化验分析的一般知识及基本操作

第二节 试样的分解
常用溶剂和选用坩埚材料表
溶剂 无水碳酸钠（碳酸钾） 6份无水碳酸钠+0.5份硝酸钾 2份无水碳酸钠+1份氧化镁
坩埚 铂 铁 镍 瓷 石英 银
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1份无水碳酸钠+2份氧化镁
2份无水碳酸钠+1份氧化锌 过氧化钠 1份无水碳酸钠+1份研细的结晶硫磺 硫酸氢钾 氢氧化钠（钾） 1份氟氢化钾+10份焦硫酸钾
第一节 试样的采取与制备
a、水样采集基本操作：①采样瓶要干净，采样前应 用水样冲洗样瓶至少3次。 ②采样时要留有空隙，以防水温改变时瓶塞被挤 ③池、江、河采样时，用系绳的采样瓶沉入一定深 度采样（20-50cm），按照几个不同深度点采平均 试样。如湖面较宽，应该在不同的断面分取几个 水样。
④工业废水采样：根据性质、排放情况及分析项目 要求，采用间隔式平均采样、平均取样或比例取 样、瞬间采样、单独采样四种方法。
用的，具体应视实际情况，考虑各种因素选择适当
的方法。
第二节 试样的分解
6、溶解和分解过程中误差来源
• ①以飞沫形式或挥发引起的损失
• 当溶解伴有气体释放除或者溶解是在沸点温度下进
行时，盖上表面皿可大大减少损失。熔融分解或溶
液蒸发时盐类沿坩埚壁蠕升时另一误差的来源，应 尽可能均匀地、最好在油浴或沙浴上加热坩埚，或 者有时采用不同材料的坩埚可以避免出现这种现象 。
第一节 试样的采取与制备
⑤水样的保存方法： ·控制水样PH值：测定金属元素的水样常用硝酸酸化至 PH=1~2；测定氰化物的水样要用NaOH调至PH=12。 ·加生物抑制剂：测氨氮、硝酸盐氮、COD时，可向水中加 入氯化汞。 ·加入氧化剂：测定痕量汞，为防止汞被还原，加入硝酸重铬酸钾溶液。 ·加入还原剂：含余氯的水样能氧化氰离子，使烃类酚类产 生衍生物，加入硫代硫酸钠还原以排除氯的干扰。 ·加入沉淀剂：水中含有各种水溶性硫化物时，易分解成硫 化氢挥发掉，采样后加入适量的醋酸锌，可使硫化物固定 下来。
第一节 试样的采取与制备
3、采样原则
• 第一：采集的样品具有代表性
• 第二：采样过程中要设法保持原有的理化指标， 防止成分逸散或带入杂质。
第一节 试样的采取与制备
4、组成比较均匀的试样的采取和制备：一般来说， 金属试样、水样以及某些较为均匀的化工产品等
组成较为均匀，任意采取一部分或稍加混合后取
一部分，即为具有代表性的分析试样。
第二节 试样的分解
4、碱熔法 • 酸性试样如酸性氧化物（硅酸盐、粘土）、酸性 炉渣、酸不溶残渣等、均可采用碱熔法。常用的 碱性熔剂有Na2CO3(熔点853℃ )、K2CO3(熔点 903℃ ) ，NaOH (熔点318℃ ) ，KOH (熔点 404℃ ),Na2O2(熔点460℃ ), 和它们的混合熔剂 。 • 坩埚材料的选择见下表。
第二节 试样的分解
注意事项 • 盐酸：浓盐酸沸点为108℃，使用中溶解温度最 好低于80℃，以免试样分解不完全。
• 硫酸：硫酸钙溶解度较低，故硫酸不适用于溶解 钙为主要组分的那些物质。
• 高氯酸：浓的酸(60%~72%)热时时强氧化剂。纯 高氯酸是极其危险的氧化剂，防止时将爆炸。因 而决不能使用。热的高氯酸几乎和所有金属其反 应（除金和一些铂系金属外）
第二节 试样的分解
思考题
• 用Na2CO3熔融硅酸盐样品时，应选用什么
材料的坩埚？为什么？
第三节 重量分析的基本操作
定义：重量分析法是一种采用适当的方法将被测组 分从试样中分离出来，经过准确称量来确定待测 组分含量的分析方法。
第三节 重量分析的基本操作
重量分析的基本步骤
第三节 重量分析的基本操作
第二节 试样的分解
• ④空白值 在使用溶剂和熔剂时，必须考虑到会有较大空白 值。不干净的器皿常是误差的主要来源。如坩埚中 留有以前测定的，已熔融或已成为合金的残渣，在 随后分析中，可能会析出。在使用聚四氟乙烯坩埚 消解试样时注意做个空白，看器皿是否洁净。 另外，试样与容器反应也会改变空白值，在大多 数情况下，小心选择容器材料能够减少或消除空白 值。
第一节 试样的采取与制备
b、化工产品：组成比较均匀的化工产品可以任意取
一部分为分析试样。 ①储存大容器：可能因相对密度不同而影响其均匀 程度，可再上、中、下不同高度处各取部分试样 ，然后混均。然后再从各件中采取部分试样，混 均即成分样试样。
第一节 试样的采取与制备
②储存多个小容器：物料分装总单元数（N）
第一节 试样的采取与制备
一般来说，气体和液体的组成分布比较均匀， 只要采取其中的一部分就具有足够的代表性。因 此他们的采样比较渐变。对于固试样而言，他们 的组成分布有比较均匀的，有的很不均匀。因此 它们的采样及其制备就要复杂些。 如果化验项目的变异度有随机性和周期性，采 样时间也应重视，不应固定在某一时间上，而要 在不通风时间采集相同数目的样品。
第二节 试样的分解
• ③泡沫的消除 在蒸发液体或湿法氧化分解试样，特别是生物试 样时，有时会遇到起沫的问题。解决方法是将试样 在浓硝酸中静置过夜，有时在湿法化学分解之前， 在300~400℃下将有机物预先灰化对消除泡沫十分有 效。防止起沫的更常用方法是加入化学添加剂，如 脂族醇，有时也可以用硅酮油。
第二节 试样的分解
2、碱溶法 • 一般用20%~30%NaOH溶液作溶剂，主要溶解金 属铝及铝、锌等有色合金。 2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2
第二节 试样的分解
二、熔融法 • 试样不能溶解或者溶解不完全时，则考虑用熔融 法。熔融分解是利用酸性或碱性熔剂与试样混合 ，在高温下进行复分解反应，将试样中的全部组 分转化为易溶于水或酸的化合物（如钠盐、钾盐 、硫酸盐及氯化物等）。 • 熔融法分酸熔法或碱熔法两种
第一节 试样的采取与制备
5、 组成很不均匀的试样的采取和制备
对一些颗粒大小不均匀，成分混杂不齐，组成极不 均匀的试样，如矿石、煤炭、土壤等，选取具有 代表性的均匀试样是一项较为复杂的操作。为了 使采取的试样具有代表性，必须按一定的程序， 自物料的各个不同部位，取出一定数量大小不同 的颗粒。经破碎、过筛、混匀、缩分等步骤制备 可供分析化验用的具有代表性的均匀试样。常用 的手工缩分法是“四分法”。
第二节 试样的分解
b、湿法
通常用硫酸和硝酸混合酸处理试样。在加热 的条件下，试样中的有机物被氧化成二氧化碳 和水而除去，金属元素则转变为硝酸盐或硫酸 盐，非金属元素则转变为相应的阴离子。
第二节 试样的分解
分解试样必须考虑到试样中待测组分的性质，一 般一个试样经分解后可测定其中几种待测组分，但 是有时同一试样中几种待测组分必须采用不同的分 解方法，但实际工作中，各种分解法经常是配合使
何为“四分法”？
• 缩分方法常用“四分法”，具 体操作为：先把经过粉碎之后 的试样混匀，堆成圆锥形，然 后略压平，通过中心分为四等 分，先把任意相对两份弃取， 其余两份收集在一起混匀。这 样缩分一次。可连续把进行缩 分直至所剩试样略大于或等于 采取使用的最低重量为止。然 后再进行粉碎、缩分、最后制 备成若干份分析试样，装入瓶 中，贴上标签供分析用。
第三章化验分析的一般知识 及基本操作
主讲人：马慧玲
试样的采取与制备 试样的分解 重量分析基本操作 容量分析基本操作
目 录
CONTENTS
第一节 试样的采取与制备
• 物质的一般分析步骤：采样—称样—试样分解—
分析方法的选择—干扰杂质的分离—分析测定—
结果计算。
• 1、 采样的重要性：要化验的物料有的组成比较
a、干法 • 1、定温灰化法：将有机试样置坩埚中，加入一些添 加剂，在电炉上炭化，然后移入高温炉中500~550℃ 灰化2~4h , 将灰白色残渣冷却后,用(1+1)HCL 或 HNO3溶解,进行测定。此法适用于测定有机化合物中 含的铜、铅、锌、铁、钙、镁等。 • 2、氧瓶燃烧法：将有机药物在充满氧气的燃烧瓶中 进行燃烧，待燃烧产物被吸入吸收液后，再采用适 宜的分析方法来检查或测定卤素或硫等元素的含量 。
第二节 试样的分解
1、选择溶剂的基本原则
一般说来，酸性试样采用碱性溶剂，碱性试样
采用酸性溶剂，氧化性试样采用还原性溶剂，还
原性试样采用氧化性溶剂（也有例外）
第二节 试样的分解
2、几种熔剂 • 氢氧化钠（钾）：碱金属氢氧化物熔点较低（ 328℃）熔融可在比碳酸盐低得多的温度下进行。 对硅酸盐（如灰分、玻璃等），特别是对硅酸盐熔 融十分有效。此外，还可用来分解铝及硼矿物和许 多氢化物、磷酸盐及氟化物。 • 碳酸盐：缺点是一些金属会挥发失去——汞全部挥 发，碘在很大程度上失去，氟氯溴损失较小。 • 焦硫酸钾（钠）：熔融时温度不应太高，持续的时 间也不应太长。
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+ + +ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ-
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硼酸酐（熔融、研细）
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第二节 试样的分解
5、有机物质的分解 当试样中含有有机物或欲测有机物中的无机元素 时，有机物的存在往往有严重的干扰，必须把有机 物分解，分解的方法有湿法（包括定温灰化法）和 干法两种。
第二节 试样的分解
均匀，有的组成很不均匀。因此，采样必须具有
代表性，分析结果才能代表全部物料的平均组成。
一般地说，采样误差往往大于分析误差。
第一节 试样的采取与制备
• 2、采样的方法：试样的采集制备工作是指从大批 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和制备 方法。 • 按照组成分为较均匀和不均匀两种。
第二节 试样的分解
3、酸熔法 • 常用的酸性熔剂有焦硫酸钾（K2S2O7熔点419℃ ）和硫酸氢钾（KHSO4 熔点219℃）。硫酸氢钾 灼烧后失去水分，亦生成焦硫酸钾 • 2KHSO4 == K2S2O7 +H2O • 所以，两者的作用是相同的。熔融后，将熔块冷 却，加少量酸后用水浸出，以免某些易水解元素 发生水解而产生沉淀。 • 常用来分解铁、铝、钛、锆、铌的氧化物类矿。 熔融温度不宜超过500℃，时间不宜太长，否则 会有SO3大量挥发出来。
中随机抽取（S）件数量的确定方法。 ·当总物料单元数小于500时，按pg68中表 3-1确定采样单元数。 ·当总物料单元数大于500时，按以下公式 确定：
S = 3* 3 N
第一节 试样的采取与制备
例题：有一批化肥，总共有600袋，则采样 单元数应该为多少袋？
答： S 3* 3 600 = 25.3, 应取26袋
外，测定有机物中的无机元素时，首先要除去有 机物。
第二节 试样的分解
一、溶解法 • 1、酸溶法 • 酸溶法是利用酸的酸性、氧化还原性和配合性使 试样中被测组分转入溶液。钢铁、合金、有色金 属、纯金属、碳酸盐类矿物、部分硫化物、氧化 物和磷酸盐类矿物，可采用此法。常用作溶剂的 酸有盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸、氢氟酸 ，以及他们的混合酸等。 • 由于酸较易提纯，过量的酸也较易除去（磷酸除 外）。分解时不会引进除氢离子外的阳离子，操 作简单，试样温度低，对容器腐蚀性小等优点， 应用较广。
第二节 试样的分解
分解要求：完全，避免被测组分损失和引入其他物 质干扰测定组分。
第二节 试样的分解
根据分解试样所用的试剂不同，分解方法大致可分 为溶解和熔融两种： • 溶解就是将试样溶解于水、酸、碱或其它溶剂中 • 熔融就是将试样与固体熔剂混合，在高温下加热
，使待测组分转变为可溶于水或酸的化合物。另
1、沉淀 • 如何进行沉淀操作？ 答：重量分析对沉淀的要求是尽可能地完全和纯净 ，为了达到这个要求，应该按照沉淀的不同类型 选择不同的沉淀条件，如沉淀时溶液的体积、温 度，加入沉淀剂的浓度、数量、加入速度、搅拌 速度、放置时间等等。 • 如何检验沉淀是否完全？ 答：待沉淀下沉后，在上层清液中岩壁加入一滴沉 淀剂，观察滴落处是否出现浑浊，无浑浊说明沉 淀完全，如出现浑浊。应补加城奠基，直至两次 检查时上层清液不再出现浑浊为止。
第二节 试样的分解
• ②吸附引起的损失 在绝大多数情况下，溶质损失的相对量随着浓度 的减少而增加。在所有吸附过程中，吸附表面的性 质起着决定性作用。不同容器其吸附作用显著不同 ，而且吸附顺序随不同物质而异。 容器彻底清洗能显著减弱吸附作用，除去表面油 脂，则表面吸附大为减少。一般说来，阴离子吸附 程度较少。在许多情况下，将溶液酸化足以防止无 机阳离子吸附在玻璃或石英上。例如金属试样采用 稀酸配置溶液