分析化学分析试样的采集与制备.ppt

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1、定量分析过程定量分析过程1.1.取样取样2.2.试样分解试样分解3.3.试样制备试样制备4.4.分离和富集分离和富集5.5.分析测定、分析结果的计算及评价分析测定、分析结果的计算及评价第二章第二章 分析试样的采集与制备分析试样的采集与制备12.1 分析试样的采集分析试样的采集分析试样的采集分析试样的采集:指从大批物料中采取少量样本作为原指从大批物料中采取少量样本作为原始试样，所采试样应具有高度的代表始试样，所采试样应具有高度的代表性，采取的试样的组成能代表全部物性，采取的试样的组成能代表全部物料的平均组成。料的平均组成。根据根据 具体测定需要，遵循代表性原则随机采样具体测定需要，遵循代表性原则

2、随机采样 状态状态:气，固，液等气，固，液等 对象对象:环境，矿物岩石，生物，金属与合金，食品等环境，矿物岩石，生物，金属与合金，食品等 采样应按照一定的原则、方法进行，可参阅相关的国家采样应按照一定的原则、方法进行，可参阅相关的国家标准和各行业制定的标准标准和各行业制定的标准取样的基本原则取样的基本原则代表性代表性2 采样的代表性取决于：采样数目（单元数）采样的代表性取决于：采样数目（单元数）采样量（质量）采样量（质量）若测量误差很小若测量误差很小,分析结果的误差主要是由采样引起的。分析结果的误差主要是由采样引起的。1.1.固体试样固体试样3 整批物料中组分平均含量区间为整批物料中组分平均含

3、量区间为:整批物料中组分平均含量整批物料中组分平均含量 ，:为试样中组分平均含量为试样中组分平均含量 t:t:与测定次数和置信度有关的统计量，与测定次数和置信度有关的统计量，:各个试样单元含量标准偏差的估计值，各个试样单元含量标准偏差的估计值，n:n:采样单元数采样单元数采样公式：（采用单元数）采样公式：（采用单元数）其中：其中：4采样公式：（采集的量）采样公式：（采集的量）平均试样采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关，平均试样采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关，可按切乔特采样公式：可按切乔特采样公式：QKd2 Q为保留样品的最小质量为保留样品的最小质量(kg)d为样品中最大颗粒直径

4、为样品中最大颗粒直径(mm)K为固体试样特性系数或缩分常数，它由各部门根据经验为固体试样特性系数或缩分常数，它由各部门根据经验拟定，通常在拟定，通常在0.051之间，因固体物料种类和性质不同而异。之间，因固体物料种类和性质不同而异。5试样多样化，不均匀试样应选取不同部位进行采样，以试样多样化，不均匀试样应选取不同部位进行采样，以保证所采试样的代表性。保证所采试样的代表性。1.1.固体试样固体试样1）土壤样品）土壤样品:采集深度采集深度0-15cm的表地为试样，按的表地为试样，按3点式点式(水田水田出口，入口和中心点出口，入口和中心点)或或5点式点式(两条对角线交叉点两条对角线交叉点和对角线的其

5、它和对角线的其它4个等分点个等分点)取样。每点采取样。每点采1-2kg，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分等步骤，取粒径经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分等步骤，取粒径小于小于0.5 mm的样品作分析试样。的样品作分析试样。2）沉积物）沉积物:用采泥器从表面往下每隔用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样，经压米取一个试样，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分，取粒径小于碎、风干、粉碎、过筛、缩分，取粒径小于0.5 mm的样品作分析试样。的样品作分析试样。3）金属试样）金属试样:经高温熔炼，比较均匀，钢片可任取。对钢锭经高温熔炼，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，将钻屑置于和铸铁，钻

6、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。冲击钵中捣碎混匀作分析试样。64 4）食品试样）食品试样 根据试样种类、分析项目和采用的分析方法制定试样的根据试样种类、分析项目和采用的分析方法制定试样的处理步骤。处理步骤。可用可用“随机取样随机取样”和和“缩分缩分”,防止污染要求更严。防止污染要求更严。预干燥：含水试样干燥至恒重，计算水分。预干燥：含水试样干燥至恒重，计算水分。脱脂：对含脂肪高的样品，置于乙醚（脱脂：对含脂肪高的样品，置于乙醚（100g100g样品需样品需500ml500ml乙醚）中，静置过夜，除去乙醚层，风干、研磨成细而均匀乙醚）中，静置过夜，除去乙醚层，风干、

7、研磨成细而均匀的分析试样。的分析试样。7液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少；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；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，以要测定试样中微量的金属元素时，则宜选用塑料取

8、样器，以减少容器吸附和产生微量待测组分的影响。减少容器吸附和产生微量待测组分的影响。2.2.液体试样液体试样8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。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：控制溶液的保存措施有：控制溶液的pHpH值、加入化学稳定试剂、冷藏和值、加入化学稳定试剂、冷藏和 冷冻、避光和密封等。冷冻、避光和密封等。采取这些措施旨在减采取这些措施旨在减 缓生物作用、化合物或配合物的水解、氧化还缓生物作用、化合物或配合物的水解、氧化还 原作用及减少

9、组分的挥发。保存期长短与待测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。物的稳定性及保存方法有关。910根据水种类：天然水（河、湖、海、地下）；用水（引根据水种类：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）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：根据分析项目要求：采样多变性：河水采样多变性：河水上、中、下（大河：左右两岸和中心上、中、下（大河：左右两岸和中心线；中小河：三等分，距岸线；中小河：三等分，距岸1/31/3处）；湖水处）；湖水-从四周入从四周入口、湖心和出口采样；海水口、湖心和出口采样；海水-

10、粗分为近岸和远岸；生活粗分为近岸和远岸；生活污水污水-与作息时间和季节性食物种类有关；工业废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与产品和工艺过程及排放时间有关水样的保存和预处理：对于不同测定项目，采用不同目的水样的保存和预处理：对于不同测定项目，采用不同目的的保存方法的保存方法1 1）水样水样1112用泵将气体充入取样容器；用泵将气体充入取样容器；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；置，收集非挥发性物质；过滤法采样：用于收集气溶胶中的非挥发性组分。过滤法采样：用于收集

11、气溶胶中的非挥发性组分。1 1）大气试样，根据被测组分在空气中存在的状态）大气试样，根据被测组分在空气中存在的状态(气态、蒸气气态、蒸气或气溶胶或气溶胶)、浓度以及测定方法的灵敏度，可用直接法或浓、浓度以及测定方法的灵敏度，可用直接法或浓缩法取样。缩法取样。2 2）贮存于大容器）贮存于大容器(如贮气柜或槽如贮气柜或槽)内的物料，因密度不同可能影内的物料，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响其均匀性时，应在上、中、下等不同处采取部分试样后混匀匀 。3.3.气体试样气体试样13其组成因部位和时季不同而有较大差异；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

12、取适当部位和生长发育阶段进行，除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；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。鲜样品进行分析。4.4.生物试样生物试样14缩分：四分法收集收集收集收集 破碎破碎破碎破碎 过筛过筛过筛过筛 混匀混匀混

13、匀混匀 缩分缩分缩分缩分 2.2 试样的制备试样的制备1516 假设你进行某一矿物的分析，能否将磨不碎的大假设你进行某一矿物的分析，能否将磨不碎的大颗粒弃去？为什么？颗粒弃去？为什么？不行，因为不易粉碎的大颗粒往往具有不行，因为不易粉碎的大颗粒往往具有不同的组成。不同的组成。172.3 试样的分解试样的分解目的：使待测组分定量地转入溶液中。目的：使待测组分定量地转入溶液中。原则：试样分解完全、防止组分丢失和引入干扰原则：试样分解完全、防止组分丢失和引入干扰方法：方法：1.溶解法（湿法）溶解法（湿法）:选择合适的溶剂将试样溶解成溶液。选择合适的溶剂将试样溶解成溶液。2.熔融法（干法）：将试样与酸

14、性或碱性溶剂混合在高温下进熔融法（干法）：将试样与酸性或碱性溶剂混合在高温下进行复分行复分 解反应，使待测组分转变成可溶于水或酸的化合物。解反应，使待测组分转变成可溶于水或酸的化合物。3.半熔法：在低于熔点的温度下，使试样与熔剂发生反应。半熔法：在低于熔点的温度下，使试样与熔剂发生反应。4.干式灰化法：将试样置于马弗炉中高温加热燃烧。干式灰化法：将试样置于马弗炉中高温加热燃烧。5.湿式灰化法：将试样与浓硫酸、浓硝酸一起置于克氏瓶中煮湿式灰化法：将试样与浓硫酸、浓硝酸一起置于克氏瓶中煮解。解。6.微波辅助消解法：利用试样和适当的溶（熔）剂吸收微波能微波辅助消解法：利用试样和适当的溶（熔）剂吸收微

15、波能产生热量加热试样。产生热量加热试样。18（一）（一）无机物的分解无机物的分解1.溶解法溶解法 水水盐酸（还原性，络合作用）盐酸（还原性，络合作用）硝酸（强氧化性）硝酸（强氧化性）硫酸（强脱水和强氧化性）硫酸（强脱水和强氧化性）磷酸（中强酸，络合作用强）磷酸（中强酸，络合作用强）高氯酸（强脱水和强氧化性）高氯酸（强脱水和强氧化性）氢氟酸（分解硅酸盐，具络合作用）氢氟酸（分解硅酸盐，具络合作用）混合酸混合酸碱（氢氧化钠、氢氧化钾溶液）碱（氢氧化钠、氢氧化钾溶液）192.熔融法熔融法酸熔法酸熔法K2S2O7、KHSO4，铵盐混合熔剂，氟氢化钾，铵盐混合熔剂，氟氢化钾碱熔法碱熔法NaOH，Na2O

16、2，Na2CO3 半熔法半熔法Na2CO3:MgO=1:220（二）（二）有机物的分解有机物的分解1.溶解法（根据相似相溶的原理选择合适的溶剂）溶解法（根据相似相溶的原理选择合适的溶剂）2.分解法分解法 干法灰化法：氧瓶燃烧法干法灰化法：氧瓶燃烧法 定温灰化法定温灰化法 封管燃烧法封管燃烧法 湿法灰化法湿法灰化法21微波辅助消解法微波辅助消解法 利用试样和适当的溶利用试样和适当的溶(熔熔)剂吸收微波能产生热量加热试样，剂吸收微波能产生热量加热试样，微波产生的交变磁场使介质分子极化，极化分子在高频磁场交微波产生的交变磁场使介质分子极化，极化分子在高频磁场交替排列导致分子高速振荡，使分子获得高的能

17、量，这两种作用替排列导致分子高速振荡，使分子获得高的能量，这两种作用使试样表层不断被搅动破裂，促使试样迅速溶使试样表层不断被搅动破裂，促使试样迅速溶(熔熔)解。解。微波能直接传递给溶液中的各分子，溶液整体快速升温，微波能直接传递给溶液中的各分子，溶液整体快速升温，加热效率高。加热效率高。微波消解一般采用密闭容器，这样可以加热到较高温度和微波消解一般采用密闭容器，这样可以加热到较高温度和较高压力，使分解更有效，同时也可减少溶剂用量和易挥发组较高压力，使分解更有效，同时也可减少溶剂用量和易挥发组分分(As,B,Cr,Hg,Se,Sb,Sn等）的损失。等）的损失。微波消解法可用于有机和生物样品的氧化分解，也可用于微波消解法可用于有机和生物样品的氧化分解，也可用于难熔无机材料的分解。难熔无机材料的分解。221下列说法中哪一种不够妥当下列说法中哪一种不够妥当?(A)溶剂或熔剂的分解能力越强越好。溶剂或熔剂的分解能力越强越好。(B)溶剂或熔剂应不影响被测组分的测定。溶剂或熔剂应不影响被测组分的测定。(C)应能使试样中的被测组分完全分解，转入溶液。应能使试样中的被测组分完全分解，转入溶液。(D)分解方法要与分析方法相适应。分解方法要与分析方法相适应。(E)最好用溶解法，如试样溶解不完全，再用熔融法。最好用溶解法，如试样溶解不完全，再用熔融法。23 P37 4 524