分析化学第四版第-02-章-分析试样的采取和预处理.ppt

Haga clic para modificar el estilo de ttulo del patrn,Haga clic para modificar el estilo de texto del patrn,Segundo nivel,Tercer nivel,Cuarto nivel,Quinto nivel,*,*,Haga clic para modificar el estilo de ttulo del patrn,Haga clic para modificar el estilo de texto del patrn,Segundo nivel,Tercer nivel,Cuarto nivel,Quinto nivel,*,*,Haga clic para modificar el estilo de ttulo del patrn,Haga clic para modificar el estilo de texto del patrn,Segundo nivel,Tercer nivel,Cuarto nivel,Quinto nivel,*,试样的,采取与制备,定量分析的一般步骤,试样预处理,干扰组分的,掩蔽与分离,2,of,测定,结果的,计算与评价,第一节 试样的采取和制备,在分析实践中，常需测定大量物料中某些组分的平均含量。但在实际分析时，只能称取几克、十分之几克或更少的试样进,行分析。取这样少的试样所得的分析结果，要求能反映整批物,料的真实情况，则分析试样的组成必须能代表全部物料的平均,组成，即试样应具有高度的代表性。否则分析结果再准确也是,毫无意义的。,3,of,12,现场勘查并收集资料,保证试样的代表性,采样量符合要求,合理保存,2.1.1,采取试样的一般原则,4,of,12,2.1.2,固体试样的采取,-,矿石试样,采样点的布设,二、固体试样的采取和制备,固体试样种类繁多，经常遇到的有矿石、合金和盐类,等，它们的采样方法如下：,(,一,),矿石试样,为了使所采取的试样具有代表性，在取样时要根据堆放,情况，从不同的部位和深度选取多个取样点。采取的份数越,多越有代表性。但是，取量过大处理反而麻烦。一般而言应,取试样的量与矿石的均匀程度、颗粒大小等因素有关。通常,试样的采取可按下面的经验公式,(,亦称采样公式,),计算：,m,Kd,a,式中：,m,为采取拭样的最低重量,(,公斤,),；,d,为,试样中最大颗粒的直径,(,毫米,),；,K,和,a,为经验,常数，可由实验求得，通常,K,值在,0.02-1,之,间，,a,值在,1.82.5,之间。地质部门规定,a,值为,2,，则上式为：,m,Kd,2,2.,湿存水的处理,一般样品往往含有湿存水,(,亦称吸湿水,),，即样品表面及,孔隙中吸附了空气中的水分。其含量多少随着样品的粉碎程,度和放置时间的长短而改变。试样中各组分的相对含量也必,然随着湿存水的多少而改变。例如含,SiO,2,60,的潮湿样品,100,克，由于湿度的降低重量减至,95,克，则,SiO,2,的含量增至,60/95=63.2%,。所以在进行分析之前，必须先将分析试样放,在烘箱里，在,100-105,烘干,(,温度和时间可根据试样的性质,而定，对于受热易分解的物质可采用风干的办法,),。用烘干样,品进行分析，则测得的结果是恒定的。对于水分的测定，可,另取烘干前的试样进行测定。,4,of,12,2.1.2,固体试样的采取,-,矿石试样,固体试样湿存水去除,4,of,12,2.1.2,固体试样的采取,-,矿石试样,3.,固体试样,制备,破碎,过筛,混匀,缩分,m,每次缩分出试样的最小质量（,kg,）,d,样品颗粒的最大直径（,mm,）,K,a,经验常数,制备试样分为破碎,过筛,混匀和缩分四个步骤。,大块矿样先用压碎机,(,如颚氏碎样机、球磨机等,),破碎成小,的颗粒，再进行缩分。常用的缩分方法为“四分法”，将试,样粉碎之后混合均匀，堆成锥形，然后略为压平，通过中,心分为四等分把任何相对的两份弃去，其余相对的两份收,集在一起混匀，这样试样便缩减了一半，称为缩分一次。,每次缩分后的最低重量也应符合采样公式的要求。如果缩,分后试样的重量大于按计算公式算得的重量较多，则可连,续进行缩分直至所剩试样稍大于或等于最低重量为止。然,后再进行粉碎、缩分，最后制成,100-300,克左右的分析试样，装入瓶中，贴上标签供分析之用。,筛号,(,网目,)20 40 60 80 100 120 200,筛孔大小,/nm 0.83 0.42 0.25 0.177 0.149 0.125 0.074,4,of,12,2.1.2,固体试样的采取,-,土壤试样,采样点的布设,采样时间,采样深度,采样量,保存,采集深度,0-15 cm,的表地为试样，按,3,点式,(,水田出口，入口和中心点,),或,5,点式,(,两条对角线交叉点和对角线的其它,4,个等分点,),取样。每点采,1-2 kg,，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分等步骤，取粒径小于,0.5 mm,的样品作分析试样,。,（三）金属或金属制品试样,:,经高温熔炼，比较均匀，钢片可任取。对钢锭和铸铁，钻取几个不同点和深度取样，将钻屑置于冲击钵中捣碎混匀作分析试样。由于金属经过高温熔炼，组成比较均匀，因此，于片状或丝状试样，剪取一部分即可进行分析。但对于钢锭和铸铁，由于表面和内部的凝固时间不同，铁和杂质的凝固温度也不一样，因此，表面和内部的组成是不很均匀的。取样时应先将表面清理，然后用钢钻在不同部位、不同深度钻取碎屑混合均匀，作为分析试样。,对于那些极硬的样品如白口铁、硅钢等，无法钻取，可用铜锤砸碎之，再放入钢钵内捣碎，然后再取其一部分作为分析试样。,(,四,),粉状或松散物料试样,常见的粉状或松散物料如盐类、化肥、,农药和精矿等，其组成比较均匀，因此取,样点可少一些，每点所取之量也不必太多。,各点所取试样混匀即可作为分析样品。,4,of,12,2.1.3,液体试样的采取和保存,采样点的布设,生活污水：,总排污口、排污管线入河（海）口、污水处理厂进出口,自来水：,打开龙头，放水一段时间再取样。,地表水：,根据监测目的、液体试样的利用情况、均匀性等确定。,4,of,12,2.1.3,液体试样的采取和保存,水样保存,采样设备,减缓水样生物化学作用；,减少组分挥发损失；,减缓被测组分的水解和氧化作用；,避免沉淀或结晶析出导致组分变化,1.,采样点的设置 （液体的分布特点、均匀程度）,根据监测目的、液体试样的利用情况、均匀性等确定。,2.,采样设备,3.,水样的保存,水样保存的目的,代表性（不挥发、不沉淀、不变质）,容器（玻璃、聚乙烯、石英）、,时间（,72 h,48 h,12 h,）、保存方法,装在大容器里的物料，只要在贮槽的不同深度取样后,混合均匀即可作为分析试样。对于分装在小容器里的液体物,料，应从每个容器里取样，然后混匀作为分析试样。,如采取水样时，应根据具体情况，采用不同的方法。当,采取水管中或有泵水井中的水样时取样前需将水龙头或泵,打开，先放水,10-15,分钟，然后再用干净瓶子收集水样至,满瓶即可。采取池、江、河中的水样时，可将干净的空瓶,盖上塞子，塞上系一根绳，瓶底系一铁铊或石头，沉入离,水面一定深处，然后拉绳拔塞，让水流满瓶后取出，如此,方法在不同深度取几份水样混合后，作为分析试样。,液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少,当物料的量较大时，应从不同的位置和深度分别采样，混合均匀后作为分析试样，以保证它的代表性,液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶，一般情况下两者均可使用。但当要检测试样中的有机物时，宜选用玻璃器皿；而要测定试样中微量的金属元素时，则宜选用塑料取样器，以减少容器吸附和产生微量待测组分的影响,液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其进行测试,应采取适当保存措施，以防止或减少在存放期间试样的变化,保存措施有：控制溶液的,pH,值、加入化学稳定试,剂、冷藏和冷冻、避光和密封等。采取这些措施旨,在减缓生物作用、化合物或配合物的水解、氧化还,原作用及减少组分的挥发。保存期长短与待测物的稳定性及,保存方法有关。下表所示为几种常见的保存方法,水样,根据水种类：天然水（河、湖、海、地下）；用水（引用、工业用、灌溉）；排放水（工业废水、城市污水）,根据分析项目要求,采样多变性：河水,上、中、下（大河：左右两岸和中心,线；中小河：三等分，距岸,1/3,处）；湖水,-,从四周入口、,湖心和出口采样；海水,-,粗分为近岸和远岸；生活污水,-,与作息时间和季节性食物种类有关；工业废水,-,与产品和,工艺过程及排放时间有关,水样的保存和予处理 对于不同测定项目，采用不同目的的保存方法,4,of,12,2.1.4,气体试样的采取和制备,采样方法,同时多点布设,考虑人口密度,采样点的布设,原则,开阔地带、呼吸带,污染源主导风向下风多布点,直接采样法,浓缩采样法,溶液吸收法,固体阻流法,低温冷凝法,1.,采样点的布设原则（气体的特点，受影响因素较多）,2.,采样方法（,依据存在状态、浓度、方法灵敏度确定,）,直接采样法,浓缩采样法,溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法,四、气体试样的采取,气体试样的采取 对于气体试样的采取，亦需按,具体情况，采用相应的方法。例如大气样品的采取，通常,选择距地面,50-180,厘米的高度采样、使与人的呼吸空气,相同。对于烟道气、废气中某些有毒污染物的分析，可将,气体样品采入空瓶或大型注射器中。,大气污染物的测定是使空气通过适当吸收剂，由吸收剂,吸收浓缩之后再进行分析。,在采取液体或气体试样时，必须先把容器及通路洗涤，再用要采取的液体或气体冲洗数次或使之干燥，然后取样以免混入杂质。,用泵将气体充入取样容器；采用装有固体吸附剂或过滤器的装置收集；过滤法用于收集气溶胶中的非挥发性组分,固体吸附剂采样：是让一定量气体通过装有吸附剂颗粒的装置，收集非挥发性物质,大气试样，根据被测组分在空气中存在的状态,(,气态、蒸气或气溶胶,),、浓度以及测定方法的灵敏度，可用直接法或浓缩法取样,贮存于大容器,(,如贮气柜或槽,),内的物料，因密度不同可能影响其均匀性时，应在上、中、下等不同处采取部分试样后混匀,大气试样：,静态气体试样 直接采样，用换气或减压的方法将气体试样直接装入玻璃瓶或塑料瓶中或者直接与气体分析仪连接,动态气体试样 采用取样管取管道中气体，应插入管道,1/3,直径处，面对气流方向,常压，打开取样管旋塞即可取样。若为负压，连接抽气泵，抽气取样,固体吸附法取样 用装有吸附剂如硅胶（吸附带氨基、羟基的气体）、活性炭（吸附苯、四氯化碳）、活性氧化铝和分子筛等的柱子吸附气体，吸附的气体用加热法或萃取法解脱，或与,GC,连接检测,对于大气粉尘采用过滤式、冲击式和静电式取样过滤式最普遍,-,采用玻璃纤维素纤维,(0.3,m,m),过滤,采集气体物质装置（,a),小型气体吸收管；（,b),小型冲击式集尘器,4,of,12,2.1.5,生物试样的采取和制备,动物试样,血液,尿液,毛发和指甲,植物试样,根据分析测试目的,、,要求采样（不同发育阶段、不同部位,）。,采样量,（,干重,1 kg,，湿重,5 kg,）,生物试样的采取和制备,其组成因部位和时季不同而有较大差异,采样应根据需要选取适当部位和生长发育阶段进行，除应注意有群体代表性外，还应有适时性和部位典型性,鲜样分析的样品，应立即进行处理和分析，生物试样中的酚、亚硝酸、有机农药、维生素、氨基酸等在生物体内易发生转化、降解或者不稳定的成分，一般应采用新鲜样品进行分析,生物试样通常包含哪些？,动物,体液（尿、血等）、毛发、肌肉、组织器官,微生物,待分析的组分：,植物,体内的营养成分、农药残留,动物,体内的药物及代谢产物、糖类、固醇类等等,生物试样的采取和制备,植物试样的采取和制备,采样根据分析测试的目的和要求采样,（不同发育阶段、不同部位）,采样量：干重,1kg,，湿重,5kg,制备：新鲜,；干样,。,动物试样的采取和制备,血液、尿液、毛发和指甲,分解试样的,基本要求,分解完全、分解速度快；,不损失待测组分；,不沾污、无污染或污染小。,能溶于水的用水作溶剂；,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；,还原性试样采用氧化性溶剂，氧化性试样采用还原性溶剂；,湿法分解中的,溶剂选择原则,第二节 试样的预处理,在一般分析,工作中，通常先要将试样分解，制成溶液。试样的分解工作是分析工作的重要步骤之一。在分解试样时必须注意：一、试样分解必须完全，处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末，二、试样分解过程中待测组分不应挥发,三、不应引入被测组分和干扰物质。,由于试样的性质不同，分解的方法也有所不同。方法有溶解和熔融两种。,一、无机试样的分解,（一）溶解法,采用适当的溶剂将试样溶解制成溶液，这种方法比较简单、快速。常用的溶剂有水、酸和碱等。溶于水的试样一般称为可溶性盐类，如硝酸盐、醋酸盐、铵盐绝大部分的碱金属化合物和大部分的氯化物、硫酸盐等。对于不溶于水的试样，则采用酸或碱作溶剂的酸溶法或碱溶法进行溶解，以制备分析试液。,1.,水溶法 可溶性的 无机盐直接用水制成试液。,2.,酸溶法,酸溶法是利用酸的酸性、氧化还原性和形成络合物的作用，使试样溶解。钢铁、合金、部分氧化物、硫化物、碳酸盐矿物和磷酸盐矿物等常采用此法溶解。常用的酸溶剂如下：,无机物的分解,1.溶解法,(1),盐酸,(2),硝酸,(3),硫酸,(4),磷酸,(5),高氯酸,(6),氢氟酸,(7),混合酸,3.,碱溶法,碱溶法的溶剂主要为,NaOH,和,KOH,碱溶法常用来溶解两性金属铝、锌及其合金，以及它们的氧化物、氢氧化物等。,在测定铝合金中的硅时，用碱溶解使,Si,以,SiO,3,2-,形式转到溶液中。如果用酸溶解则,Si,可能以,SiH,4,的形式挥发损失，影响测定结果。,二）熔融法,1.,酸熔法,碱性试样宜采用酸性熔剂。常用的酸性熔剂有,K,2,S,2,O,7,（熔点,419,）和,KHSO,4,（熔点,219,），后者经灼烧后亦生成,K,2,S,2,O,7,，所以两者的作用是一样的。这类熔剂在,300,以上可与碱或中性氧化物作用，生成可溶性的硫酸盐。如分解金红石的反应是：,TiO,2,+2 K,2,S,2,O,7,Ti(SO,4,),2,+2K,2,SO,4,这种方法常用于分解,A1,2,O,3,Cr,2,O,3,、,Fe,3,O,4,、,ZrO,2,、钛铁矿、铬矿、中性耐火材料,(,如铝砂、高铝砖,),及磁性耐火材料,(,如镁砂、镁砖,),等。,2.,碱熔法,酸性试样宜采用碱熔法，如酸性矿渣、酸性炉渣和酸不溶试样均可采用碱熔法，使它们转化为易溶于酸的氧化物或碳酸盐。,常用的碱性熔剂有,Na,2,CO,3,(,熔点,853),、,K,2,CO,3,(,熔点,89l),、,NaOH(,熔点,318),、,Na,2,O,2,(,熔点,460),和它们的混合熔剂等。这些溶剂除具碱性外，在高温下均可起氧化作用,(,本身的氧化性或空气氧化,),，可以把一些元素氧化成高价（,Cr,3+,、,Mn,2+,可以氧化成,Cr,I,、,Mn,VII,，从而增强了试样的分解作用。有时为了增强氧化作用还加入,KNO,3,或,KClO,3,，使氧化作用更为完全。,(1)Na,2,CO,3,或,K,2,CO,3,常用来分解硅酸盐和硫酸盐等。分解反应如下,A1,2,O,3,2SiO,2,+3Na,2,CO,3,=2NaAlO,2,+2Na,2,SiO,3,+,3CO,2,BaSO,4,+Na,2,CO,3,=BaCO,3,+Na,2,SO,4,(2)Na,2,O,2,常用来分解含,Se,、,Sb,、,Cr,、,Mo,、,V,和,Sn,的矿石及其合金。由于,Na,2,O,2,是强氧化剂，能把其中大部分元素氧化成高价状态。例如铬铁矿的分解反应为：,2FeOCr,2,O,3,+7Na,2,O2NaFeO,2,+4Na,2,CrO,4,+2Na,2,O,熔块用水处理，溶出,Na,2,CrO,4,，同时,NaFeO,2,水解而生成,Fe(OH),3,沉淀：,NaFeO,2,+2H,2,O=NaOH+Fe(OH),3,然后利用,Na,2,CrO,4,溶液和,Fe(OH),3,沉淀分别测定铬和铁的含量。,(3)NaOH(KOH),常用来分解硅酸盐、磷酸盐矿物、钼矿和耐火材料等。,(,三,),烧结法,此法是将试样与熔剂混合，小心加热至熔块,(,半熔物收缩成整块,),，而不是全熔，故称为半熔融法又称烧结法常用的半熔混合熔剂为：,2,份,MgO+3 Na,2,CO,3,1,份,MgO+Na,2,CO,3,;1,份,ZnO+Na,2,CO,3,此法广泛地用来分解铁矿及煤中的硫。其中,MgO,、,ZnO,的作用在于其熔点高，可以预防,Na,2,CO,3,在灼烧时熔合，保持松散状态，使矿石氧化得以更快更完全反应产生的气体容易逸出。此法不易损坏钳锅，因此可以在瓷钳锅中进行熔融，不需要贵重器皿。,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,CaCO3+NH4Cl,可分解硅酸盐，可测定其中的,K+、Na+。,例分解甲长石：,KAlS,i3O8,+6,Ca2CO3+NH4Cl=,6CaSiO3,+,Al2O3,+2,KCl+6CO2+2NH3+H2O,烧结温度750800；粉末产物，可水浸后测,K+。,(烧结法),二、有机试样的分解,（一）干式灰化法,将试样置于马弗炉中加热（,400-1200,），以大气中的氧作为氧化剂使之分解，然后加入少量浓盐酸或浓硝酸浸取燃烧后的无机残余物。（二）,湿式消化法,用硝酸和硫酸的混合物与试样一起置于烧瓶内，在一定温度下进行煮解，其中硝酸能破坏大部分有机物。在煮解的过程中，硝酸逐渐挥发，最后剩余硫酸。继续加热使产生浓厚的,SO,3,白烟，并在烧瓶内回流，直到溶液变得透明为止。,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,分解后，进行元素测定；干法和湿法；,(1)湿法,牛奶中氮含量的测定？,克氏定氮法,催化剂、浓硫酸消化,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,分析试样预处理思维导图,