第2章分析试样的采集与制备答案
第2章分析试样的采集与制备
采取的份数越多越有代表性。但是采样量 过大，会给后面的制样带来麻烦。
采样的数量应在能达到预期要求的前提下， 尽可能做到节省。
采样单元数与采样准确度、物料组成的不 均匀性（颗粒大小、分散程度）有关。
（一）固体试样
种类繁多、形态各异，试样的性质和均匀 程度差别很大。 组成不均匀：矿石、煤炭、废渣、土壤 组成相对较均匀：谷物、金属材料、化肥
标，防止待测成分逸散或带入杂质； 食品分析常在理化检验前或同时进行感官检
验，这时应在感官检验后再取样进行理化检验； 感官性质不同的样品，不可混在一起，应分
别包装，并注明其性质。
颚式破碎机
双辊破碎机
圆 盘 破 碎 机
标准筛的筛号及孔径的大小
筛号 （网目）
3 6 10 20 40 60
筛孔直径(mm)
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。
HClO4——最强酸，在浓（稀的无论在热或冷的条 件下都没有氧化性能）、热时具有强氧 化性及脱水性，分解能力很强：含铬的 合金及矿石
第二章 试样的采取、制备和分解
§2—1 试样的采集
1、采样数量
数量要求：
1）至少满足三次重复检测的需要；2）有需要时必 须满足备考样品的需要；3）满足样品制备的需要。 数量过多——造成浪费 数量过少——不能满足代表性要求
在满足需要的前提下，样品数量越少越好。一般根 据经验公式计算最低采样量。
§2—1 试样的采集
四、采样记录和样品保存
采样时应记录被采物料的状况和采样操作， 如物料的名称、来源、编号、数量、包装情 况、存放环境、采样部位、所采样品数量、 采样日期、采样人等。 样品采集好后应包装，贴上标签，送至制样 室，如不能及时分析，一般只能存放6个月， 特殊样品另当别论。
冷冻干燥法 样品放在冷冻干燥室内，抽真空至 1.3-6.5bar（10-50mmHg),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。
0.2
9.03 2.26 0.80
0.3
13.55 3.39 1.20
0.5
22.6 5.65 2.00
1.0
45.2 11.3 4.00
20
40 60 80
0.83
0.42 0.25 0.177
0.069
0.018 0.006 0.003
0.14
0.035 0.013 0.006
0.21
0.053 0.019 0.0将表面刮去0.1m，深入0.3m 挖取一 个子样的物料量，每个子样的最小质量不小于5kg。最后合并 所采集的子样。
工业分析(理论篇)第2章 试样的采取、制备和分解
2.2.2液体物料试样的采取
1.采样工具 （3）采样瓶 ①玻璃（或铜制）采样瓶：一般为500mL玻璃瓶，适用于贮 罐、槽车采样，玻璃采样瓶套上加重铅锤，以便沉入液体物料 的较深部位。 ②可卸式采样瓶 加重型采样瓶、底阀型采样器等，液化气的采样常用采样钢 瓶和金属杜瓦瓶。
玻 璃 采 样 瓶
铜 制 采 样 瓶
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2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （2）运输工具中采样
常用的运输工具是火车车皮或汽车等，发货单位 在物料装车后，应立即采样，而用货单位除采用发 货单位提供的样品外，还要根据需要布点采样。常 用的布点方法为斜线三点法和斜线五点法。子样要 分布在车皮对角线上，首末两点距车角各1m，其 余各点均匀分布于首、末两子样点之间。
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2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （4）工业制品中采样
工业制品常见的有袋装和罐装，袋装有纸袋、布 袋、麻袋和纤维织袋；
罐装有木质、塑料和铁皮等制成的罐或桶。 一般采用的采样工具为采样探子，确定子样数目 和每个子样的采集量后，即可进行采样。
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2.2.2液体物料试样的采取
1.采样工具
还有18方块法、棋盘法、蛇形法、对角线法等。
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2.2.1.固体物料试样的采取
斜线三点法
斜线五点法
18方块法
棋盘法
蛇形法
对角线法
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2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （3）物料堆中采样 根据物料堆的大小、物料的均匀程度和发货单位 提供的基本信息等，核算应采集的子样数目及采集 量，然后布点采样。 先将表层0.2m厚的部分用铲子除去，再以地面 为起点，每间隔0.5m高处划一横线，每隔1～2m向 地面划垂线，横线与垂线交点即为采样点。
分析化学第2-3章部分习题答案
第2章分析试样的采集与制备1．某种物料，如各个采样单元间标准偏差的估计值为％，允许的误差为％，测定8次，置信水平选定为90%，则采样单元数应为多少?解：f=7 P=90% 查表可知t=2．某物料取得8份试样，经分别处理后测得其中硫酸钙量分别为％、％、％、％、％、％、％、％，求各个采样单元间的标准偏差．如果允许的误差为％，置信水平选定为95％，则在分析同样的物料时，应选取多少个采样单元？解：f=7 P=85% 查表可知 t=4．已知铅锌矿的K值为，若矿石的最大颗粒直径为30 mm，问最少应采取试样多少千克才有代表性?解：5．采取锰矿试样15 kg，经粉碎后矿石的最大颗粒直径为2 mm，设K值为，问可缩分至多少克？解：设缩分n次，则，，解得，所以n=3 ，m =第3章分析化学中的误差与数据处理1．根据有效数字运算规则，计算下列算式：(1)+ (2)(3) (4) pH=，求[H+]=?解：a. 原式=+ b. 原式=××21×=c. 原式=d. [H+]==( mol/L )3．设某痕量组分按下式计算分析结果：，A为测量值，C为空白值，m为试样质量。
已知s A =sC=，s m=，A=，C=，m=，求s x。
解：且故5. 反复称量一个质量为 1.0000g的物体，若标准偏差为，那么测得值为1.0008g的概率为多少？解：由故有，即，查表得 P=%7．要使在置信度为95％时平均值的置信区间不超过±s，问至少应平行测定几次?解：查表，得：9. 测定黄铁矿中硫的质量分数，六次测定结果分别为%, %, %, %, %, %，计算置信水平95%时总体平均值的置信区间。
解：=%置信度为95%时：11.下列两组实验数据的精密度有无显著性差异(置信度90％)?A：，，，，，，B：，，，，，解：a.故b.故所以查表得>13．用两种不同分析方法对矿石中铁的质量分数进行分析，得到两组数据如下：s n 方法1 ％％ 11 ，方法2 ％％ 11a．置信度为90％时，两组数据的标准偏差是否存在显著性差异?b．在置信度分别为90％，95％及99％时，两组分析结果的平均值是否存在显著性差异?解：(a)=，=0.00122 F==<F= ，所以两组数据的标准偏差无显著性差异。
分析化学第2-3章部分习题标准答案
第2章 分析试样的采集与制备1．某种物料,如各个采样单元间标准偏差的估计值为０.61％，允许的误差为０.4８%，测定８次，置信水平选定为90%，则采样单元数应为多少?解:ｆ=７ P=9０% 查表可知t=1.9０ 221.900.61()() 5.860.48t n E σ⨯===≈ 2．某物料取得８份试样,经分别处理后测得其中硫酸钙量分别为81．65％、8１．48％、81.３4％、8１.４0%、８0.9８％、81.０8％、81.17%、81.24%，求各个采样单元间的标准偏差．如果允许的误差为0.20％,置信水平选定为９５％，则在分析同样的物料时，应选取多少个采样单元?解:f=7 P=85％ 查表可知 t=2．３6222.360.13()() 2.430.20t n E σ⨯===≈４.已知铅锌矿的K 值为０.1，若矿石的最大颗粒直径为30 m ｍ，问最少应采取试样多少千克才有代表性？解:220.13090()Q Kd kg ≥=⨯= ５.采取锰矿试样15 kg ，经粉碎后矿石的最大颗粒直径为2 mm,设K 值为0.3，问可缩分至多少克?解:220.32 1.2()Q Kd kg ≥=⨯= 设缩分n 次，则1() 1.2()2n Q kg ⨯≥, 115() 1.2()2n kg ⨯≥, 1ln15ln ln1.22n +≥解得 3.6n ≤,所以n ＝3 ,m =3115() 1.875()2kg ⨯=第3章 分析化学中的误差与数据处理1．根据有效数字运算规则,计算下列算式:(１）19.4６9+１．53７-0.038６+2.５4 (2) 3.6０.032３２0.５9 2.12345(3）10000000.11245.0)32.100.24(00.45⨯⨯-⨯ （４) pH ＝0.06，求［Ｈ+]=?解：ａ. 原式＝１9．4７+1.54-0.04+2.５4=23.５1 b. 原式=3.6×0．0３2×2１×2.1=5.1c. 原式＝45.0022.680.1245=0.12711.0001000⨯⨯⨯d. ［H +]=10-0.0６=0．87（ m ｏｌ／L )3．设某痕量组分按下式计算分析结果:m C A -=χ,A 为测量值，Ｃ为空白值,m为试样质量。
第2章分析试样的采集与制备答案
第2章分析试样的采集与制备思考题1. 为了探讨某江河地段底泥中工业污染物的聚集情况，某单位于不同地段采集足够量的原始平均试样，混匀后，取部分试样送交分析部门。
分析人员称取一定量试样，经处理后，用不同方法测定其中有害化学成分的含量。
试问这样做对不对？为什么？答：采集的原始平均试样混匀后，取部分试样送交分析部门。
样品不具代表性。
采集的原始平均试样混匀后，还须研磨、过筛、缩分，才能使送交分析部门试样代表所采集样品的平均化学成分。
2. 分解无机试样和有机试样的主要区别有那些？答：分解无机试样最常用的方法是溶解法和熔融法；测定有机试样中的无机元素时，则通常采用干式灰化（高温分解和氧瓶燃烧法）和湿式消化法分解试样。
主要区别有：1．分解无机试样的熔融法和分解有机试样的干式灰化法虽然都是在高温进行的，但其作用不同，且熔融法需要溶剂。
熔融法是借助高温使试样与熔剂熔融以形成能水溶或酸溶的形态；而干式灰化法是借助高温使有机试样燃烧以消除有机物的干扰，燃烧后留下的残渣可用酸提取。
2．分解无机试样的溶解法和分解有机试样的湿式消化法虽有相似之处，但所用溶剂和其作用也不同。
湿式消化法采用HNO3或HNO3与H2SO4、HNO3与HClO4混酸作溶剂，利用HNO3的氧化性破坏有机物以消除其干扰；溶解法使用的溶剂有水、酸、碱或各种混酸，依据试样的性质和待测元素选择适当的溶剂，以使试样成为水溶的形态。
3．分解无机试样和有机试样的主要区别在于：无机试样的分解时将待测物转化为离子，而有机试样的分解主要是破坏有机物，将其中的卤素，硫，磷及金属元素等元素转化为离子。
3. 欲测定锌合金中Fe, Ni, Mg的含量，应采用什么溶剂溶解试样？答：应采用NaOH溶液溶解试样。
因为NaOH与Fe, Ni, Mg形成氢氧化物沉淀，可与锌基体分离。
4. 欲测定硅酸盐中SiO2的含量；硅酸盐中Fe, Al, Ca, Mg, Ti的含量。
应分别选用什么方法分解试样？答：测定硅酸盐中SiO2的含量，用KOH熔融分解试样；测定硅酸盐中Fe, Al, Ca, Mg, Ti的含量，用HF-HClO4-H2SO4混酸作溶剂分解试样。
分析化学第2章分析试样的采集与制备
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；而要测定试样中微量的金属元素时，那么宜选用 塑料取样器，以减少容器吸附和产生微量待测组分的影 响。
液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其进行测试。 不能立即测试，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。
保存措施有：控制溶液的pH值、参加化学稳定试剂、冷藏和 冷冻、避光和密封等。 采取这些措施旨在减缓生物作用、化 合物或配合物的水解、氧化复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。
气体试样
气体试样的采样方法： A.用泵将气体充入取样容器，然后密封。 B.采用装有固体吸附剂或过滤器的装置收集。固体吸附剂用于
应按照一定的原那么、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
2.1.1 固体试样
固体物料的成分分布不均，需要按照一定方式选取不同点 进行采样，以获得有代表性的试样。
采样点的选择方法：
随机采样法
系统采样法
判断采样法 采样的数目与采样的准确度要求、物料组成的不均匀性和颗 粒大小、分散程度有关。
采样方法
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：翻开取样管旋塞即可取样。假设为负压，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， 或与气体工作站连接检测
分析化学第2章分析试样的采集与制备
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
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第2章分析试样的采集与制备答案
1.答：不对。
按该法测出的结果是整个河道有害化学成分的含量，不能反映染物聚集情况，即分布情况，应将试样分河段进行分析。
2.答：分解无机试样通常采用溶解法和熔融法，将试样的组分溶解到溶剂中。
对于有机试样来说，通常采用干式灰化法或湿式消化法。
前者是将试样置于马弗炉中加高温分解，有机物燃烧后留下的机残渣以酸提取后制备成分析试液。
湿式消化法使用硝酸和硫酸混合物作为溶剂与试样一同加热煮解，对于含有易形成挥发性化合物（如氮、砷、汞等）的试样，一般采用蒸馏法分解。
3.答：用HCl 或NaOH 溶解。
后者可将Fe ，Ni ，Mg 形成氢氧化物沉淀，可与锌基体分离，但溶解速度较慢。
4.答：测定硅酸盐中SiO 2的含量，用KOH 熔融分解试样；测定硅酸盐中Fe ，Al ，Ca ，Mg ，Ti 的含量，用HF-HClO 4-H 2SO 2混酸作溶剂分解试样。
5.答：不对。
因为镍币表层和内层的铜和银含量不同。
只溶解表层部分镍币制备试液，测其含量，所得结果不能代表整个镍币中的铜和银含量。
6.答：锡青铜：HNO3；高钨钢：H3PO4；纯铝：HCl ；镍币：HNO3；玻璃：HF 。
7.答：铬铁矿：Na 2O 2熔剂，铁、银、刚玉坩埚
金红石：酸性熔剂，石英或铂坩埚
锡石：酸性熔剂，石英或铂坩埚
陶瓷：碱性熔剂，铁、银、刚玉坩埚
8.解：f =7，P =90%查表可知t =1.90
221.900.61(( 5.860.48
t n E σ×===≈9.解：f =7，P =95%查表可知t =2.36
84.7%20.0%23.036.22
≈=⎟⎠
⎞⎜⎝⎛×=n 10.解：先假设采样单元数为∞，P =90%查表可知t =1.64
221 1.640.40% 4.850.30%t n E σ×⎛⎞⎛⎞===≈⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠n =6时，查表t =2.02，则
2
2 2.020.40%7.380.30%n ×⎛⎞==≈⎜⎟⎝⎠n =7时，查表t =1.94，则
2
3 1.940.40% 6.770.30%n ×⎛⎞==≈⎜⎟⎝⎠n =8时，查表t =1.90，则
2
4 1.900.40% 6.470.30%n ×⎛⎞==≈⎜⎟⎝⎠
故采样时的基本单元数为7。
11.解：220.13090()
Q Kd kg ≥=×=12.解：220.32 1.2()
Q Kd kg ≥=×=设缩分n 次，则
1() 1.2()2
n Q kg ×≥115() 1.2()2n kg ×≥1ln15ln ln1.22n +≥解得 3.6n ≤，所以n=3
3115 1.875()2m kg ⎛⎞=×=⎜⎟⎝⎠
13.解：测各成分在烘干土中的质量分数，相当于各成分增加100 1.055100 5.23=−倍，故各成分在烘干土中的质量分数分别为：
烧失量16.35%×1.055=17.25%
SiO 2：37.92%×1.055=40.01%
Al 2O 3：25.91%×1.055=27.34%
Fe 2O 3：9.12%×1.055=9.62%
CaO ：3.24%×1.055=3.42%
MgO ：1.21%×1.055=1.28%
K 2O+Na 2O ：1.02%×1.055=1.07%。