分析化学定量分析的一般步骤(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,第十四章 定量分析中的一般步骤,14.1,试样的采取和制备,14.2,试样的分解,14.3,测定方法的选择,14.4,分析结果准确度,的保证和评价,2025/4/19 周六,1,.,第14章,定量分析中的一般步骤,定量分析的一般步骤：,取样,试样预处理,测定,数据处理,结果表示,2025/4/19 周六,2,.,14.1 试样的采取和制备,取样是定量分析中的第一步；,取样的基本原则：具有代表性；,取样的基本步骤：,(1)收集粗样(原始试样)；,(2)将每份粗样混合或粉碎、缩分，,减少至适合分析所需的数量；,(3)制成符合分析用的试样。,2025/4/19 周六,3,.,14.1.1,取样的基本原则,正确取样应满足以下要求：,1.大批试样(总体)中所有组成部分都有同等的被采集的几率；,2.根据给定的准确度，采取有次序的或随机的取样，使取样费用尽可能低；,3.将,n,个单元的试样彻底混合后，再分成若干份，每份分析一次。,2025/4/19 周六,4,.,随机抽取了10个样品，三种分析方案：,测定十次,混合后取1/10分析一次,混合,各测一次,方案一,方案二,方案三,方案一、方案三所得结果的精密度相当；但后者的测定次数仅是前者的3/10。,2025/4/19 周六,5,.,14.1.2,取样操作方法,1.组成比较均匀的物料,气体、液体及某些固体,气体：直接取样或浓缩取样；,液体：在小容器中时，摇匀后取样；,在大容器中时，上、中、下分别取样，混合；,固体：随机取样；,大气、湖海取样(分布不均匀)：布点取样；,2025/4/19 周六,6,.,2.,组成很不均匀的物料,矿石、煤炭、土壤等：大小、硬度、组成均有较大差异。堆积时，大小分布不均，图中结点取样。,大量个体包装：统计取样；,平均试样采取量,Q,与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关，可按切乔特采样公式估算：,Q,=,K d,2,d,:,试样中最大颗粒的直径，,mm；,K,：,表征物料特性的缩分系数；,均匀铁矿石：,K,=0.020.3;,不均匀：,K,=0.52.0;,煤碳：,K,=0.30.5。,2025/4/19 周六,7,.,固体试样取样的一般程序,缩,分：四分法,粗碎,筛分(46号),中碎,筛分(20号),研磨,分析试样,缩分,缩分,缩分,1号(分析),2号(备查),2025/4/19 周六,8,.,3.统计抽样,从某批化学品中抽样分析，估计整批成分情况；,原则：(1)保证随机性原则(机会均等)；,(2)保证实现最大的抽样效果(抽样误差最小),四种方法：简单随机抽样；等距抽样；分层抽样；多级抽样,(1)简单随机抽样（,simple random sampling,）,全部编号1,2.,N,，,随机,抽取,n,个样本,。,S,总体标准偏差；,E,样本估计值与真值的允差；,t,概率因子（查表）,2025/4/19 周六,9,.,(2)等距抽样(,syatematic sampling,),总体中的,N,的单位按照某种次序编号，根据预定抽取的单位数,n,，,选定抽样间距,k,，,从第一间距内抽取一个随机数，隔,k,取样，组成样本。,特点,：,只抽取一次随机数,，方便、快速；,精度优于简单抽样,有周期性变异的总体，,避免间距与周期重合,；,k,第一个随机确定,2025/4/19 周六,10,.,(3)分层抽样(,stratified sampling,),总体按主要特征分层，从每层中抽取一个样本（简单随机或等距），以各层平均值的加权平均值作为总体平均值的估计值；,适用于,数量大，差异大，复杂情况；,(4)多级抽样（,multi-stage sampling,）,总体,初级样本,二级样本,2025/4/19 周六,11,.,4.,采样量（样本数）,经初步试验，某批物料中某组分的标准偏差为 0.187，为保证批的组分均值能以95%的置信度位于测定均值0.15的区间内，计算样份数。,t,2,S,总体标准偏差；,E,样本估计值与真值的允差；,t,概率因子（查表）,需抽取7份试样,2025/4/19 周六,12,.,样品量,为了使最终结果的误差不超过特定限度，化学分析实验需要的试样量：,2025/4/19 周六,13,.,例题：,重量法测定,CaSO,4,.2H,2,O(20.93%H,2,0),中的水。灼烧减量在0.99概率下介于20.930.1范围内。设十次重复称量的,w,=0.01 mg，,求分析时应称取硫酸铜的最小试样量。,解：,S,p,=0.10/20.93=0.005；,F,=0.010mg。,2025/4/19 周六,14,.,14.1.3,湿存水的处理,湿存水,：试样表面及孔隙中吸附的空气中的水。,受粒度大小和放置时间影响。,干 基,：去除湿存水后试样的质量。,试样中各组分的相对含量通常用干基表示。,试样通常需要干燥至恒重。,易受热分解试样的干燥：真空干燥至恒重；,2025/4/19 周六,15,.,例题：,称取10.000,g,工业用煤试样，于100105烘1,h,后，称得其质量为9.460,g,此煤样含湿存水为多少？如另取一份试样测得含硫量为1.20%，用干基表示的含硫量为多少？,解：,2025/4/19 周六,16,.,14.2 试样的分解,1.,对分解方法的要求,(1),分解完全、分解速度快；,(2),分离测定容易；,(3),不导致试样中待测组分损失或沾污；,(4),无污染或污染小。,2.,常用分解方法,湿法,(溶解法),：用酸或碱溶液分解试样；,干法,(熔融法),：用固体碱或酸性物质熔融分解。,特殊分解方法：氧瓶法、钠解、微波溶解等。,2025/4/19 周六,17,.,3.湿法分解中的溶剂选择原则,(1),能溶于水的用水作溶剂；,(2),不溶于水的酸性物质采用碱性溶剂，碱性试样采用酸性溶剂；,(3),还原性试样采用氧化性溶剂，氧化性试样采用还原性溶剂；,2025/4/19 周六,18,.,14.2.1,无机物的分解,1.溶解法,2025/4/19 周六,19,.,2025/4/19 周六,20,.,2.熔融法,(1),酸熔法,常用熔剂：焦硫酸盐,(,K,2,S,2,O,7,);,硫酸氢钾(,KHSO,4,),适用对象：难溶于酸的碱性或中性氧化物、,矿石；刚玉(,Al,2,O,3,)；,金红石(,TiO,2,),等；,TiO,2,+K,2,S,2O,7,=Ti(SO,4,),2,(,可溶性,)+2,K,2,SO,4,a.在瓷坩埚中进行；,b.,冷却后用稀硫酸萃取。,KHF,2,可用来分解稀土和钍的矿物。,2025/4/19 周六,21,.,(2)碱融法,常用熔剂：,Na,2,CO,3,、K,2,CO,3,、,NaOH、KOH、,Na,2,O,2,等,Na,2,CO,3,、K,2,CO,3,分解：,硅酸盐、酸性炉渣,等；,NaOH、KOH,分解：,硅酸盐、铝土矿、粘土等,NaAlSi,3,O,8,+3Na,2,CO,3,=NaAlO,2,+3,Na,2,SiO,3,+,CO,2,BaSO,4,+Na,2,CO,3,=Ba,2,CO,3Ba,2,SO,4,混合熔剂：,Na,2,CO,3,和,K,2,CO,3,(1:1)，可降低熔融温度,注意,选择合适的坩埚。,2025/4/19 周六,22,.,3.半熔法(烧结法),将试样和熔剂在低于熔点的温度下进行反应；,避免侵蚀器皿；时间长,用,CaCO,3,+NH,4,Cl,可分解硅酸盐，可水测定其中的,K,+,、Na,+,。,例分解甲长石：,KAlSi,3,O,8,+6Ca,2,CO,3,+NH,4,Cl=,6,CaSiO,3,+,Al,2,O,3,+2,KCl+6CO,2,+2NH,3,+H,2,O,烧结温度750800；粉末产物，可水浸后测,K,+,。,2025/4/19 周六,23,.,14.2.2,有机物的分解,1.溶解法,(1)“,相似相溶”原则；,(2),酚、有机酸溶于乙二胺、丁胺等碱性溶剂；,(3),有机碱、生物碱易溶于甲酸、乙酸等酸性溶剂；,(4)高聚物：表14-2,2025/4/19 周六,24,.,2.分解法,分解后，进行元素测定；湿法和干法；,(1)湿法,有机,试样,硫酸,或硝酸,或混合酸,CO,2,+H,2,O,硝酸,盐,或硫酸盐,阴离子,金属元素,C、H,非金属元素,2025/4/19 周六,25,.,(2)干法,氧瓶燃烧法：有机物中卤素、硫、磷、硼等元素测定,及部分金属,Hg、Zn、Mg、Co、Ni,测定,定温灰化法：在坩埚中加热(500550,)分解，灰化,常用于有机物和生物试样中的无机元素,锑、铬、铁、钼、锶、锌等；,低温灰化：高频电激发的氧气通过试样，150,灰化；,2025/4/19 周六,26,.,14.3 测定方法的选择,需要综合考虑各种指标，选择合理的分析方法；,理想的分析方法：,灵敏度高、检出限低、准确度高、操作简便。,选择测定方法应考虑的问题：,1.测定的具体要求,目的、要求(准确度、精密度)、试样性质等,2.待测组分的测量范围,常量、微量、痕量、超痕量、分子水平,2025/4/19 周六,27,.,3.待测组分的性质,存在形式、稳定性、毒性等,4.共存组分的影响,干扰大小、掩蔽、分离等,5.实验室条件,试剂、仪器精度、去离子水规格、实验室环境,6.文献资料利用,标准方法、研究方法，方法评价指标,2025/4/19 周六,28,.,14.4 分析结果准确度的保证和评价,1.,分析过程的,误差控制,2,.数据处理过程的显著性检验,3.实验室等级提升,4.建立分析质量保证体系,2025/4/19 周六,29,.,质量控制图,用于工业生产分析中的质量控制,日期,2,4,6,8,+,3,-,3,+,2,-,2,2025/4/19 周六,30,.,思考题,1.考察微量元素对农作物的影响。从试验田中取一试样送化验室测定。由此所得分析结果有无意义？应如何正确取样？,2.怎样溶解下列试样：锡青铜、高钨钢、纯铝、银币,玻璃、泥土、大理石？,3.如何选择分析方法？设计分析方案？,4.如何来保证分析的质量？,2025/4/19 周六,31,.,结束,第 01 章,第 02 章,第 03 章,第 04 章,第 05 章,第 06 章,第 07 章,第 08 章,第 09 章,第 10 章,第 11 章,第 12 章,第 13 章,第 14 章,2025/4/19 周六,32,.,