. 

Wartości mas atomowych i niepewności ich wyznaczenia oraz obliczone 

wartości niepewności standardowych dla sodu, tlenu i węgla (wg IUPAC) 
[5] 

Pierwiastek  Masa atomowa 

Niepewność  Standardowa 

ni

epewność 

Na 

22,98970 

0,000002 

0,00000012 

15,9994 

0,0003 

0,00017 

12,0107 

0,0008 

0,00046 

 

Stosując prawo propagacji niepewności, wartość standardowej niepewności 

związanej wykorzystywaniem w obliczeniach masy cząsteczkowej Na

2

CO

3

 obliczono 

jako: 

 

 

e. u(V

k

Pomiar objętości za pomocą kolby o pojemności 250 ml charakteryzuje się 

niepewnością ± 0,4 ml. Wartość standardowej niepewności wynosi w tym przypadku: 

]

[

00069

,

0

00017

,

0

3

00046

,

0

0000012

,

0

2

1

2

2

2

3

2

mol

g

M

u

CO

Na

]

[

23

,

0

3

4

,

0

ml

V

u

k

[%]

0058

,

0

3

01

,

0

3

2

CO

Na

P

u

background image

 

11 

 

f. 

Wykonano 3 niezale

żne oznaczenia uzyskując następujące wyniki: 

 

0,4954 mol/dm

3

 

0,4795 mol/dm

3

 

0,4871 mol/dm

3

 

 
Warto

ść średnia wynosi 0,48733 mol/dm

3

 

 
Obliczona wartość odchylenia standardowego wynosi: 
 
s = 0,00795 mol/dm

3

 

 
a st

ąd, wartość względnego odchylenia standardowego:  

 
RSD = 0,0163

 

 

Wartość standardowej niepewności związanej z powtarzalnością pomiarów 

obliczono w oparciu o zależność: 

 

(11) 

 

gdzie: 

 

 

– liczba niezależnych oznaczeń; 

Po podstawieniu danych: 

 

 

 

 

Podstawiając tak obliczone wartości do równania (9) otrzymano: 

 

 

 

i z kolei: 

 

 

 

n

RSD

p

u

0094

,

0

3

0163

,

0

p

u

5

7

11

9

6

8

10

9

,

8

10

5

,

8

10

2

,

4

10

0

,

3

10

7

,

2

10

6

,

1

HCl

HCl

c

c

u

0096

,

0

HCl

HCl

c

c

u

background image

 

12 

W celu obliczenia całkowitej rozszerzonej niepewności (U) należy wartość 

całkowitej niepewności u(c

HCl

) 

pomnożyć przez przyjętą wartość współczynnika 

rozszerzenia k. 

Jeśli k = 2 to: 

 

 

 

Poprawnie zapisany wynik stężenia uzyskanego roztworu kwasu solnego: 

 

 

 

 

3. 

Oznaczanie zawartości analitów z grupy PCB w próbkach osadu dennego 

 

Poniżej przedstawiono przykład obliczenia rozszerzonej niepewności dla  

oznaczania stężeń wybranych polichlorowanych bifenyli (PCB) w próbce osadu 

dennego (PCB-28, PCB-101, PCB-153, PCB-170).  

Próbkę osadu (ok. 2 g) ważono na wadze analitycznej z dokładnością 0,002 g. 

Następnie próbkę osadu mieszano z ok. 0,5 g świeżo aktywowanej miedzi oraz 3 g 

bezwodnego Na

2

SO

4

. Po wymieszaniu otrzymaną mieszaninę przenoszono do celki 

ASE (11 ml), na której dnie uprzednio umieszczono ok. 1 g zasadowego tlenku glinu. 

Do mieszaniny dodano 20 µL wzorca wewnętrznego, który stanowiła mieszanina 

wybranych PCB znakowanych izotopowo. Po zamknięciu celki przeprowadzono 

ekstrakcję przy następujących parametrach pracy urządzenia ASE 200 (firmy 

Dionex): 

-  temperatura

:

 125 

o

ciśnienie

:

 1500 mbar 

-  mieszanina ekstrakcyjna aceton:heksan 1:1  
-  2 cykle ekstrakcyjne. 

Uzyskany ekstrakt został oczyszczony z wykorzystaniem SPE – stosując 

kolumnę wypełnioną kwaśną krzemionką (40 % wagowych H

2

SO

4

). 

Otrzymany oczyszczony e

kstrakt wzbogacono do objętości końcowej 0,3 ml 

(poprzez usunięcie nadmiaru rozpuszczalnika) i następnie analizowano za pomocą 

GC-MS 

– Trace Finnigan, nastrzykując 2 µl ekstraktu na czoło  kolumny DB-17, 

0,25 mm 

× 60 m × 0,25 µm.  

Zastosowaną procedurę analityczną stosowaną do oznaczania PCB w 

osadzie dennym przedstawiono schematycznie na rysunku 4. 

]

/

[

0094

,

0

48733

,

0

0096

,

0

2

3

dm

mol

c

u

k

U

HCl

]

/

[

0094

,

0

4873

,

0

)

2

(

3

dm

mol

k

U

c

HCl

background image

 

13 

Wyniki obliczono na podstawie stosunku powierzchni dla odpowiedniego PCB 

i jego izotopowo znaczonego odpowiednika biorąc także pod uwagę obliczony 

współczynnik odpowiedzi RF wyznaczony na podstawie analizy 3 roztworów 

standardowych.  

W celu przygotowania roztworów standardowych wykorzystywano próbki 

czystych polichlorowanych bifenyli. Poszczególne rozcieńczenia przygotowywano 

metodą grawimetryczną posługując się wagą analityczną. Także roztwór wzorca 

wewnętrznego (izotopowo znaczone PCB) sporządzana na podstawie roztworów 

wyjściowych stosując rozcieńczenia, które określono metodą grawimetryczną. 

W celu wyznaczenia współczynnika odpowiedzi RF, każdy z roztworów 

standardowych nastrzykiwano 4-

krotnie. Wykonano analizy dla 3 niezależnych 

próbek osadu dennego. Dodatkowo wyznaczono wartość granicy oznaczalności.  

 

Obliczenia  rozszerzonej  niepewności  przeprowadzono  wykorzystując  równania 

zestawione poniżej. 

 

 

(12) 

 
 
gdzie: 
 

– rozszerzona niepewność; 

 

– współczynnik rozszerzenia (zwykle 2); 

 

c

śr

 - 

średnie stężenie analitu; 

 

u(c

wz

–  standardowa  niepewność  określenia  stężenia  wykorzystywanego  

wzorca; 

 

u(m

próbka

– standardowa niepewność określenia masy próbki osadu dennego; 

 

s

RF

 

– odchylenie standardowe wyznaczenia współczynnika odpowiedzi; 

 

n

liczba  niezależnych  analiz  (nastrzyków)  roztworów  wzorcowych,  na 

podstawie których wyznaczono współczynnik odpowiedzi;  

 

s

wyniki

 

– odchylenie standardowe uzyskanych wyników; 

 

n

– liczba niezależnych analizowanych  próbek  osadu dennego; 

 

u(c

LOD

–  standardowa  niepewność  wyznaczenia  stężenia  analitu  dla  ślepej 

próby; 

 

u(c

ekstr

– standardowa niepewność wyznaczenia wydajności ekstrakcji obliczona 

jako standardowa niepewność wyznaczenia  stężenia  analitu dla  ślepej 
próby; 

 

 

2

2

2

2

1

2

2

2

)

(

)

(

)

(

)

(

ekstr

LOD

wyniki

RF

próbka

wz

śr

c

u

c

u

n

s

n

s

m

u

c

u

c

k

U

background image

 

14 

Podobnie jak w poprzednim przykładzie poniżej zostaną przedstawione sposoby 

obliczania wartości poszczególnych standardowych niepewności. 

 

a. u(c

wz

) 

 

(13) 

 

gdzie: 

u(P) 

–  standardowa  niepewność  określenia  czystości  stosowanego 

wzorca; 

 

(14) 

 

gdzie: 

–  niepewność  określenia  czystości  stosowanego  wzorca 

(podana przez producenta wzorca); 

–  czystość  stosowanego  wzorca  (podana  przez 

producenta); 

 

 

 

u(m

wz

– standardowa niepewność określenia masy użytego wzorca (dla 

czystej substancji); 

 

(15) 

 

 

gdzie: 

s

waga

 

– odchylenie standardowe dla wykorzystywanej wagi; 

A

waga

 

– dokładność wykorzystywanej wagi; 

m

wz

 

– masa wzorca; 

 

u(m

rwz

–  standardowa  niepewność  wyznaczenia  masy  roztworu 

wzorcowego; 

 
 

 

 

 

(16) 

 

gdzie: 

m

rwz

 

–masa roztworu standardowego; 

*obliczona  dla  wszystkich  roztworów  standardowych  wykorzystywanych 
w procedurze analitycznej (z uwzględnieniem rozcieńczeń); 

 

u(m

strzykawka

–  standardowa  niepewność    określenia  masy  wzorca 

wewnętrznego (roztworu izotopowo znaczonych PCB); 

 
 

(17) 

 
 
gdzie: 

2

1

2

2

2

2

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

strzykawka

j

i

rwz

wz

wz

m

u

m

u

m

u

P

u

c

u

i

2

2

/

3

/

)

(

P

u

P

u

2

2

2

2

/

)

(

wz

waga

waga

wz

m

A

s

m

u

2

2

2

2

/

)

(

rwz

waga

waga

rwz

m

A

s

m

u

2

2

)

(

strzykawka

strzykawka

RSD

m

u

background image

 

15 

RSD

strzykawka

 

–  względne  odchylenie  standardowe  pomiaru 

20 

µl  wzorca  wewnętrznego  określone  na 

podstawie pomiaru masy; 

 
 

 
b. u(m

próbka

 

 

 

(18) 

 

gdzie: 

m

próbka

 

– masa próbki osadu dennego; 

 
 
 
c. s

RF

 

 

 

(19) 

 
 

gdzie: 

RSD

RF

 

 

–  względne  odchylenie  standardowe  wyznaczonego  

współczynnika odpowiedzi; 

 

 
 

 

d. s

wyniki

 

 

 

(20) 

 

gdzie: 

RSD

wyniki

 

–względne odchylenie standardowe wyników; 

 

 

 

 

 
e. u(c

LOD

 

 

 

(21) 

 
 

gdzie: 

 

LOD 

– wyznaczona wartość granicy wykrywalności; 

 

      

 

 

 
f. u(c

ekstr

 
 

2

2

2

2

/

)

(

próbka

waga

waga

próbka

m

A

s

m

u

2

2

RF

RF

RSD

s

2

2

wynik

wynik

RSD

s

2

2

)

(

śr

LOD

c

LOD

c

u

2

2

)

(

)

(

LOD

ekstr

c

u

c

u

background image

 

16 

(22) 

 
 
 

Uzyskane wartości rozszerzonej niepewności (obliczone na podstawie 

powyższych równań) zestawiono w załączonym arkuszu kalkulacyjnym rysunek 6. 

 

Na podstawie analizy wyników zestawionych w arkuszu można stwierdzić, iż: 

najmniejszy wpływ na wartość całkowitej niepewności pomiaru ma niepewność 

wyznaczenia masy próbki osadu dennego (wartość względnej standardowej 

niepewności 0,14 %); 

pozostałe składowe mają podobny udział w całkowitej niepewności (ok. 1%); 

należy także zauważyć, że w przypadku analitu PCB 170 zarówno wyznaczona 

wartość u(c

LOD

) jak i RSD

wyniki

 

są najwyższe (w stosunku do pozostałych PCB), co 

wiąże się z jednej strony z najniższym poziomem zawartości oznaczanego analitu 

(wpływ na wartość u(c

LOD

)) a z drugiej strony czułością detektora w stosunku do 

analitu PCB 170 (wpływa na RSD

wyniki

).