定量分析的一般步骤
定量分析一般步骤
总之，要根据试样的性质，分析项目要求和上述原则，选择一种合适的试样分解方法。
试样分解最好结合干扰组分的分离，简单、快速进行测定
水样
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
其中：
采样公式:
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。
土壤样品: 采集深度0-15cm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1-2kg，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。 沉积物: 用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分，取小于0.5 mm的样品作分析试样。 金属试样: 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。
用射频放电来产生活性氧游离基，这种游离基的
活性很强，能在低温下（100℃）分解有机物和生物物质
干式灰化法的优点是不需加入或只加入少量试剂，这样避免了由外部引入的杂质，而且方法简便
缺点是因少数元素（C,I,Br,Hg)挥发或器皿壁上玷附金属而造成损失
将试样与硝酸和硫酸混合物一起置于克氏烧瓶内，煮解，硝酸能破坏大部分有机物和被蒸发，最后剩余硫酸冒浓厚的SO3白烟时，在烧瓶内进行回流，溶液变为透明 用体积比为3：1：1的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物进行消化，能收到更好的效果 湿式消化法的优点是速度快，缺点是因加入试剂而引入杂质，尽可能使用高纯度的试剂
定量分析的一般步骤Ⅰ
根据选定的模型类型，建立相应的模型方程，将数据 与模型进行拟合。
参数估计
使用统计方法对模型参数进行估计和优化，以提高模 型的拟合效果。
模型检验与优化
模型检验
使用适当的统计方法检验模型的假设 和前提条件是否满足。
模型优化
根据检验结果对模型进行优化和调整， 以提高模型的预测能力和解释力。
模型评估
目的和意义
目的
通过定量分析，探究变量之间的关系，预测未来趋势，为决策提供科学依据。
意义
定量分析能够提供客观、准确的数据支持，有助于提高决策的科学性和准确性，促进各领域的科学研究和发展。
02 定量分析的基本概念
定义与特点
定义
定量分析是一种基于数学和逻辑推理 的方法，通过收集和整理数据，运用 适当的统计和数学工具进行分析，以 揭示数据背后的规律和趋势。
• 进一步发展复杂统计模型和方法：针对复杂的数据结构和动态性，发展更先进 的统计模型和方法，以提高预测和决策的准确性。
• 强化数据科学的研究和应用：加强数据挖掘、机器学习和人工智能等技术在定 量分析中的应用，以更好地处理大规模、高维度的数据。
研究展望
跨学科研究的融合
加强与其他学科的交叉融合，如计算机科学、经济学、环境科学等，以拓展定 量分析的应用领域和解决更复杂的问题。
数据降维
将多个相关变量转化为少数几个不相关的主 成分，降低数据集的维度。
多元可视化
将高维数据降维后，更容易进行数据的可视 化分析。
解释性
主成分能够反映原始变量的主要特征和变化 趋势，有助于解释数据的内在结构。
评估指标
通过计算主成分的方差贡献率，确定每个主 成分的重要程度。
聚类分析
4.1定量分析的一般程序
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(分布较不均匀) ：布点取样；
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4.1 定量分析的一般程序
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m与试样的均匀度、粒 度、易破碎度有关，可按采样公式估算： m=K· da
缩分 研磨
缩分 分析试样
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1号(分析)
2号(备查)
4.1 定量分析的一般程序
二、 试样的分解
1. 分解试样注意问题 (1)分解完全、分解速度快； (2)所用试剂及反应产物对后续测定没有干扰； (3)分解试样最好与分离干扰元素相结合 ； (4)不导致试样中待测组分损失或沾污。 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、微波加热分解等
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4.1 定量分析的一般程序
3. 试样分解方法的选择原则
教材P64-65 4. 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；
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4.1 定量分析的一般程序
有机物的分解（了解）
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
分析化学 第二章 定量分析的一般步骤
第二章定量分析的一般步骤一、分析试样的采集与制备1.试样的采集与制备：是指从大批物料中采取少量的样本作为原始试样，然后再制备成供分析用的最终式样。
采样的基本原则：均匀、合理、具有代表性试样的形态：气体、液体、固体2.取样方法：气体样品：集气法（eg.工厂废气中有毒气体的分析）、富集法（eg.大气污染物的测定、室内甲醛的含量测定）固体样品：抽样样品法（“四角+中央”）、圆锥四分法液体样品：混合均匀后按照上中下分层取样二、试样的分解（预处理）1.分解试样的原则：①式样分解必须完全，处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末②式样分解过程中待测组分不应挥发③不应引入待测组分和干扰物质2.分解方法：溶解法、熔融法、消解法(1)溶解法：水：例(NH4)2SO4中含氮量的测定酸：HCl、H2SO4、HNO3、HF等及混合酸分解金属、合金、矿石等碱：例：NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、Ni含量有机溶剂：相似相溶原理(2)熔融法：酸溶：K2S2O7、KHSO4溶解氧化物矿石碱溶：Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质(3) 消解法——测定有机物中的无机元素湿法消解：通常用硝酸和硫酸混合物与试样一起置于克氏烧瓶中，一定温度下分解，属于氧化分解法常用试剂：HNO3、H2SO4、HClO4、H2O2和KMnO4等。
干法灰化：待测物质加热或燃烧后灰化、分解，余留残渣用适当的溶剂溶解。
适用范围：有机物和生物试样中金属元素、硫、卤素等无机元素。
常用方法：坩埚灰化法、氧瓶燃烧法和低温灰化法。
三、常用的分离、富集方法1. 分离：让试样中的各组分互相分开的过程（纯化）分离的作用：提高方法的选择性、提高方法的灵敏度、准确度分离方法：沉淀分离、萃取分离、挥发分离、色谱分离2. 富集：待测组分含量低于测定方法的检测限时，在分离时将其浓缩使其能被测定富集方法：萃取富集、吸附富集、共沉淀富集四、测定方法的选择分析对象（样品性质、组分含量、干扰情况）→分析方法（准确度、灵敏度、选择性、适用范围）→用户（用户对分析结果的要求和对分析费用的承受度）→成本（时间、人力、设备、消耗品）五、分析结果的计算与评价1. 分析结果的计算及评价的目的：判断分析结果的准确度、灵敏度、选择性等是否达到要求2. 含量计算方法：根据分析过程中有关反应的化学计量关系及分析测量所得数据进行计算3. 测定结果及误差分布情况的分析：可采取统计学方法进行评价，如平均值、相对标准偏差、置信度、显著性检查等。
定量分析基础
第十章物质的定量分析过程一．定量分析的一般过程：定量分析的任务是测定试样中被测组分的含量，要完成一项定量分析任务，通常包括以下步骤：1.试样的采取：定量分析中的试样是指在分析工作中被用来分析的物质，它可以是固体、液体或气体。
要根据试样的不同存在形式，采用不同的采样方法。
总的原则是试样必须具有代表性，否则就会使分析工作得出错误的结果。
2. 试样的分解：定量分析一般是在溶液中进行，试样如果是固体，需要将其转入溶液中，制备成供分析用的试液，再进行分析。
在分解试样和制备分析试液时，待测组分的性质不应发生变化，同时，还应避免引入其它杂质。
分解试样最好和干扰组分的分离相结合，以便简化测定步骤。
同时，要根据所选择的分析方法，使用掩蔽、富集等方法消除干扰。
3. 测定：根据待测组分的性质、含量及对分析结果准确度的要求，选择合适的分析方法进行测定。
对仲裁分析等准确度要求较高的分析，选用标准分析方法；对生产过程中的中间控制分析，选用快速分析方法。
对常量组分的分析，常采用化学分析法；对微量组分分析则采用仪器分析法。
4. 分析结果的计算：根据测定结果的有关数据和化学反应的计量关系，计算待测组分的含量，并对分析结果的可靠性进行评价。
第一节分析试样的采取与制备采样、试样的制备、测试步骤。
分析的结果由最后一步的测试得到，但前面的每一步对结果可靠性都作出了贡献，而且前一步往往更有决定结果可靠性的优先权。
使用仪器，会使测试过程的可靠性得到了进一步保证，因此，采样过程中获得样品的代表性，样品的贮存、试样的制备过程，在很大程度上影响着分析结果的可靠性。
一、分析试样的采集: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性，采取的试样的组成能代表全部物料的平均组成。
（随机取样、周期取样、选择性取样）基本要求：代表性注意:样品状态、样品的来源、分析方法、对分析结果的要求固体试样以矿石为例，介绍试样的采集和制备方法取样点的选择：采集量的估算：2)(Etnσ=2kd mQ≥mQ(kg)：试样的最小质量；k：缩分常数的经验值，试样均匀度越差，k越大，通常在0.05~1 kg·mm-2之间；d(mm)：试样的最大粒度直径。
第二章 定量分析一般步骤
过氧化钠 几乎所有矿石（钼矿、铬铁矿、黑钨 锆、镍、 矿、锆英石等） 墨 铵盐 方铅矿、黄铁矿、硫化矿等 瓷、TFE、 铂 KHSO4与 铌、钽酸盐，Fe、Ti、Al氧化物矿 瓷、石英、 K2S2O7 铂 KHF2与 锆石、绿柱石、铌钽酸盐 鉑、银 NH4HF2
偏硼酸锂 岩石，硅酸盐，土壤，陶瓷，钢渣等 石墨，铂
3、半熔法
又称为烧结法，它是在低于熔点的温度下，使试样 与熔剂发生反应。通常在瓷坩埚中进行。常用MgO 或ZnO与一定比例的Na2CO3混合物作为熔剂 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Na2CO3在灼烧时熔合，而保 持松散状态，使矿石氧化得更快、更完全，反应产 生的气体容易逸出。
• 测定常量组分时，多采用滴定分析法和重 量分析法。滴定分析法简单迅速，在重量 分析法和滴定分析法均可采用的情况下， 一般选用滴定分析法。 • 测定微量组分别多采用灵敏度比较高的仪 器分析法。。
四、共存组分的影响
• 在选择分析方法时，必须考虑其他组分对 测定的影响，尽量选择特效性较好的分析 方法。如果没有适宜的方法，则应改变测 定条件，加入掩蔽剂以消除干扰，或通过 分离除去干扰组分之后，再进行测定。
3、固体试样
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。
固体试样制备
破碎和过筛
混合与缩分
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： Q≥Kd2 Q为保留样品的最小质量(kg) d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拟定， 通常在0.05～1之间，因固体物料种类和性质不同而异。
碳酸钠与氯化铵也用于半熔融分解的溶剂。熔剂与 试样混匀置于鉄(或者镍) 坩埚内，在750-800℃左 右半熔融。主要用于硅酸盐中 K+、Na+的测定等。
定量分析的一般步骤
表14-1 标准筛的筛号和孔径 缩分的目的：使粉碎后的试样量逐渐减少，一 般采用四分法。
例 题 :有 试 样 2 0 k g ， 粗 碎 后 最 大 粒 度 为 6 m m 左
筛号/目 3 6 10 20 40 60 80 100 120 140 200
右 ， 设 K 值 为 0 .2 ， 应 保 留 试 样 量 为 多 少 ?
03
酸性熔剂K2S2O7（熔点419 ℃）、KHSO4（熔点219℃）溶解碱性试样
灼烧时
2KHSO4=K2S2O7＋H2O
04
分解金红石 TiO2 + 2K2S2O7 = Ti(SO4)2 + 2K2SO4
✓ 碱熔法
碱性熔剂Na2CO3 ,K2CO3 ,NaOH ,KOH, Na2O2 或混合 例: 钠长石
要采取一系列减小误差的措施，对整个分析过程进
01
行质量控制 要采用行之有效的方法对分析结果进行评价，及时
ห้องสมุดไป่ตู้02
发现分析过程中的问题，确保分析结果的可靠性 03 14-4 分析结果准确度的保证和评价
分析结果的评价（对分析结果是否“可取”作出判断）
实验室内的质量评价
实验室间的质量评价
○ 对于一种新的试验方法，要检查其准确度和精密度 ● 在工业生产的质量控制和日常分析测试数据的有效性检验时，常用质量控制图（P421图 14-1）。
强氧化性酸---HClO4
1
2
高沸点203℃；除K+ 、NH4+外，其它盐均溶 于水；
浓热高氯酸具有强的脱水和氧化能力常用于不 锈钢、硫化物的分解和破坏有机物；
3
4
注意安全：浓度低于85%的纯高氯酸十分稳定， 但有强脱水剂（如浓硫酸）或有机物、某些还 原剂等存在一起加热时，就会发生剧烈的爆炸。
分析化学 第八章 定量分析的一般步骤
第八章 定量分析的一般步骤 2. 分解法
17
分解后，进行无机元素测定；湿法和干法； 分解后，进行无机元素测定；湿法和干法； (1) 湿法
C、 、 H
金属元素
CO2 + H2O 硝酸盐 硝酸盐 或硫酸盐 阴离子
四川理工学院分析化学精品课程
有机 试样
硫酸 或硝酸 或混合酸
非金属元素
四川理工学院分析化学精品课程
第八章 定量分析的一般步骤 3. 待测组分的性质 存在形式、稳定性、 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 干扰大小、掩蔽、 5. 实验室条件
20
试剂、仪器精度、去离子水规格、 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， 标准方法、研究方法，方法评价指标
试样中各组分的相对含量通常用干基表示。 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。 试样通常需要干燥至恒重。 热稳定性样品： 热稳定性样品：烘干 易受热分解试样的干燥：真空干燥至恒重； 易受热分解试样的干燥：真空干燥至恒重；
四川理工学院分析化学精品课程
第八章 定量分析的一般步骤
四川理工学院分析化学精品课程
第八章 定量分析的一般步骤
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第三节 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； 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、 理想的分析方法：灵敏度高、检出限低、准确 度高、操作简便。 度高、操作简便。 选择测定方法应考虑的问题： 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)、 准确度、 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、 常量、微量、痕量、超痕量、分子水平
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定量分析的一般步骤 / 切乔特采样公式
• Q 为采取平均试样的最低质量（ kg ) • d 为试样中最大颗粒的直径（ mm ) • K 为表征物料特性的缩分系数 • 均匀铁矿 K= 0 . 02 一 0 ．3 • 不均匀铁矿 K= 0 . 5 一 2 . 0 • 煤矿 K= 0 . 3 一 0 . 5
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定量分析的一般步骤
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定量分析的一般步骤 • • • • • 取样 试样的分解 干扰组分的分离 测定 数据处理及分析结果的表示
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定量分析的一般步骤 / 试样的采取和制备
• 试样的采取和制备必须保证所取试样具有代表性，即分析 试样的组成能代表整批物料的平均组成 • 取样步骤： • 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
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定量分析的一般步骤 / 取样操作方法
• 较均匀的粉状固体或液体 • 分装在数量较大的小容器（如桶、袋或瓶）内，可从总体 中按有关标准规定随机地抽取部分容器，再采取部分试样 骤 / 组成很不均匀的物料
• 矿石、煤炭、土壤 • 颗粒大小不等，硬度相差也大，组成极不均匀 • 堆成锥形，应从底部周围几个对称点对顶点画线，再沿底 线按均匀的间隔按一定数量的比例取样 • 取出份数越多，试样的组成越具有代表性，但处理时所耗 人力、物力将大大增加
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定量分析的一般步骤 / 无机物的分解
• 硫酸 • 除碱土金属和铅等硫酸盐外，其他硫酸盐一般都易溶于水， 所以硫酸也是重要溶剂之一。其特点是沸点高（ 338 ℃ ），热的浓硫酸还具有强的脱水和氧化能力，用它分 解试样较快
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定量分析的一般步骤 / 切乔特采样公式
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定量分析的一般步骤 / 固体试样加工的一般程序
• 用颗式破碎机或球磨机进行粗碎，使试样能通过 4 一 6 号筛 • 用盘式破碎机进行中碎，使试样能过 20 号筛 • 细磨至所需的粒度 • 一般分析试样 100 一 200 号筛
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定量分析的一般步骤 / 标准筛的筛号与相应的孔径
• 试样过筛时未通过的粗粒，应再碎至全部通过，决不能随 意弃去，否则会影响试样的代表性，因为不易粉碎的粗粒 往往具有不同的组成
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定量分析的一般步骤 / 缩分
• 四分法 • 将试样混匀后，堆成圆锥形，略为压平，由锥中心划成四 等份，弃去任意对角的两份，收集留下的两份混匀。每次 缩分后保留的试样，其最低质量也应符合切乔特采样公式 的要求，如此反复处理至所需的分析试样为止
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定量分析的一般步骤 / 取样的基本原则
• ( 1 ）大批试样（总体）中所有组成部分都有同等的被采 集的概率 • ( 2 ）根据给定的准确度，采取有次序的和随机的取样， 使取样的费用尽可能低 • ( 3 ）将几个取样单元（如车、船、袋或瓶等容器）的试 样彻底混合后，再分成若干份，每份分析一次，这样比采 用分别分析几个取样单元的办法更优化
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定量分析的一般步骤 / 试样的分解
• • • • • • • • • • • 湿法--溶解法 用酸或碱溶液来分解试样 干法--熔融法 用固体碱或酸性物质熔融或烧结来分解试样 特殊分解法 热分解法 氧瓶燃烧法 定温灰化法 微波溶解技术 非水溶剂中金属钠或钾分解法 为了保证试样分解完全，各种分解方法可配合使用
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定量分析的一般步骤 / 试样的分解
• 例 在测定高硅试样中少量元素时，先用 HF 分解加热除 去大量硅，再用其他方法完成分解 • 湿法中选择溶剂的原则 • 能溶于水的先用水溶解 • 不溶于水 • 酸性物质用碱性溶剂 • 碱性物质用酸性溶剂 • 还原性物质用氧化性溶剂 • 氧化性物质用还原性溶剂
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定量分析的一般步骤 / 保存
• 将制好的试样分装成两瓶，贴上标签，注明试样的名称、 来源和采样日期。 • 一瓶作为正样供分析用 • 一瓶备查作副样
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定量分析的一般步骤 / 湿存水的处理
• 固体试样往往含有湿存水 • 湿存水是试样表面及孔隙中吸附的空气中的水分，其含量 随试样的粉碎程度和放置时间而改变，因而试样各组分的 相对含量也随湿存水的多少而变化 • 试样各组分相对含量的高低用干基表示 • 干基是不含湿存水的试样的质量 • 进行分析之前，必须先将试样烘干（对于受热易分解的物 质采用风干或真空干燥的方法干燥） • 湿存水的含量，根据烘干前后试样的质量即可计算
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定量分析的一般步骤 / 取样操作方法
• • • • • • 组成比较均匀的物料 气体 直接法 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 处采取部分试样混匀
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定量分析的一般步骤 / 取样操作方法
• 液体 • 水样，其代表性和可靠性，首先决定于取样面和取样点的 选择 • 江河、湖泊、海域、地下水等取样点的布法就很不一样 • 取样方法，例如表层水、深层水、废水、天然水等水质不 同，应采用不同的取样方法 • 季节的变化 • 含有悬浊物的液槽，在不断搅拌下于不同深度取出若干份 样本，以补偿其不均匀性
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定量分析的一般步骤 / 无机物的分解
• • • • • 溶解法 在溶液中分解试样 常用溶剂 盐酸： 利用酸中 H +、 Cl-的还原性及 Cl 一与某些金属离子的配 位作用
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定量分析的一般步骤 / 无机物的分解
• 硝酸： • 硝酸具有强氧化性，除铂、金和某些稀有金属外，浓硝酸 能分解几乎所有的金属试样。 • 铁、铝、铬等在硝酸中由于生成氧化膜而钝化，锑，锡、 钨则生成不溶性的酸（偏锑酸、偏锡酸和钨酸），这些金 属不宜用硝酸溶解
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定量分析的一般步骤 / 湿存水的处理
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定量分析的一般步骤 / 试样的分解
• 湿法分析 • 先将试样分解制成溶液,待测组分转变为适合的测定形态， 再进行分析 • 试样的分解是分析工作的重要步骤 • 分解方法的选择 • 分解完全 • 分解速度快 • 分离测定方便 • 对环境没有污染或很少污染