02 分析试样的采集与制备.ppt
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1、第第2章章 分析试样的采集与制备分析试样的采集与制备2.1 试样的采集与制备试样的采集与制备2.2 试样的分解试样的分解2.3 测定前的预处理测定前的预处理2.1 分析试样的采集分析试样的采集试样的制备试样的制备:试样的采集和预处理试样的采集和预处理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,所采试样应具有高为原始试样,所采试样应具有高度的代表性,采取的试样的组成度的代表性,采取的试样的组成能代表全部物料的平均组成。能代表全部物料的平均组成。取样的基本原则代表性取样的基本原则代表性(影响分析结果的可靠性)(影响分析结果的可靠性)根据具体测定
2、需要,根据具体测定需要,样品状态样品状态:气,固,液气,固,液 样品种类样品种类:矿物岩石,生物,金属与合金,食品矿物岩石,生物,金属与合金,食品 遵循代表性原则,系统或随机采样遵循代表性原则,系统或随机采样 采样应按照一定的原则、方法进行,可参阅相关的采样应按照一定的原则、方法进行,可参阅相关的国家国家标准标准和各和各行业行业制定的制定的标准标准。试样多样化,不均匀试样应,选取不同部位进行试样多样化,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。采样,以保证所采试样的代表性。1 固体试样固体试样土壤样品土壤样品: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
3、点式(水田出口,入水田出口,入口和中心点口和中心点)或或5点式点式(两条对角线交叉点和对角线的其两条对角线交叉点和对角线的其它它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,经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分等步骤,取粒径小于碎、过筛、缩分等步骤,取粒径小于0.5 m mm的样品作分的样品作分析试样。析试样。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,经压碎、风米取一个试样,经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分,取小于干、粉碎、过筛、缩分,取小于0.5 m mm的样品作分析试的样品作分析试样。样。金属试样金属试样:经高温熔炼,比较均匀,钢片可任取
4、。对钢锭和铸铁,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。碎混匀作分析试样。1.1 采样单元数采样单元数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)采样单元数的确定:采样准确度的要求采样单元数的确定:采样准确度的要求 物料的不均匀性物料的不均匀性采样的代表性采样的代表性取决于:取决于:(1)(1)采样数目(单元数)采样数目(单元数)(2)(2)采样量(质量)采样量(质量)n整批物料中组分平均含量区间为整批物料中组分平均
5、含量区间为:n n n: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,nt: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,ns:s: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其中:其中:采样公式采样公式:例例1.某物料取得某物料取得8份试样,经分别处理后测得其中硫酸钙量的标份试样,经分别处理后测得其中硫酸钙量的标准偏差为准偏差为0.22,如果允许的误差为,如果允许的误差为0.20,置信度选定为,置信度选定为95,则在分析同样的物料时,应选取多少个采样单元,则在分析同样的物
6、料时,应选取多少个采样单元?解解:E0.20,0.22。则则n(1.960.220.2)2=4.65 取取n5,查表得,查表得t2.57,则,则n=7.99 取取n8,查表得,查表得t2.31,则,则n=6.45 取取n7,查表得,查表得t2.36,则,则 n6.73计算的计算的n值与设定的值与设定的n7很接近,很接近,所以采样单元数为所以采样单元数为7时可以满足题目要求。时可以满足题目要求。置信度为置信度为0.95,n时,查表得时,查表得tl.96(P61 表表3-3)(2)采样量的确定 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
7、切乔特采样公式:可按切乔特采样公式:QKdQKda a Q Q为保留样品的为保留样品的最小质量最小质量(kg)(kg)d d为样品中最大颗粒直径为样品中最大颗粒直径(mm)(mm)a a 由实验求得,一般介于由实验求得,一般介于1.5-2.71.5-2.7之间;之间;K K为固体试样特性系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,通常在数或缩分常数,它由各部门根据经验拟定,通常在0.050.051 1之间,之间,因固体物料种类和性质不同而异。因固体物料种类和性质不同而异。1.2 固体试样制备固体试样制备固体样品的固体样品的破碎、过筛、混匀、缩分破碎、过筛、混匀、缩分(1(1)破碎和
8、过筛:)破碎和过筛:粗碎粗碎-用鄂式破碎机用鄂式破碎机 中碎中碎-盘式破碎机盘式破碎机 细碎细碎-用盘式破碎机和研钵研究磨用盘式破碎机和研钵研究磨 过筛过筛-用标准孔筛筛制得筛过物,通常过用标准孔筛筛制得筛过物,通常过1 100200目筛目筛(2 2)缩分)缩分 试样每经过一次破碎,全用机械或人工的方法取试样每经过一次破碎,全用机械或人工的方法取出一部分有代表性的试样,再进行下一次处理,这出一部分有代表性的试样,再进行下一次处理,这样就可以将试样量逐渐缩小,这个过程称为缩分。样就可以将试样量逐渐缩小,这个过程称为缩分。常用常用四分法四分法Form cone Pour on apex Flatt
9、en Reform cone Pour on apex Flatten Reform corn Pour on apex Repeat as often as necessary 固体取样:样品增量逐一混合示意图固体取样:样品增量逐一混合示意图固体取样:样品增量逐一混合示意图固体取样:样品增量逐一混合示意图四分法缩分四分法缩分分析化学教程(2005-2006学年)采样与缩分试样量计算示例采样与缩分试样量计算示例采样与缩分试样量计算示例采样与缩分试样量计算示例l l例:采集矿石样品,若试样的最大直径为例:采集矿石样品,若试样的最大直径为例:采集矿石样品,若试样的最大直径为例:采集矿石样品,若试样
10、的最大直径为10 10 mmmm,k k=0.2 =0.2 kg/mmkg/mm2 2,则应采集多少试样?则应采集多少试样?则应采集多少试样?则应采集多少试样?l l解:解:解:解:mmQQ kdkd 2 2=0.2 =0.2 10 10 2 2=20(kg)=20(kg)l l例:例:例:例:有一样品有一样品有一样品有一样品 mmQQ=20 kg =20 kg,k k=0.2 kg/mm=0.2 kg/mm2 2,用用用用6 6号筛号筛号筛号筛过过过过筛筛筛筛,问应缩分几次?问应缩分几次?问应缩分几次?问应缩分几次?l 解:解:mQ kd 2=0.2 3.36 2=2.26(kg)缩分缩分1
11、次剩余试样为次剩余试样为20 0.5=10(kg)缩分缩分3次剩余试样为次剩余试样为20 0.53=2.5(kg)2.26,故缩分故缩分3次次从分析成本考虑,样品量尽量少,从样品的代表从分析成本考虑,样品量尽量少,从样品的代表性考虑,不能少于临界值性考虑,不能少于临界值 mQ kd 2分析化学教程(2005-2006学年)P 29:P 29:有试样有试样20kg20kg,粒度,粒度6mm6mm,K K值为值为0.20.2,缩分后剩,缩分后剩10kg10kg若要求试样粒度不大于若要求试样粒度不大于2mm,2mm,那么那么m mQ Q0.2kgmm0.2kgmm-2-2(6mm)(6mm)2 2;
12、即即m mQ Q7.2kg;7.2kg;m mQ Q0.2kgmm0.2kgmm-2-2(2mm)(2mm)2 2;即即m mQ Q0.8kg;0.8kg;10kg10kg缩缩分分3 3次次后后,剩剩1.25kg1.25kg,大于,大于0.8kg0.8kg 采集平均试样时的最小质量采集平均试样时的最小质量筛号筛号/目目筛孔直筛孔直径径/mm最小质量最小质量/KgK=0.10.20.30.51.036.724.529.0313.5522.645.263.361.132.263.395.6511.3102.000.400.801.202.004.00200.830.0690.140.210.350
13、.69400.420.0180.0350.0530.0880.176600.250.0060.0130.0190.0310.063800.1770.0030.0060.0090.0160.031破碎与过筛重复进行直至全部过筛;筛孔的选择以样品处破碎与过筛重复进行直至全部过筛;筛孔的选择以样品处破碎与过筛重复进行直至全部过筛;筛孔的选择以样品处破碎与过筛重复进行直至全部过筛;筛孔的选择以样品处理的难易程度确定,二次取样的量由筛孔径确定。理的难易程度确定,二次取样的量由筛孔径确定。理的难易程度确定,二次取样的量由筛孔径确定。理的难易程度确定,二次取样的量由筛孔径确定。食品试样食品试样根据试样种类、
14、分析项目和采用的分析方法制定试样的处根据试样种类、分析项目和采用的分析方法制定试样的处理步骤。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:含水试样干燥至衡重,计算水分预干燥:含水试样干燥至衡重,计算水分脱脂脱脂:对含脂肪高的样品,置于乙醚(对含脂肪高的样品,置于乙醚(100g100g样品需样品需500ml500ml乙乙醚)中,静止过夜,除去乙醚层,风干研磨成细而醚)中,静止过夜,除去乙醚层,风干研磨成细而均匀的分析试样均匀的分析试样 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
15、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。2 液体试样液体试样 液体试样采样器多为塑料或玻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。璃瓶,一般情况下两者均可使用。但当要检测试样中的但当要检测试样中的有机物有机物时,宜时,宜选用选用玻璃器皿玻璃器皿;而要测定试样中;而要测定试样中微微量的金属元素量的金属元素时,则宜选用时,则宜选用塑料取塑料取样器样器,以减少容器吸附和产生微量,以减少容器吸附和产生微量待测组分的影响。待测组分的影响。液体试样的化学组成液体试样的化学组成容易发生变
16、化容易发生变化,应,应立即立即对其进行测试对其进行测试,否则否则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。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:保存措施有:控制溶液的控制溶液的pHpH值;值;加入化学稳定试剂;加入化学稳定试剂;冷藏和冷冻;冷藏和冷冻;避光和密封等。避光和密封等。采取这些措施旨在采取这些措施旨在减缓生物作用减缓生物作用、化合物或配合物的水解化合物或配合物的水解、氧化还原作用氧化还原作用及及减少组分的挥发减少组分的挥发。保存期长短与待测物的稳定。保存期长短与待测物的稳定性及保存方法有关。性及保存方法有关。n用泵将气体充入取样容器;采用装有用
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