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标准物质

? 标准物质的定义

? 标准物质的物理特征

? 标准物质提供的特性

? 标准物质的类别

? 标准物质的计量学品质

? 标准物质的制备方法

? 标准物质的预期用途

标准物质

•标准液：标准值由称量和或容积计算确定、某物质含量单一、基质（溶剂）为水。

•校准液：校准液的大多来源为人的样品混合物，如混合血清，因此被测物质的种类是同时存在的，校准液中被检分析物的含量无法由称量法和容量法确定，只能依赖于分析方法，校准液中某物质的校准值只能取决于分析方法或检测系统。

标准物质的定义

ISO导则30[2.1]中定义了与标准物质有关的基本术语，另外，还从“不确定度表示指南"（GUM）[2.2]和“计量学通用基本术语"在这VIM[2.3]中选取了叁个计量学基本术语。

【标准物质（RM）】具有一种或多种足够均匀和很好地确定了的特性，用以校准测量仪器、评价测量方法或给材料赋值的材料或物质。

【有证标准物质（CRM）】附有证书的标准（参考）物质，其一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定，使之可溯源到准确复现的表示该特性值的测量单位，而且每个特性值都附有给定置信水平的不确定度。

【标准物质的定认定】 这是一个程序，这个程序要建立获得一种材料或物质的一种或多种特性值的过程，并要确保溯源到一个单位的特性表达值，可凭此程序颁发证明。

【标准物质证书】 说明一种标准物质的一种或多种特性值和它们的不确定度的文件，并证明已实现了必需的用以确保其有效性和溯源性的程序。

【测量不确定度】 表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相的参数。

【溯源性】 通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是国家测量标准或测量标准，起来的特性。

【测量标准（器具）】 用以定义，认识，保存或复制一个量的单位或一个或多个特性值作为标准的材料测量，测量仪器，标准物质或测量体系。

标准物质的物理特征

标准物质可以是气体、液体或固体。在每一种状态下都有其*的特性和标准物质的制备、贮藏和处理问题。而且，固体的标准物质可以提供其主体特性、局部特性和、空间分布特性。

u气体标准物质，常被称为标准气体或校准气体，主要应用于气体分析，包括气体混合物成份分析、纯的气体中痕量杂质的分析和气体物理化学特性的测量，如气体燃料的热值。当在此领域进行分析化学的研究时，我们要注意气体的挥发性，它们只能在封闭的体系下进行处理。

u 标准气体混合物常是以混合一定量的纯的气体或已知其成分的混合气体合成的。因而，常用的方法有以下两种，静态方法和动态方法，静态方法是在容器里制备贮存的原料，如重量分析法，即混合成份被不断地转移入有压力的气瓶中，靠称重的方法测定其含量；动态方法则是用以制备立即应用的样品，如动态体积法，即通过控制混合成份气体的流量和持续的压力,将混合的气体导入混合管中并在转移后使用。

u用这些技术可以准确地制备气体混合物。但在处理和转移时要十分的小心,以确保气体混合物的组成在被使用时与制备要求相一致。引起气体混合物成份变化的原因有很多，包括空气扩散到气流中，泄漏引起的气体流失，容器和转移管材料对混合成份的选择性吸附以及低蒸汽压成份的凝结。

u 液态标准物质常常是包含规定量的单一或多种分析量的水溶液，如重金属离子溶液。它们典型的用途是校准分析仪器，如对原子吸收分光光度计的校准，但所使用的溶液决不于元素分析。对于其它许多标准溶液也各有用途，如痕量有机化合物的有机溶剂溶液被用于环境分析，血清物质的溶液被用于临床分析，无机盐溶液被用于电导的测量。

u用这些技术可以准确地制备气体混合物。但在处理和转移时要十分的小心,以确保气体混合物的组成在被使用时与制备要求相一致。引起气体混合物成份变化的原因有很多，包括空气扩散到气流中，泄漏引起的气体流失，容器和转移管材料对混合成份的选择性吸附以及低蒸汽压成份的凝结。

u 液态标准物质常常是包含规定量的单一或多种分析量的水溶液，如重金属离子溶液。它们典型的用途是校准分析仪器，如对原子吸收分光光度计的校准，但所使用的溶液决不于元素分析。对于其它许多标准溶液也各有用途，如痕量有机化合物的有机溶剂溶液被用于环境分析，血清物质的溶液被用于临床分析，无机盐溶液被用于电导的测量。

u通常，校准溶液是采用在一定量的溶剂中溶解一定量的纯物质的方法制备的。在这个过程中，能被控制的引起误差的主要来源是：物质的杂质和溶剂的杂质。和气体混合物一样，校准溶液也可以被准确地制备，在这个过程中，引起误差的主要来源是贮藏和处理过程。如校准溶液可能被空气成份中的污染物污染（如二氧化碳会影响所有的标准溶液）、过滤时来自容器材料的污染、溶剂的蒸发影响（如在常温下塑料瓶中的水溶液会由于水蒸气的散失而显着的浓缩：还有不稳定的被分析物的分解。

u固体的标准物质有众多种不同的形式，从铁饼到奶粉、从大块的样品、碎片到粉末和颗粒，这些形式对样品的代表性和均匀性选择带来了问题。例如，大块的合金样品由于在熔化结晶过程中的分离更易于不均匀性产生，而粉末又常表现为高黏度的流动因此很难混合。而且，固体的标准物质不仅要提供主体特性，还要提供表层组成成分的局部特性，或者提供多孔物质中的每个孔的单位贡献的空间分布特性。固体标准物质的应用范围很广，从金属分析到食品分析，并包含对各种各样的物理化学特性的测量。虽然局部的特性值很重要，但目前的介绍仍然局限在标准物质的主体化学成份的特性特点上。

u与气体混合物和溶液的制备不同，固体标准物质常是无例外的“自然物质"—如典型的工业、环境、生物材料的精制样品——其成份已分析测定。在大多数情况下，这种分析完成是通过实验室间的合作研究实施的，由几个实验室采用不同的独立的分析方法来进行。

在制备和使用固体的标准物质时，同样存在着由不均匀性引起的问题，但与气体或液体物质不同。对于被分析物的含量，在材料中不一定是等分布的，如钢中铬的含量、江中沉积物中PCBs的含量，因此，样品中被分析物含量可能会有所不同，而且随着样品尺寸的减小这种不均匀性会增加。因此在制备固体的标准物质时要十分小心地确保其足够的均匀性，并且在以后的分析中要不断进行均匀性测试。在使用标准物质分析样品时，要充分考虑到引入的可能的不均匀性。标准物质证书在表述不均匀性时常会指明引入的锄耻颈小样品量及明确的不确定度。

标准物质提供的特性

? 分析化学中的标准物质被用来对物质的一个或几个特性值附值。可以是一种纯的化学物质、也可以是一种含有多种成份的混合物或者是具有某种物理化学特性的物质。同时，正如前文所说的，至少在原则上要保证从物质的主体性质到实现参考目标的顺利转换。

? 系统地看，标准物质作为化学成份附值的作用是*位的，但是，从实践的角度看，首先要定性，否则用高准确度方法定量的化合物得到的结果常常是错误的。没有适当的定性就定量是一种浪费，会得到错误的结果。纯的物质也时常用在校准溶液或其它混合物的制备中。

? 获得纯的物质当然是一个理想。在现实中，我们获得的纯物质，其总杂质的含量要非常低，而且杂质含量是确切知道的。实际上，要达到这种要求是不容易的。这是因为直接测定样品主要成分所采用的方法，其准确度常常不能达到要求，如纯化铜中的铜含量在99.999%以上，这就要求分析方法的准确度在10-6以上，因而测定纯化铜中的铜含量的*的办法是：确认并测定所有的杂质并从100%中减去。这样做法的缺点是，某些重要的杂质可能被忽略，如溶解在金属中的气体。

? 标准物质提供的特性的锄耻颈重要的形式是混合物的组分，即混合物中一种或几种被分析物的含量。很显然，在组分测量中组分标准物质承担着测量标准的角色，如，在定量的化学测量中，很少需要全组分的混合物，但也有例外，如对自然的气体来说，全组分分析用以测定生热值。通常，只测定一种或几种特定的被分析物组分，同时要进行定性或半定性的基体分析。组分标准物质通常被设计成与实际分析样品的成份和基体类似。标准物质也被用来对各种物理化学特性附值。典型的例子有：燃烧热（苯酸），温度标尺的固定点（锌，锡和其他金属），和IUPAC pH标尺的固定点（缓冲溶液）。另外，固体的标准物质还可以被用来对固有的特性附值，如组分或表层特性值，或空间分布特性如多孔物质中的有一定尺寸的孔的分布状况。表征某些特性的物质，如物质的硬度，称为参考目标比标准物质要好。总之，从固体到溶液，从自然样品到人工样品，多种标准物质都在应用着。

标准物质的预期用途

u 标准物质主要被用来进行校准分析仪器（即测定仪器响应与被分析物含量之间的关系）、确认分析方法（即评价分析方法，特别是准确度）、证明被分析物。锄耻颈近，在实验室能力验证中使用越来越多的标准物质作为“能力测试物质"。

u 标准物质在分析化学中的基本应用是提供化学组分或物理化学特性的参考值。为了正确应用这些参考值，一定要特别注意已知的不确定度。在以下段落中将概述标准物质的主要作用，更多的有关标准物质使用的通用指导文件。

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