第02章 分析试样的采集与制备解析
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高中化学竞赛 分析化学 第二章 分析试样的采集与制备
本章重点与难点
重点掌握： 固体试样的取样原则和方法 取样公式的理解和应用 试样分解的一般原则和方法 难点： 根据试样的组成特性、待测组分的性质及 分析目的，选择合适的取样和分解方法
2.1 试样的采集
学习要求： ★ 学会应用采样公式确定采样点和平均试样 采取量 ★ 掌握不同样品的采样原则和方法
分析试样的采集: 指从大批物料中（总体）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。
t 2 n( ) E
单元数n越大；
2、物料越不均匀， s 越大，采样单元数n越大； 3、增加测定次数，则t值变小，采样单元数n减少。
土壤样品的采集
（1）采样点布设方法
• ①对角线布点法；②梅花形布点法；③棋 盘式布点法；④蛇形布点法。 •
（2）采样方法
• ①采样筒取样；②土钻取样；③挖坑取样。
硅酸盐试样的分解
理论依据
酸溶解法
• SiO2比值越小
• 碱金属氧化物碱性越强，越易被酸溶解 • 例 石灰石：主成分CaO ( 45 - 53% )多数 酸溶即可（SiO2为0.2 - 10 %，含硅高需用碱熔） Si含量高，必须
• 粘土：主成分 Al2O3 · 2 SiO2 熔融法 • 5% 65%
使用3:1:1的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物效 果更好
该法的优点是速度快，缺点是因加入试剂引 入杂质；因此，应尽可能使用高纯度的试剂
2.3.5 微波辅助消解法
方法原理：
利用微波的穿透性和激活反应能力加热密闭容 器内的试剂和样品可使制样容器内压力增加,反应温 度提高。 优点：反应速率高；
样品制备的时间短；
2.3.2 熔融法
熔融法：将试样与固体熔剂混匀后置于特 定材料制成的坩埚中，在高温下熔融，分解 试样，通过复分解反应使被测组分转化为能 溶于水或酸的形式，再用水或酸浸取，使其 定量进入溶液。
分析化学第四版第_02_章_分析试样的采取和预处理
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。
采样深度
采样量 保存
4
of
12
• （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。
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 mm)过滤
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。
第2章-分析试样的采集与制备
6.72 3.36 2.00 0.83 0.42 0.25
筛号 （网目）
80 100 120 140 200
筛孔直径 (mm)
0.177 0.149 0.125 0.105 0.074
例 有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm左右，k值 为0.2，问可缩分几次？若缩分后，再破碎至全部过 10筛，问可再缩分几次？
保存措施：控制溶液的pH、加入化学稳定 试剂、冷藏和冷冻、避光和密封。
常见的保存方法见表2-1
（三）气体试样
汽车尾气、工业废气、大气、压缩气体、气溶物等
1、采样方法 直接法 浓缩法
2、采样器 气囊、收集装置（装有吸附剂或过滤器） 3、保存及处理 通常较稳定，不需采取特别措施保存。 用吸附剂采集的试样，可通过加热脱附、溶剂 萃取等来处理
溶剂： 水 酸 碱
酸：
HCl—— 具有还原性及络合能力：氢以前的金 属或合金、弱酸盐（如碳酸盐）、以 碱金属或碱土金属为主的矿石 宜用玻璃、塑料、陶瓷、石英等器皿， 不宜使用金、银、铂等器皿
注意某些氯化物的挥发损失
HNO3—— 具有氧化性：除某些贵金属及表面易钝化 的铝、铬外，绝大部分金属能被分解 对某些还原性样品，HNO3浓度不同， 分解产物不同（浓、稀HNO3与Cu） HNO3分解样品，在蒸发过程中Si、Ti、 Nb、Zr、W、Mo、Sn、Sb等大部分或全 部析出沉淀（如钨酸），有的元素则生成 难溶的碱式硝酸盐，故常用硝酸与其它酸 混合使用 常用HNO3来破坏碳化物 HNO3+H2O2是溶解毛发、肉类等有机 物的良好混合溶剂之一。
含Mg、Al的耐火材料
熔
Na2CO3、K2CO3
剂
（铂、铁、刚玉坩埚）
NaOH、KOH
筛号 （网目）
80 100 120 140 200
筛孔直径 (mm)
0.177 0.149 0.125 0.105 0.074
例 有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm左右，k值 为0.2，问可缩分几次？若缩分后，再破碎至全部过 10筛，问可再缩分几次？
保存措施：控制溶液的pH、加入化学稳定 试剂、冷藏和冷冻、避光和密封。
常见的保存方法见表2-1
（三）气体试样
汽车尾气、工业废气、大气、压缩气体、气溶物等
1、采样方法 直接法 浓缩法
2、采样器 气囊、收集装置（装有吸附剂或过滤器） 3、保存及处理 通常较稳定，不需采取特别措施保存。 用吸附剂采集的试样，可通过加热脱附、溶剂 萃取等来处理
溶剂： 水 酸 碱
酸：
HCl—— 具有还原性及络合能力：氢以前的金 属或合金、弱酸盐（如碳酸盐）、以 碱金属或碱土金属为主的矿石 宜用玻璃、塑料、陶瓷、石英等器皿， 不宜使用金、银、铂等器皿
注意某些氯化物的挥发损失
HNO3—— 具有氧化性：除某些贵金属及表面易钝化 的铝、铬外，绝大部分金属能被分解 对某些还原性样品，HNO3浓度不同， 分解产物不同（浓、稀HNO3与Cu） HNO3分解样品，在蒸发过程中Si、Ti、 Nb、Zr、W、Mo、Sn、Sb等大部分或全 部析出沉淀（如钨酸），有的元素则生成 难溶的碱式硝酸盐，故常用硝酸与其它酸 混合使用 常用HNO3来破坏碳化物 HNO3+H2O2是溶解毛发、肉类等有机 物的良好混合溶剂之一。
含Mg、Al的耐火材料
熔
Na2CO3、K2CO3
剂
（铂、铁、刚玉坩埚）
NaOH、KOH
第二章 分析试样的采集与制备
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2.3.5 微波消解法
第 二 章 分 析 试 样 的 采 集 与 制 备
利用试样和溶剂吸收微波产生热量 进行试样的分解。该法加热效率高，分 解迅速。一般采用密闭容器，可以加热 到较高的温度和压力，使分解更有效， 还可减少溶剂用量和组分的挥发。 该法可用于有机试样的分解，也可 用于难溶无机材料的分解。
分解试样的主要任务是将试样中待 测组分全部转变为适于测定的形式。一 般需转化为可溶盐的形式进入溶液。在 此过程中： 防止待测组分损失； 避免引入干扰测定的杂质。 其中分解无机试样常采用的分解方 法有溶解法和熔融法；分解有机试样常 采用干（湿）式灰化法和微波消解法。
18
2.3.1 溶解法
第 二 章 分 析 试 样 的 采 集 与 制 备
3
2.1 试样的采集
4
第 二 章 分 析 试 样 的 采 集 与 制 备
试样的采集是指从大批物料中采取 少量样本作为原始分析试样。 要求：代表性、不变性。 分析对象的种类很多，不同的物料 采集试样的方法不同。
5
2.1.1 固体试样的采集
第 二 章 分 析 试 样 的 采 集 与 制 备
特点：种类繁多，形态各异，试样 的性质和均匀程度差别较大。 采样点越多，采样量越大，试样越 具有代表性，但消耗的成本越高。采样 的原则是：采集的试样必须具有代表 性，同时工作量尽可能地少。 同时，采样准确度要求高，试样均 匀度差，也都会增加采样单元数。
解：Q ≥ K ⋅ d 2 = 0.3 × 2 2 = 1.2kg ⎯→ ⎯→ ⎯→ ⎯→ 15 ⎯ 7.5 ⎯ 3.75 ⎯ 1.88 ⎯ 0.94
1 2 3 4
显然在缩分4次后0.94 < 1.2kg，不符合要求。 所以只能缩分3次。
分析试样的采集与制备
第2章分析试样的采集与制备基本内容试样分析过程一般包括下列步骤：试样的采集和制备、定性检验、试样的分解、干扰物质的分离和定量测定。
分析测定的结果能否为生产、科研提供可靠的分析数据，直接取决于试样有无代表性，处理过程是否完善，要从大量的被测物质中采取能代表整批物质的小样，以取得正确的结果，应掌握适当的技术，遵守一定的规则，采用合理的采样、制备试样和分离检测的方法。
1．试样的采集在实际分析中常需要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、十分之几克甚至更少的样品进行测定。
必须使被测样品具有代表性，能代表整批物料的真实情况。
因此在进行分析前必须了解试样的来源，明确分析的目的，作好试样的采集工作。
所谓试样的采集工作是指从大批物料中采集原始试样，再进一步制备成供分析用的试样。
按试样的存在形态可分为气态、固态和液态三种。
对不同形态的不同物料应采用不同的采集方法。
1.1固体试样固体试样种类繁多、形态各异，试样的性质和均匀程度差别较大。
经常遇到的有矿石、合金、盐类和土壤等。
为确保有代表性，所取的原始试样不仅量远远大于最低重量，而且颗粒不均匀，不适合作分析用，必须进一步制备成量少、颗粒高度均匀的分析试样。
由于固体试样的成分分布不均，因此在取样时根据堆放情况，从不同的部位和深度选取多个取样点进行采样。
采取的份数越多越有代表性。
但是取用量过大，处理非常麻烦。
一般取样量是根据采样公式：Q m ≥2kd 计算。
式中：Q m —试样最低重量（公斤）；k—经验常数（0.02-1之间）；d—试样中最大颗粒的直径(毫米)。
例如：欲采铁矿试样，若矿石最大粒度为直径20毫米，k 值为0.08，应取矿石的最少量为多少？解：根据题意已知：直径=20毫米，K=0.08代入公式Q m ≥2kd 得：Q m =0.08×202=24（kg ）显然，这样取得的试样组成很不均匀，数量又太多例如：欲采铁矿试样，若矿石最大粒度为直径20毫米，k 值为0.08，应取矿石的最少量为多少？解：根据题意已知：直径=20毫米，K=0.08代入公式Q m ≥2kd 得：Q m =0.08×202=24（kg ）显然，这样取得的试样组成很不均匀，数量又太多。
工业分析第二章 试样的采集制备与分解
对于不均匀的物料，可采用下列试样的采集量经验计算 公式：
式中
mQ ≥kd a
d —实验室样品中最大颗粒的直径，mm
mQ —采取实验室样品的最低可靠质量，kg k、a —经验常数，由实验室求得
一般k值在0.02 ~ 1之间，样品越不均匀，k值越大， 物料均匀0.1 ~ 0.3， 物料不太均匀0.4 ~ 0.6， 物料极 不均匀0.7 ~ 1.0；a=1.8 ~ 2.5，地质部门一般规定为2
破碎工具 : 锷式破碎机、辊式破碎机、圆盘破碎机、球磨
机、钢臼、铁锤、研钵等。
33
3、过筛
物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛， 未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过 指定的筛子为止 (易分解的试样过 170目筛，难 分解的试样过 200目筛)。
34
4、混匀
混匀法通常有 铁铲法或环锥法、掀角法。
流水抽气法采样装置图
26
2020空气采样器
27
五、液体样品的采集 （一）输送管道中的物料 （二）储罐器中的物料
1．大型储罐中的物料 2．小型储罐中的物料 3．槽车中的物料
28
HFCY 油罐自动采样器原理图
? 1. 上浮球 2. 支撑杆 3. 高液位取 样管 4. 中间取样管 5. 低液位取样管 6. 罐壁 7. 取样泵 8. 支座
结论： 样品的颗粒越大，称样量越大
14
3．确定采样方法：
①从物料流中采样（传送带）：按一定时间间隔采样。 在物料流中采样，通常采用舌形铲，一次横断面采取一个
子样。采样应按照左、中、右进行布点，然后采集。在横截 皮带运输机采样时，采样器必须紧贴皮带，而不能悬空铲取 物料。
15
②从运输工具中采样（汽车、火车）：采用斜线三点、四点 或五点法，当车皮容量为30t以下时，沿斜线方向，采用三点 采样；当车皮容量为40t或50t时，采用四点采样；当车 皮容、 量为50t以上时，采用五点采样。
分析试样的采集与制备
滴分定解分试析样法：待概测述组分由非溶液转变成溶液
①无机固体样品 ②有机固体样品
溶解法 熔融法 半熔法
干式灰化法 湿式消化法
微波辅助消解法
分析化学
试样分解基本要求 ① 试滴样定分分解析完法全概；述 ② 待测物质不损失； ③ 避免引入干扰杂质和待测物质。 ④ 分解试样最好与分离干扰元素相结合。
分析化学
第2章 分析试样的采集与制备
2.1 试样的采集 2.2 试样的制备 2.3 试样的分解 2.4 测定前的预处理
分析化学
2.1 试样的采集
试样的采集: 指从大批物料中采取少量样本作原始试样。
代表性: 其组成能代表全部物料平均组成。
2.1.1 固体试样
采样：
采样点（位置与单元 [个] 数 n ）
采样量 m
分析化学
碱溶法
碱金属的氢氧化物分解法，酸性或酸性氢氧化物，用稀氢氧化物 溶解。如钨酸盐、金属氧化物用氢氧化物溶解。 （1）NaOH溶解法
某些酸性或两性氧化物可以用稀NaOH溶液溶解，如20～30%的 NaOH溶液能分解铝和铝合金，以及某些酸性氧化物（如As2O3）等； 而某些钨酸盐、磷酸锆和金属氮化物等，可以用浓的氢氧化物分解。 （2）碳酸盐分解法
H3PO4虽有很强的分解能力，但通常只用于单项测定，这是因为 H3PO4能与许多金属离子在酸性条件下生成难溶盐，而且H3PO4对矿物 的分解往往不够彻底。
H3PO4 + HF可分解硅酸盐，H3PO4＋H2O2可分解锰矿石。
注意：对玻璃腐蚀比较严重；单独使用 H3PO4分解试样的主要缺点是 不易控制温度，如果温度过高，时间过长，H3PO4会脱水并形成难溶的 焦磷酸盐沉淀，使实验失败。因此，H3PO4常与H2SO4等同时使用，既 可提高反应的温度条件，又可以防止焦磷酸盐沉淀析出。
①无机固体样品 ②有机固体样品
溶解法 熔融法 半熔法
干式灰化法 湿式消化法
微波辅助消解法
分析化学
试样分解基本要求 ① 试滴样定分分解析完法全概；述 ② 待测物质不损失； ③ 避免引入干扰杂质和待测物质。 ④ 分解试样最好与分离干扰元素相结合。
分析化学
第2章 分析试样的采集与制备
2.1 试样的采集 2.2 试样的制备 2.3 试样的分解 2.4 测定前的预处理
分析化学
2.1 试样的采集
试样的采集: 指从大批物料中采取少量样本作原始试样。
代表性: 其组成能代表全部物料平均组成。
2.1.1 固体试样
采样：
采样点（位置与单元 [个] 数 n ）
采样量 m
分析化学
碱溶法
碱金属的氢氧化物分解法，酸性或酸性氢氧化物，用稀氢氧化物 溶解。如钨酸盐、金属氧化物用氢氧化物溶解。 （1）NaOH溶解法
某些酸性或两性氧化物可以用稀NaOH溶液溶解，如20～30%的 NaOH溶液能分解铝和铝合金，以及某些酸性氧化物（如As2O3）等； 而某些钨酸盐、磷酸锆和金属氮化物等，可以用浓的氢氧化物分解。 （2）碳酸盐分解法
H3PO4虽有很强的分解能力，但通常只用于单项测定，这是因为 H3PO4能与许多金属离子在酸性条件下生成难溶盐，而且H3PO4对矿物 的分解往往不够彻底。
H3PO4 + HF可分解硅酸盐，H3PO4＋H2O2可分解锰矿石。
注意：对玻璃腐蚀比较严重；单独使用 H3PO4分解试样的主要缺点是 不易控制温度，如果温度过高，时间过长，H3PO4会脱水并形成难溶的 焦磷酸盐沉淀，使实验失败。因此，H3PO4常与H2SO4等同时使用，既 可提高反应的温度条件，又可以防止焦磷酸盐沉淀析出。
分析化学第2章分析试样的采集与制备
生物样品前处理
去除杂质、浓缩待测组分、提高检测灵敏度。
常见生物样品前处理方法
蛋白质沉淀法、液-液萃取法、固相萃取法等。
环境污染物监测中样品采集和保存
环境污染物样品采集原则：代表性、适时性、防止 污染。
环境污染物样品保存方法：冷藏、冷冻、加入保存 剂等。
常见环境污染物样品前处理方法：酸化、碱化、氧 化、还原等。
分析化学第2章分析试样的采 集与制备
目
CONTENCT
录
• 分析试样基本概念与重要性 • 固体试样的采集与制备 • 液体试样的采集与制备 • 气体试样的采集与制备 • 特殊类型试样的采集与制备 • 总结：提高分析试样质量的关键环
节
01
分析试样基本概念与重要性
分析试样定义及作用
定义
分析试样是指从大量物质中选取的一部分，用于进行化学分析的 代表性样品。
破碎和筛分技术
破碎
将大块固体试样破碎成小块，以便后 续处理和分析。常用破碎方法有颚式 破碎机、锤式破碎机等。
筛分
通过筛网将破碎后的固体试样按粒度 大小进行分离。常用筛分设备有振动 筛、旋转筛等。
干燥和保存措施
干燥
去除固体试样中的水分，以避免对分析结果产生影响。常用干燥方法有自然晾 干、烘干、红外线干燥等。
食品分析中样品前处理技巧
食品样品采集原则
01
代表性、适时性、防止污染。
食品样品前处理目的
02
去除干扰物质、提高检测灵敏度。
常见食品样品前处理方法
03
有机物破坏法、蒸馏法、溶剂提取法等。
06
总结：提高分析试样质量的关键环节
严格执行采样规范，确保代表性
01
02
03
去除杂质、浓缩待测组分、提高检测灵敏度。
常见生物样品前处理方法
蛋白质沉淀法、液-液萃取法、固相萃取法等。
环境污染物监测中样品采集和保存
环境污染物样品采集原则：代表性、适时性、防止 污染。
环境污染物样品保存方法：冷藏、冷冻、加入保存 剂等。
常见环境污染物样品前处理方法：酸化、碱化、氧 化、还原等。
分析化学第2章分析试样的采 集与制备
目
CONTENCT
录
• 分析试样基本概念与重要性 • 固体试样的采集与制备 • 液体试样的采集与制备 • 气体试样的采集与制备 • 特殊类型试样的采集与制备 • 总结：提高分析试样质量的关键环
节
01
分析试样基本概念与重要性
分析试样定义及作用
定义
分析试样是指从大量物质中选取的一部分，用于进行化学分析的 代表性样品。
破碎和筛分技术
破碎
将大块固体试样破碎成小块，以便后 续处理和分析。常用破碎方法有颚式 破碎机、锤式破碎机等。
筛分
通过筛网将破碎后的固体试样按粒度 大小进行分离。常用筛分设备有振动 筛、旋转筛等。
干燥和保存措施
干燥
去除固体试样中的水分，以避免对分析结果产生影响。常用干燥方法有自然晾 干、烘干、红外线干燥等。
食品分析中样品前处理技巧
食品样品采集原则
01
代表性、适时性、防止污染。
食品样品前处理目的
02
去除干扰物质、提高检测灵敏度。
常见食品样品前处理方法
03
有机物破坏法、蒸馏法、溶剂提取法等。
06
总结：提高分析试样质量的关键环节
严格执行采样规范，确保代表性
01
02
03
第2章-分析试样的采集与制备
分析试样的采集
（二）采样量（最小质量）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，可按切乔特采样公式：
Q≥Kd2
Q：保留样品的最小质量(kg) d：样品中最大颗粒直径(mm) K：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。
试样的制备
二、混合与缩分
将破碎后的试样的质量 逐步地减少。 通常采用四分法，即将过筛后的试样混匀，堆 为锥开拓后压为圆饼状，通过中心分为中等份， 弃去对角的两份。如此进行下去，一直到满足要 求为止。
试样的制备
保留 弃去 弃去 保留
混合
混合 缩分
保留 弃去 弃去 保留
缩分
§2-3
关键词：
溶解法 干式灰化法
例1.某物料取得8份试样，经分别处理后测得其
中硫酸钙量的标准偏差为0.22％，如果允许的
误差为0.20％，臵信度选定为95％，则在分析
同样的物料时，应选取多少个采样单元?
13
分析试样的采集
解:E＝0.20％，σ＝0.22％。
t n E
2
置信度为0.95，n＝∞时，查表得t＝l .96 则n＝(1.96×0.22／0.2)2=4.65 取n＝5，查表得t＝2.78，则n=9.35 取n＝9，查表得t＝2.31，则n=6.45 取n＝7，查表得t＝2.45，则 n＝7.26 计算的n值与设定的n＝7很接近， 所以采样单元数为7时可以满足题目要求。
分析试样的采集
冷冻干燥法 样品放在冷冻干燥室内，抽真空至1.3-6.5bar（1050mmHg),水变成冰，2-3天后冰全部升华 用于水样的浓缩，植物、动物血清和其它含有易挥发组分 的干燥。 NBS的果叶、牛肝、菠菜叶、松针、米粉、面粉、河 沉积物等标准物质用冷冻干燥技术，未发现易挥发的 As,Hg等损失，I有明显损失，Br在酸性溶液中有损失
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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。
.4.
.5.
采样单元数
若测量误差很小, 分析结果的误差主要是由采样引起的
整批物料中组分平均含量区间为:
m X t
n
m: 整批物料中组分平均E 含 量m ， X : 为试样中组分平均含量，
第02章 分析试样的采集与制备
2.1 试样的采集与预处理 2.2 试样的分解 2.3 测定前的预处理
.1.
2.1 分析试样的采集与预处理
试样的制备: 试样的采集和预处理 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。
解：
缩mQ分≥1次k（d剩筛网2余号目=）试0样.2筛为(孔m23m直0.)3径602.（5=筛网=2号目.1）206
(筛k孔g直) 径 (k(gm)m)
缩分3次剩3余试样为6.2720 0.538=0 2.5 (0k.1g77) ≥ 2.26
故应缩分316次0
3.36 2.00
100
0.149
120
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。
0.013 0.019 0.031
0.006 0.009 0.016
1.0 45.2 11.3 4.00 0.69 0.176 0.06采用的分析方法制定试样 的处理步骤。 可用“随机取样”和“缩分”, 防止污染要求更严格； 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（100g样品需 500ml乙醚）中，静止过夜，除去乙醚层，风干、 研磨成细而均匀的分析试样。
t: 与测定次数和置信度有关的统计量，
s: 各个试样单元含量标准偏差的估计值，n: 采样单元数
采样公式:
n
t
E
2
其中： E m X
分析结果准确度 E→n；
物料均匀度 σ→n； 单个样测定次数 t →n
.6.
Ⅰ固体试样制备
将原始样处理成分析试样，需要经过破碎和过筛，混合与 缩分。
(1)破碎、过筛 破碎分为粗碎、中碎和细碎甚至研磨，以便试样的粒度 小到能通过要求的筛孔。为了保证试样的代表性，每次破 碎过筛时，应将未通过筛孔的粗粒进一步破碎，直至全部 通过筛孔，决不可将粗颗粒弃去，因为它的化学成分可能 与细颗粒不同。
.15.
.16.
2.1.2 液体试样
✓特点：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；
6.72 4.52 3.36 1.13 2.00 0.40 0.83 0.069 0.42 0.018 0.25 0.006 0.177 0.003
最小质量/Kg
0.2
0.3
0.5
9.03 13.55 22.6
2.26 3.39 5.65
0.80 1.20 2.00
0.14 0.21 0.35
0.035 0.053 0.088
0.125
20
0.83
140
0.105
从样品的成本考4虑0 ，采集0量.42越少越节20约0 ； 0.074
从样品的代表性6考0 虑，不0能.25少于临界值 mQ ≥ kd 2
.13.
可按切乔特采样公式： Q≥Kd2
采集平均试样时的最小质量
筛号/目
3 6 10 20 40 60 80
筛孔直 径/mm K=0.1
.12.
计算举例：采样量，缩分次数
例：采集矿石样品，若试样的最大直径为10 mm， k =0.2
kg/mm2, 则应采集多少试样？
解： mQ ≥ kd 2 = 0.2 10 2 = 20 (kg) 例： 有一样品 mQ = 20 kg ， k =0.2 kg / mm2, 用6号
筛过筛, 问应缩分几次？
问题2：分到什么程度？ 一次破碎、过筛后，需要缩分几次？
平均试样采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关， 根据经验，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。
.7.
表2-2 标准筛的筛号及孔径大小
筛号①(网目) 3 6 10 20 40 60 80
筛孔直径②
/mm
6.72 3.36 2.00 0.83 0.42 0.25 0.177
筛号(网目) 100 120 140 200 230 270 325 筛孔直径/mm 0.149 0.125 0.074 0.074 0.063 0.053 0.042
① 筛孔（网目）指1英寸筛底长度内的筛孔数。 ② 筛孔直径按美国标准。
.8.
混合与缩分：目的是使粉碎后的试样逐步减小。 一般采用四分法。
1. 四分法怎么操作？ 2. 要分到什么程度为止？
.9.
缩分－四分法取样
即先堆成锥形， 再压成台形，从 锥心四等分，去 掉对角二份后再 堆锥，直至附合。
图解
.10.
.11.
例：一铁矿石最大颗粒直径 d=10mm ，K=0.1 ，应 采原始最低质量 Q ， 粗碎——破碎或球磨机 中碎——盘式破碎机 细磨——过 100 ～ 200 目筛。 缩分至约 100 ～ 300g 均匀试样。缩分：常采用四分法。 一般：准确要求愈高，采样量愈大。物料愈不均 匀，采取量愈多。
.2.
根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采样。 根据状态: 气，固，液等（P24~27） 根据对象: 环境，矿物岩石，生物，金属与合金，食 品等
应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的 国家标准和各行业制定的标准。
例：铁合金化学分析用试样的采取和制备
(GB/T4010-1994)
.3.
2.1.1 固体试样 特点：试样多样化，不均匀试样应，选取不同部
.4.
.5.
采样单元数
若测量误差很小, 分析结果的误差主要是由采样引起的
整批物料中组分平均含量区间为:
m X t
n
m: 整批物料中组分平均E 含 量m ， X : 为试样中组分平均含量，
第02章 分析试样的采集与制备
2.1 试样的采集与预处理 2.2 试样的分解 2.3 测定前的预处理
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2.1 分析试样的采集与预处理
试样的制备: 试样的采集和预处理 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。
解：
缩mQ分≥1次k（d剩筛网2余号目=）试0样.2筛为(孔m23m直0.)3径602.（5=筛网=2号目.1）206
(筛k孔g直) 径 (k(gm)m)
缩分3次剩3余试样为6.2720 0.538=0 2.5 (0k.1g77) ≥ 2.26
故应缩分316次0
3.36 2.00
100
0.149
120
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。
0.013 0.019 0.031
0.006 0.009 0.016
1.0 45.2 11.3 4.00 0.69 0.176 0.06采用的分析方法制定试样 的处理步骤。 可用“随机取样”和“缩分”, 防止污染要求更严格； 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（100g样品需 500ml乙醚）中，静止过夜，除去乙醚层，风干、 研磨成细而均匀的分析试样。
t: 与测定次数和置信度有关的统计量，
s: 各个试样单元含量标准偏差的估计值，n: 采样单元数
采样公式:
n
t
E
2
其中： E m X
分析结果准确度 E→n；
物料均匀度 σ→n； 单个样测定次数 t →n
.6.
Ⅰ固体试样制备
将原始样处理成分析试样，需要经过破碎和过筛，混合与 缩分。
(1)破碎、过筛 破碎分为粗碎、中碎和细碎甚至研磨，以便试样的粒度 小到能通过要求的筛孔。为了保证试样的代表性，每次破 碎过筛时，应将未通过筛孔的粗粒进一步破碎，直至全部 通过筛孔，决不可将粗颗粒弃去，因为它的化学成分可能 与细颗粒不同。
.15.
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2.1.2 液体试样
✓特点：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；
6.72 4.52 3.36 1.13 2.00 0.40 0.83 0.069 0.42 0.018 0.25 0.006 0.177 0.003
最小质量/Kg
0.2
0.3
0.5
9.03 13.55 22.6
2.26 3.39 5.65
0.80 1.20 2.00
0.14 0.21 0.35
0.035 0.053 0.088
0.125
20
0.83
140
0.105
从样品的成本考4虑0 ，采集0量.42越少越节20约0 ； 0.074
从样品的代表性6考0 虑，不0能.25少于临界值 mQ ≥ kd 2
.13.
可按切乔特采样公式： Q≥Kd2
采集平均试样时的最小质量
筛号/目
3 6 10 20 40 60 80
筛孔直 径/mm K=0.1
.12.
计算举例：采样量，缩分次数
例：采集矿石样品，若试样的最大直径为10 mm， k =0.2
kg/mm2, 则应采集多少试样？
解： mQ ≥ kd 2 = 0.2 10 2 = 20 (kg) 例： 有一样品 mQ = 20 kg ， k =0.2 kg / mm2, 用6号
筛过筛, 问应缩分几次？
问题2：分到什么程度？ 一次破碎、过筛后，需要缩分几次？
平均试样采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关， 根据经验，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。
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表2-2 标准筛的筛号及孔径大小
筛号①(网目) 3 6 10 20 40 60 80
筛孔直径②
/mm
6.72 3.36 2.00 0.83 0.42 0.25 0.177
筛号(网目) 100 120 140 200 230 270 325 筛孔直径/mm 0.149 0.125 0.074 0.074 0.063 0.053 0.042
① 筛孔（网目）指1英寸筛底长度内的筛孔数。 ② 筛孔直径按美国标准。
.8.
混合与缩分：目的是使粉碎后的试样逐步减小。 一般采用四分法。
1. 四分法怎么操作？ 2. 要分到什么程度为止？
.9.
缩分－四分法取样
即先堆成锥形， 再压成台形，从 锥心四等分，去 掉对角二份后再 堆锥，直至附合。
图解
.10.
.11.
例：一铁矿石最大颗粒直径 d=10mm ，K=0.1 ，应 采原始最低质量 Q ， 粗碎——破碎或球磨机 中碎——盘式破碎机 细磨——过 100 ～ 200 目筛。 缩分至约 100 ～ 300g 均匀试样。缩分：常采用四分法。 一般：准确要求愈高，采样量愈大。物料愈不均 匀，采取量愈多。
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根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采样。 根据状态: 气，固，液等（P24~27） 根据对象: 环境，矿物岩石，生物，金属与合金，食 品等
应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的 国家标准和各行业制定的标准。
例：铁合金化学分析用试样的采取和制备
(GB/T4010-1994)
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2.1.1 固体试样 特点：试样多样化，不均匀试样应，选取不同部