rmjournalЭталоны. Стандартные образцыMeasurement Standards. Reference Materials2687-0886D. I. Mendeleyev Institute for Metrology10.20915/2077-1177-2019-15-2-39-50rmjournal-200Research ArticleСтандартные образцыReference materialsРазработка стандартного образца состава 0,1 м раствора бихромата калия ГСО 10992-2017Development of a reference material for the composition of 0.1 m potassium dichromate solution. Certified reference material GSO 10992-2017https://orcid.org/0000-0001-7288-8254ШимолинА. Ю.ShimolinA. Yu.

Шимолин Александр Юрьевич - научный сотрудник лаборатории физических и химических методов метрологической аттестации стандартных образцов, ResearcherlD: Q-5745-2017.

620075, Екатеринбург, ул. Красноармейская, д. 4

Alexandr J. Shimolin - Researcher of Laboratory of Physical And Chemical Methods of Reference Materials Certification, ResearcherID: Q-5745-2017.

4 Krasnoarmeyskaia St., Ekaterinburg, 620075

alex-shimolin@uniim.ruСобинаА. В.SobinaA. V.

Собина Алена Вячеславовна - кандидат технических наук, заведующий лабораторией физических и химических методов метрологической аттестации стандартных образцов.

620075, Екатеринбург, ул. Красноармейская, д. 4

Alena V. Sobina - Ph. D. (Engineering), The Head of Laboratory of Physical and Chemical Methods of Reference Materials Certification (223) UNIIM.

4 Krasnoarmeyskaia St., Ekaterinburg, 620075

sobinaav@uniim.ruФГУП Уральский научно-исследовательский институт метрологииРоссияUral Research Institute for MetrologyRussian Federation2019050820191523950Copyright © Шимолин А.Ю., Собина А.В., 20192019Шимолин А.Ю., Собина А.В.Shimolin A.Y., Sobina A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rmjournal.ru/jour/article/view/200

В данной работе описаны ключевые этапы разработки и исследования высокоточного, обладающего метрологической прослеживаемостью стандартного образца состава раствора бихромата калия. Стандартный образец удобен для применения в качестве титранта для окислительно-восстановительного титрования, не требуют дополнительных операций по подготовке перед использованием. Метрологические характеристики СО установлены прямым первичным методом кулонометрического титрования с применением Государственного первичного эталона ГЭТ176. Интервал допускаемых аттестованных значений молярной концентрации бихромата калия в стандартном образце - от 0,098 моль/дм3 до 0,102 моль/дм3. Относительная расширенная неопределенность (при к = 2) аттестованного значения молярной концентрации бихромата калия составила 0,024%, относительные стандартные неопределенности от долговременной и кратковременной нестабильности составили 0,0044 % каждая. Срок годности разработанного стандартного образца составляет 1 год при соблюдении условий хранения. В статье описана процедура измерений молярной концентрации бихромата калия, описано применяемое оборудование и представлен полный бюджет неопределенности. Разработанный стандартный образец внесен в Государственный реестр утвержденных типов стандартных образцов под номером ГСО 10992-2017 и может быть использован для передачи единицы массовой (молярной) концентрации компонента стандартным образцам и химическим реактивам по реакции окисления-восстановления; поверки, калибровки СИ, контроля метрологических характеристик при проведении испытаний СИ, в том числе в целях утверждения типа; градуировки СИ; аттестации методик измерений, контроля точности результатов измерений массовой (молярной) доли и массовой (молярной) концентрации компонентов в жидких и твердых веществах и материалах.

This paper describes key stages in the development and investigation of a high-precision certified reference material (CRM) for the composition of potassium dichromate solution. The proposed reference material (RM) exhibits metrological traceability to the units of the International System of Units (SI). Not requiring additional preparation before use, the CRM is convenient for use as a titrant in redox titration.

The metrological characteristics of the developed CRM were determined by the direct primary method of coulomet-ric titration using the State Primary Standard GET 176. The interval of permissible certified values of the molar concentration of potassium dichromate in the CRM under study is found to vary from 0.098 mol/dm3 to 0.102 mol/ dm3. The relative expanded uncertainty (k = 2) of the certified value ofpotassium dichromate molar concentration is calculated to be 0.024 %, with relative standard uncertainties caused by long-term and short-term instability each being equal to 0.0044 %. The shelf life of the developed CRM is found to be 1 year, provided that storage conditions are ensured. A procedure for measuring the molar concentration ofpotassium dichromate is described, along with the equipment used. A comprehensive uncertainty budget for the measurements is assembled.

The developed CRM is included into the State Register of Certified Reference Materials under the number GSO 10992-2017. The CRM can be used for transferring the mass (molar) concentration unit of a component to RMs and chemical reagents via oxidation-reduction reactions; the verification and calibration of measuring instruments (MI), as well as control of metrological characteristics during MI trials including type approval; MI graduation; validation of measurement procedures; control of measurement results when determining the mass (molar) fraction and mass (molar) concentration of components in liquid and solid substances and materials.

кулонометриякулонометрическое титрованиетитриметрияГЭТ 176раствор бихромата калиястандартный образецнеопределенность аттестованного значениякалий двухромовокислыйпрослеживаемостьcoulometrycoulometric titrationtitrimetrystate primary standardGET 176potassium dichromate solutionreference materialcertified value uncertaintypotassium dichromatetraceabilityReferencesMilton M. J. T., Quinn T. J. Primary methods for the measurement of amount of substance Metrologia. 2001. Vol. 38. pp. 289-296. https://doi.org/10.1088/0026—1394/38/4/1Milton M. J.T., Quinn T. J. Primary methods for the measurement of amount of substance. Metrologia. 2001;38(4):289—296. https://doi.org/10.1088/0026—1394/38/4/1Mariassy M. Pratt K. W., Spitzer P. Major Applications of Electrochemical Techniques at National Metrology Institutes // Metrologia, 2009. Vol. 46. № 3. pp. 199—213.Mariassy M., Pratt K. W., Spitzer P. Major applications of electrochemical techniques at national metrology institutes. Metrologia. 2009;46(3):199-213. https://doi.org/10.1088/0026—1394/46/3/007Terentiev G. I., Sobina A. V., Shimolin A. J., Zyskin V. M. Application of coulometric titration for the certification of primary reference materials of pure substances // American journal of analytical chemistry. 2014. № 5. pp. 559—565. https://doi.org/10.4236/ajac.2014.59063.Terentiev G. I., Sobina A. V., Shimolin A. J., Zyskin V. M. Application of coulometric titration for the certification of primary reference materials of pure substances. AJAC. 2014;5:559-565. https://doi.org/10.4236/ajac.2014.59063.Сoulometric determination of amount content of potassium dichromate for comparability assessment through a bilateral comparison / P. P. Borges et al. // Proc. XX IMEKO World congress metrology for green growth. Busan, 9—14 September 2012. (In Korea).Borges P. P., Silva Junior W. B., Gonzaga F. B., Sobina A. V., Shimolin A. Yu., Terentiev G. I. Сoulometric determination of amount content of potassium dichromate for comparability assessment through a bilateral comparison. Proc. XX IMEKO World congress metrology for green growth. Busan, 9—14 September 2012. (In Korea).Mariassy M. et all. Key comparison CCQM-K96 Determination of amount content of dichromate. Draft B report. Bratislava, February 2013.Mariassy M et all. Key comparison CCQM-K96 Determination of amount content of dichromate. Draft B report. Bratislava, February 2013.Герасимова Н. Л., Мамонова И. С., Бороздина Н. Ф., Зыскин В. М., Марина Н. В. Перевод стандарт-титров в разряд государственных стандартных образцов - новый шаг в метрологическом обеспечении аналитических измерений / Г. И. Терентьев [и др.] // Стандартные образцы. 2005. № 2. С. 17-22.Terentiev G. I., Gerasimova N. L., Mamonova I. S., Borozdina N. F., Zyskin V. M., Marina N. V. Transfer of standard titres to the category of certified reference materials is a new step in metrological assurance of analytical measurements. Reference materials 1(2):17-22. (In Russ.)Собина А. В. Разработка государственного первичного эталона единиц массовой доли и массовой концентрации компонента в жидких и твердых веществах и материалах на основе кулонометрического титрования: дисс. кандидат технических наук: 05.11.15. ВНИиМ им. Д. И. Менделеева, С.- Петербург, 2014. 149 с.Sobina A. V. Development of State primary standard units of mass fraction and mass concentration of the component in the liquid and solid substances and materials based on coulometric titration. Dissertation, D. I. Mendeleyev Institute for Metrology (VNIIM). Available at: http://vniim.ru/files/dis-sobina. pdfMarinenko G., Taylor J. K. Precise Coulometric titrations of potassium dichromate // Journal of research of the National Bureau of Standards - A. Physics and Chemistry. 1963. Vol. 67A. № . 5. 453-459.Marinenko G., Taylor J. K. Precise coulometric titrations of potassium dichromate. Journal of research of the National Bureau of Standards - A. Physics and Chemistry 1963;67A(5): 453-459.Atomic weights of the elements 2013. (IUPAC Technical Report // Pure Appl. Chem. 2016. Vol. 88. № 3. pp. 265-291. https://doi.org/10.1515/pac-2015-0305.Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure Appl. Chem. 2016;88(3):265-291. https://doi.org/10.1515/pac-2015-0305.Mohr P. J., Newell D. B., Taylor B. N. CODATA Recommended values of the fundamental physical constants: 2014 // Rev. Mod. Phys. 2016. Vol. 88, No. 3, July-September. 035009-70. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.88.035009Mohr P. J., Newell D. B., Taylor B. N. CODATA recommended values of the fundamental physical constants: 2014. Rev. Mod. Phys. 2016;88(3):035009-70. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.88.035009.Shimolin A. J., Sobina A. V., Zyskin V. M. Potassium iodate purity determination by high precision coulometric titration: new measurement procedure implementation // 2nd International Ural Conference on Measurements. Chelyabinsk, 16-19 Oct. 2017. IEEE, 17410812. https://doi.org/10.1109/URALCON.2017.8120729Shimolin A. J., Sobina A. V., Zyskin V. M. Potassium iodate purity determination by high precision coulometric titration: new measurement procedure implementation. Chelyabinsk, 16-19 Oct. 2017. IEEE, 17410812. https://doi.org/10.1109/URALCON.2017.8120729Перельман В. И. Краткий справочник химика. М: НТИХЛ, 1963. 622 с.Perelman V. I. Chemist quick reference. Scientific and technical publishing house of chemical literature, 1963, Moscow. (In Russ.).ГОСТ 4220-75 Калий двухромово-кислый. Технические условия (с Изменениями N 1, 2). М: Стандартинформ, 2010. 6 с.GOST 4220-75 Reagents. Potassium bichromate. Specifications. Standartinform Publ., 2010. 6 p. (In Russ.).JCGM 100:2008 Evaluation of measurement data-guide to the expression of uncertainty in measurement. JCGM, 2008. Available at: http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdf.JCGM 100:2008 Evaluation of measurement data - guide to the expression of uncertainty in measurement. JCGM, 2008. http://www.bipm.org/utils/common/documents/jcgm/JCGM_100_2008_E.pdfISO Guide 35:2017 Reference materials - Guidance for characterization and assessment of homogeneity and stability.ISO Guide 35:2017 Reference materials - Guidance for characterization and assessment of homogeneity and stability. Available at: https://www.iso.org/standard/60281.htmlР 50.2.058-2007 ГСИ. Оценивание неопределенностей аттестованных значений стандартных образцов. М: Стандартинформ, 2008. 28 с.Р.50.2.058-2007 State System for Ensuring Uniform Measurement. Evaluation of certified values uncertainties of reference materials. Standartinform Publ., 2008. 28 p. (In Russ.).ГОСТ 23683-89 Парафины нефтяные твердые. Технические условия (с Изменением N 1).GOST 23683-89 Petroleum paraffin waxes. Specifications. Standartinform Publ., 2008. 14 p. (In Russ.).ГОСТ Р 8.736-2011 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. М: Стандартинформ, 2008. 24 с.GOST 8.736-2011 State system for ensuring the uniformity of measurements. Multiple direct measurements. Methods of measurement results processing. Main principles. Standartinform Publ., 2008. 24 p. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.