资源环境分析技术讲义

2.银质器皿
特点与用途：
对强碱的抗腐蚀力较强，所以可用于不能在瓷或铂坩埚中进行的样品的熔融（即可与强碱熔融）；
l熔点较低（961℃）；
l表面易氧化而改变质量，故不能用于沉淀物的灼烧和称重；
l价较廉（相对于铂金）。
洗涤：参照铂金器皿的洗涤。
（二）塑料器皿
1、普通塑料器皿（一般是由聚乙烯或聚丙烯等加工而成）
注意：稀硫酸配制的操作方法是将浓硫酸缓慢加入水中，边加边用玻棒搅拌使之均匀，冷却后稀释至一定刻度。
（二）精配
即必须用精密仪器（如分析天平、容量瓶、移液管、滴定管等）配制，并遵照实验要求的准确浓度和试剂特点配制试液的方法。通常要求浓度具有4位有效数字。
对于物质纯度高，分子量比较大，贮藏时稳定，烘干时不分解，物质的组成精确地与化学式相符合的可直接精配制备标准溶液。如重铬酸钾、碱金属氯化物、草酸、草酸钠、碳酸钠等。
2、离子交换法
p概念：将自来水通过活化的或再生处理的阴阳离子交换树脂，使自来水中的一些杂质离子被阴阳离子交换树脂所吸附，成为纯度较高的去离子水。
p原理：离子交换作用（见教材P1~3）。
特点：①易长霉；②水的纯度与树脂的性能和交换柱的多少有关。
二、实验室用水的质量检验
1、实验室用水的标准
实验室用水分三级（见教材P4表1-1）。
二、试剂的规格（又称级别或类别）
国内按纯度将试剂划分为7种，纯度由高到低是：
高纯、光谱纯（S.P）、基准、分光纯、优级纯（G.R）、分析纯（A.R）、化学纯（C.P）。
国家和主管部门颁布质量指标的主要是后3种：
一级优级纯（G.R）：绿色标签，杂质很低，常作基准试剂或标定溶液。
二级分析纯（A.R）：红色标签，杂质低，适用于准确度较高的分析工作
资源环境分析一般使用三级水（常量分析），有些特殊的分析项目（如微量元素分析、离子电极法、原子吸收光谱法等）需要使用纯度更高的水。
2、水质检验方法
（1）仪器检验（常用）
可用电导仪，通过测量电导率或电阻率来判断水的纯度。
l当电阻率≥ 50万欧姆·厘米（或电导率＜2μs·cm-1）时，即可用于常量分析；
l当电阻率≥ 100万欧姆·厘米（或电导率＜1μs·cm-1）时，即可用于微量或金属元素分析。
l在高温下易与磷酸、碱金属、碳酸盐等作用，而且侵蚀很快；
l价格较贵，易破裂。
用途：常用于测微量元素特别是B。
注意：用时要小心打碎；不能接触HF。
洗涤：同玻璃。
三、金属及塑料器皿
（一）金属器皿
1、铂质器皿
特点：
l熔点高（1774℃），导热性好；
l对化学试剂比较稳定，特别是对氧很稳定，也不溶于单独的酸，包括HCl、HNO3、H2SO4、HF，但易溶于王水（HCl︰HNO3 = 3︰1）；
试液或溶液：用试剂按试验要求配成的溶液称为试液或某某溶液。但实际中这种称呼并不严格，常常是混用的。
一、试剂的标准
我国化学试剂标准分3种：
²国家标准：由国家标准局审批、发布，其代号为“ GB”。
²部颁标准：由化工部审批、发布，其代号为“HG”。
²企业标准：由省化工厅或省市级标准局审批、发布，其代号为“Q/HG或Q、HG”。
四、试剂的保存
1、原则
根据试剂的性质选择相应的保存方法，尽量保存试剂的原有成分，而且互相不污染。
2、方法
l按照酸、碱、盐、单质、指示剂、溶剂、有毒试剂等分别保存；
l对于盐可先按阳离子顺序排列，同一阳离子的盐类再按阴离子顺序排列；
l强酸、强碱、强氧化剂单独存放于阴凉、避光、通风、干燥处；
l氨水和盐酸等挥发性试剂不得放在试剂橱中，否则会使全橱试剂污染；
l易燃品和剧毒品应放在危险品库内或单独存放。
五、试剂的配制
常见溶液浓度表示方法：
Ø质量浓度：%、g/L、mg/L
Ø体积浓度：ml/L、ml︰ml
Ø摩尔浓度：mol/L
（一）粗配
粗配即是用一般的仪器配制（如粗天平称量，用量筒量取液体），配得试液浓度为近似浓度的配制方法。通常只有1位或2位有效数字。
例如：2mol/L硫酸、1mol/L氢氧化钠、20g/L硼酸溶液（或2%硼酸溶液）、0.2mol/L硫酸亚铁铵
l首先是样品的代表性差；
²以“% ”或“g/L”表示的质量浓度
例如：2%或20g/L硼酸溶液配制
2%硼酸溶液：称取2g硼酸溶解于100ml蒸馏水中。
20g/L硼酸溶液：称取20g硼酸溶解于1000ml蒸馏水中。
²以“mol/L”表示的摩尔浓度
摩尔浓度概念：1升溶液中含有多少摩尔溶质（溶质的物质的量用摩尔数表示）来表示的溶液浓度。
标准溶液的配制和标定：
p标准溶液：标准溶液是已知浓度的溶液，它是用来滴定被测物质或用作绘制校准曲线用。
p基准物质：用来直接配制标准溶液的纯物质叫基准物质。
基准物质必须具备以下3个条件：（基准试剂处理方法见P480）
①试剂纯度高，其杂质含量应少到可以忽略不计；
②物质的组成必须精确地符合化学式；
③物质必须稳定，在配制和贮存中不会发生变化。
2、聚四氟乙烯（俗称“塑料王”）器皿
聚四氟乙烯是耐热性能最好的有机材料，加热温度可达250℃（勿超过300℃）；耐腐蚀性好，包括强酸（含HF）、强碱、强氧化剂。
聚四氟乙烯坩埚可代替铂坩埚进行HF处理。
注意：塑料王坩埚加热温度不要超过250℃。
第三节试剂的标准、规格、选用和保存
试剂：是指市售原包装的“化学试剂”或“化学药品”。有固体的、液体的；有无机的、有机的；有挥发性；有腐蚀性的；有酸、碱、盐等等。
三级化学纯（C.P）：蓝色标签，纯度略低于二级，适用于常规分析。
三、试剂的选用
选用原则：凡是能够用低一级的试剂就不用高一级。
资源环境分析的试剂选用：
l常量元素分析：一般用化学纯试剂，标准溶液和标定试剂用分析纯或优级纯。
l金属元素分析：一般用分析纯试剂，标准溶液用优级纯或纯度更高的试剂。
实际中该选什么试剂还应根据实际情况而定。如，工业用的浓硫酸、氢氧化钠（经检验不含氮）还可用于全氮分析。
（2）化学检查方法
见教材P4~5内容。
第二节常用器皿的选用与洗涤
一、常见分析器皿的认识（略）
二、玻璃器皿的选用和洗涤
1、玻璃器皿的特性与选用
l软质玻璃（普通玻璃）
有一定的化学稳定性、热稳定性、透明性。热膨胀系数大，易炸裂、破碎。所以不宜加热。常制成试剂瓶、量筒等。
l硬质玻璃（又称硬料，或硼硅玻璃）
耐温、耐腐蚀性、抗击性能较好，热膨胀系数小。可加热，但不能用于B、Zn元素的测定。不可接触HF。烧瓶、消煮管等，有些烧杯、三角瓶也可加热。
③0.2500mol/L（1/6K2Cr2O7）标准溶液配制
间接法
用试剂先配成近于所需浓度的溶液，然后选用一种纯度较高的物质（基准物质）做标准，利用滴定基准物质的方法准确地测定出该溶液的浓度。这种测定浓度的过程叫标定。标定必须重复做几次，取其平均值。
注意事项：
标准溶液配制好后，必须盖好瓶塞，防止水分蒸发和灰尘落入以及空气中CO2溶入；使用前应将标准溶液摇匀。
需粗配的情况：
l实验本身不需要精确浓度；
l有些试剂不容易直接配制成精确浓度。如，盐酸、氢氧化钠、硫酸亚铁等本身性质不稳定，或易于挥发、吸潮，或易于吸收空气中的二氧化碳，或易于被氧化而使其物质的组成与化学性质不相符，用这些试剂配制试液时就只能得到近似浓度。可通过标定得到精确浓度。
粗配物质的计算及配制方法：
l灼热时会与金属形成易熔的合金，与强碱共熔也能变成可溶性化合物，但对于碳酸钠尚可忍受；
l价格昂贵，约是黄金的9倍，而且易变形。
用途：主要是用于一些特殊的用途。
注意事项：
l勿与王水接触；
l不得熔化金属，因能生成比较易熔的合金；
l炽热的铂器皿不得使用铁钳夹取等（详见P11）。
洗涤：可用滑石粉的水浆擦拭以恢复光泽；难溶的碳酸盐和氧化物可用单独的盐酸或硝酸煮沸溶解；酸的氧化物可用K2S2O7熔融等。
l一般的污物可用洗衣粉或合成洗涤剂刷洗或用重铬酸钾洗液浸泡后再刷洗、淋洗；
l对于用上述方法难以洗去的特殊污痕，可将水沥干后，选用适当的洗液进行浸泡、刷洗，最后用纯水淋洗几次。
如：铁锈、水垢等，可用稀盐酸或稀硝酸浸泡后洗涤；油脂可用温热的重铬酸钾洗液或碱性酒精或高锰酸钾洗液浸泡、洗涤。等等。
（4）洗涤要求（洗净的判别标准）
器皿内壁能均匀被水湿润，不挂水滴。
（5）注意事项
l不能用含有砂粒的去污粉和洗衣粉刷洗量器的内壁；
l用纯水淋洗时要少量多次，每次要充分沥干后再淋洗，以提高效率；
l新玻璃器皿也要洗涤，而且要用稀酸或重铬酸钾浸泡。
例如用洗衣粉洗涤一般玻璃器皿的方法：
取适量洗衣粉（以滑手感为宜）溶解于水中（热水更好）→待洗器皿浸泡于其中（若盛装了溶液则应先用自来水冲洗干净）→匹配刷子反复刷洗→自来水冲洗干净并沥干水→用分析用的蒸馏水润洗3~4次→置于篮子中沥干。
二、瓷质、石英器皿
1、瓷质器皿
特点：耐高温。如，瓷坩埚可加热至1200℃；灼烧后重量变化小；对酸碱的稳定性比玻璃好。但不耐强碱、强氧化剂。
用途：常用于灼烧样品和烘干沉淀称重。
注意：不能与HF接触；不能与碱性溶剂熔融。
洗涤：可参照玻璃器皿。
2、石英器皿
特点：
l成分单一，不会污染待测元素；
l热稳定性好，在1700℃以下不变软，不挥发，（在1100~1200℃开始失去玻璃光泽）；
物质摩尔数=物质质量÷分子量（或原子量）
摩尔浓度（mol/L）=溶质物质的量（mol）÷溶液的体积（L）
例1：1mol/L氢氧化钠溶液配制：称取40g固体氢氧化钠溶于蒸馏水中，冷却后稀释至1000ml。
例2：2mol/L硫酸溶液原装浓硫酸摩尔浓度为18mol/L，见教材P480）缓慢加入一定体积的蒸馏水中，冷却后稀释至1000ml。