第二章+地球化学样品的前处理
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第二章分析试样的采取和预处理资料
分析化学
第二章 分析测试的采样及预处理
第一节 分析试样的采取与制备
采集试样的原则：分析试样的组成必须能代表整体物料 （原始试样）的平均组成。
最初试样（原始试样）与最终试样（分析试样）
之间质量一般相差较大
原始试样多种多样（有机、无机、生物、环境） 原始试样存在形式多种多样（气态、液体、固
3. 固体试样制备
试样的制备：破碎、过筛、混匀和缩分
5
对于堆放的矿产品，从不同的部位和深度选取多个 取样点进行取样，混合后进行分析试样的制备。
m : 采样的最低质量(kg ) d : 试样的最大颗粒直径(mm)
四分法
m Kd
a
注意点： 1. 采样及缩分均要符合采样公式(M≥m) 2. 必须保证所有试样均过筛
13
2. 采样方法 直接采样 适用范围：待测组分含量较高、或检测方法较灵敏 采样工具：注射器、塑料袋、采样管等 浓缩采样 适用范围：待测组分含量较低、或检测方法灵敏度 不高，检测结果为浓缩时间范围内的平均浓度 采样方式：溶液吸收法、固体滞留法、低温冷凝法
14
五．生物试样的采取和保存
试样范围：植物（花、叶、茎、根和种子等）；动物 的体液、毛发、肌肉、器官以及微生物等 分析组分：营养成分、农药残留；药物、代谢产物、 糖类、脂类、脂肪酸、维生素、辅酶、核苷酸、磷酸 酯类、固醇类、胺、酰胺、多肽、蛋白质、某些生物 大分子等 （一）植物试样的采样与制备
2. 采样时间
基本原则：根据分析目的安排采样时间
配方施肥土壤分析：收获后或播种施肥前 污染分析：随时采样 植物污染与土壤污染的关系分析：生长期、收获期
7
3. 采样深度 基本原则：根系分布层、采样点互不影响 根系位于耕作层：0~20cm 果树类：0~60cm 采样一般由下向上采集各层中部位置 4. 采样量 基本原则：多点样品混合分析，采样一般1Kg 5. 保存 基本原则：除了挥发份（挥发酚、氨氮、氰化物等） 测定外，均需风干试样
第二章 分析测试的采样及预处理
第一节 分析试样的采取与制备
采集试样的原则：分析试样的组成必须能代表整体物料 （原始试样）的平均组成。
最初试样（原始试样）与最终试样（分析试样）
之间质量一般相差较大
原始试样多种多样（有机、无机、生物、环境） 原始试样存在形式多种多样（气态、液体、固
3. 固体试样制备
试样的制备：破碎、过筛、混匀和缩分
5
对于堆放的矿产品，从不同的部位和深度选取多个 取样点进行取样，混合后进行分析试样的制备。
m : 采样的最低质量(kg ) d : 试样的最大颗粒直径(mm)
四分法
m Kd
a
注意点： 1. 采样及缩分均要符合采样公式(M≥m) 2. 必须保证所有试样均过筛
13
2. 采样方法 直接采样 适用范围：待测组分含量较高、或检测方法较灵敏 采样工具：注射器、塑料袋、采样管等 浓缩采样 适用范围：待测组分含量较低、或检测方法灵敏度 不高，检测结果为浓缩时间范围内的平均浓度 采样方式：溶液吸收法、固体滞留法、低温冷凝法
14
五．生物试样的采取和保存
试样范围：植物（花、叶、茎、根和种子等）；动物 的体液、毛发、肌肉、器官以及微生物等 分析组分：营养成分、农药残留；药物、代谢产物、 糖类、脂类、脂肪酸、维生素、辅酶、核苷酸、磷酸 酯类、固醇类、胺、酰胺、多肽、蛋白质、某些生物 大分子等 （一）植物试样的采样与制备
2. 采样时间
基本原则：根据分析目的安排采样时间
配方施肥土壤分析：收获后或播种施肥前 污染分析：随时采样 植物污染与土壤污染的关系分析：生长期、收获期
7
3. 采样深度 基本原则：根系分布层、采样点互不影响 根系位于耕作层：0~20cm 果树类：0~60cm 采样一般由下向上采集各层中部位置 4. 采样量 基本原则：多点样品混合分析，采样一般1Kg 5. 保存 基本原则：除了挥发份（挥发酚、氨氮、氰化物等） 测定外，均需风干试样
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
化学试验室基础：4.样品前处理技术
SPE柱和淋洗剂
不同规格的SPE柱
正相 (silica gel,almina,florisil,CN,NH2,Diol) 反相(C18, C8, C4, Phenyl) 离子交换(SAX, WAX, SCX, WCX)
SPE 柱预处理, 样品添加, 柱洗涤
SPE 柱
排放槽
收集瓶
馏份洗脱
SPE 柱
（9）生物样品水解、蛋白沉淀
（10）离心/过滤 （11)蒸发浓缩
（12）消解
2 重要性--以残留分析为例
2.1 需要检测痕量或超痕量残留水平。 2.2 待测样品污染源的未知性和样品种类的多样性 2.3 同时进行多残留检测。 2.4 结论：萃取、净化技术等样品前处理是残留分
析的关键。因而选择适当的样品处理方法或多种 手段联合使用，是成功完成样品分析的 基础。
固相微萃取(SPME)是九十年代兴起并迅速发 展的新型的、环境友好的样品前处理技术，无需 有机溶剂，操作简便。在一个简单过程中同时完 成了取样、萃取、富集和进样，是对液体样品中 痕量有机污染物萃取方面的重要贡献。
3.1 固相微萃取原理
吸附--在石英纤维萃取头外表面涂渍一层固定液。 遵循相似相溶原理，待测物在一定条件下被溶解 /吸附在固定液中，并在固定液和样品中介质中 达到平衡。涂层上吸附的待测物的量与样品中待 测物浓度线性相关。
样品分析过程中各程序所花费的时间
数据处理 27%
分析 6%
采样 6% 样品处理 61%
From: LC-GC Intl. Vol. 4, No. 2, 1991
标准曲线 9% 色谱柱 11%
色谱过程中的误差来源
仪器 8%
色谱 7%
积分 6%
进样 6%
不同规格的SPE柱
正相 (silica gel,almina,florisil,CN,NH2,Diol) 反相(C18, C8, C4, Phenyl) 离子交换(SAX, WAX, SCX, WCX)
SPE 柱预处理, 样品添加, 柱洗涤
SPE 柱
排放槽
收集瓶
馏份洗脱
SPE 柱
（9）生物样品水解、蛋白沉淀
（10）离心/过滤 （11)蒸发浓缩
（12）消解
2 重要性--以残留分析为例
2.1 需要检测痕量或超痕量残留水平。 2.2 待测样品污染源的未知性和样品种类的多样性 2.3 同时进行多残留检测。 2.4 结论：萃取、净化技术等样品前处理是残留分
析的关键。因而选择适当的样品处理方法或多种 手段联合使用，是成功完成样品分析的 基础。
固相微萃取(SPME)是九十年代兴起并迅速发 展的新型的、环境友好的样品前处理技术，无需 有机溶剂，操作简便。在一个简单过程中同时完 成了取样、萃取、富集和进样，是对液体样品中 痕量有机污染物萃取方面的重要贡献。
3.1 固相微萃取原理
吸附--在石英纤维萃取头外表面涂渍一层固定液。 遵循相似相溶原理，待测物在一定条件下被溶解 /吸附在固定液中，并在固定液和样品中介质中 达到平衡。涂层上吸附的待测物的量与样品中待 测物浓度线性相关。
样品分析过程中各程序所花费的时间
数据处理 27%
分析 6%
采样 6% 样品处理 61%
From: LC-GC Intl. Vol. 4, No. 2, 1991
标准曲线 9% 色谱柱 11%
色谱过程中的误差来源
仪器 8%
色谱 7%
积分 6%
进样 6%
你知道怎样进行样品前处理吗？帮你归纳两种方法
样品前处理要求1.样品是否要预处理，如何进行预处理，采样何种方法，应根据样品的性状、检验的要求和所用分析仪器的性能第方面加以考虑。
2.应尽量不用或少使用预处理，以便减少操作步骤，加快分析速度，也可减少预处理过程中带来的不利影响，如引入污染、待测物损失等。
3.分解法处理样品时，分解必须完全，不能造成被测组分的损失，待测组分的回收率应足够高。
4.样品不能被污染，不能引入待测组分和干扰测定的物质。
5.试剂的消耗应尽可能少，方法简便易行，速度快，对环境和人员污染少。
1. 高温灰化法高温灰化法是利用热能分解有机试样，使待测元素成可溶状态的处理方法。
其处理过程是准确是准确称取0.5～1.0g（有些试样要经过预处理），置于适宜的器皿中，最常用的是适宜的坩锅，如铂坩锅、石英坩锅、瓷坩锅、热解石墨坩锅等，然后置于电炉进行低温碳化，直至冒烟近尽。
再放入马弗炉中，由低温升至375～600℃左右（视样品而定），使试样完全灰化。
试样不同，灰化的温度和时间也不相同，冷却后，灰分用无机酸洗出，用去离子水稀释定容后，即可进行待测元素原子吸收法测定。
灰化法是有机试样最常用的方法之一，其优点：操作比较简单，适宜于大量试样的测定，处理过程中不需要加入其它试剂，可避免污染试样，但灰化法也存在明显的缺点：在灰化过程中，引起易挥发待测元素的挥发损失，待测元素沾壁及滞留在酸不溶性灰粒上的损失。
汞和硒等易挥发元素，灰化处理中挥发损失严重，不易采用。
As、B、Cd、Cr、Fe、Pb、P、V、Zn等元素在灰化过程中有一定程度的挥发损失。
Cu、Ni等形成某些有机复合物，在温度相对较低时，也会挥发。
非金属元素能形成多种多样化合物，易于挥发。
应特别指出的是，为克服灰化法的不足，在灰化前加入适量的助灰化剂，可减少挥发损失和粘壁损失。
常见的灰化剂有：MgO、Mg(NO3)2、HNO3、H2SO4等。
其中HNO3起氧化作用，加速有机物的破坏，因而可适当降低灰化温度，减少挥发损失。
化学取样方法和样品的前处理
始样品尽可能有代表性，也要满足分析项
目的特殊要求；取样量应满足样品的代表 性和分析项目的要求，也应考虑产品的数
量，取样量不得少于分析取样、复验和留 样备查的总量。
精选课件
12
• 取样的一般原则是：
• ①取样程序应使所取原始样品尽可能有代 表性，减少采样误差，特别是系统误差；
• ②也要满足分析项目的特殊要求；不同方 法可能处理手段不同，克服内外因的影响 因素也就不同。
• 1.3 所用采样器应清洁、干燥。
• 1.4 对易吸潮产品，采样时必须采取具体措施，以防止待 采物料受潮变质。
• 1.5 采样后的样品，应尽快按照产品的技术标准进行检验。
精选课件
23
6 取样的国标文献总结
• GB/T 619 化学试剂采样及验收规则 • 2 ）产品类型： 液、 固、气。
• 3） 盛样容器和采样器械
精选课件
20
6 取样的国标文献总结（通用）
• GB/T 3723 工业用化学产品采样安全通则 • GB/T 6678 化工产品采样总则 • GB/T 4650 工业用化学产品采样词汇 • GB/T 6679 固体化工产品采样通则 • GB/T 6680 液体化工产品采样通则 • GB/T 6681 气体化工产品采样通则 • GB/T 619 化学试剂采样及验收规则
精选课件
9
• 2.2 商业方面的目的
• 2.2.1 为了确定销售价格; • 2.2.2 为了验证是否符合合同的规定; • 2.2.3 为了保证产品销售质量满足用户的要求等。
• 2.3 安全方面的目的
• 2.3.1 为了确定物料是否安全或危险程度; • 2.3.2 为了分析发生事故的原因; • 2.3.3 为了按危险性进行物料的分类等。
目的特殊要求；取样量应满足样品的代表 性和分析项目的要求，也应考虑产品的数
量，取样量不得少于分析取样、复验和留 样备查的总量。
精选课件
12
• 取样的一般原则是：
• ①取样程序应使所取原始样品尽可能有代 表性，减少采样误差，特别是系统误差；
• ②也要满足分析项目的特殊要求；不同方 法可能处理手段不同，克服内外因的影响 因素也就不同。
• 1.3 所用采样器应清洁、干燥。
• 1.4 对易吸潮产品，采样时必须采取具体措施，以防止待 采物料受潮变质。
• 1.5 采样后的样品，应尽快按照产品的技术标准进行检验。
精选课件
23
6 取样的国标文献总结
• GB/T 619 化学试剂采样及验收规则 • 2 ）产品类型： 液、 固、气。
• 3） 盛样容器和采样器械
精选课件
20
6 取样的国标文献总结（通用）
• GB/T 3723 工业用化学产品采样安全通则 • GB/T 6678 化工产品采样总则 • GB/T 4650 工业用化学产品采样词汇 • GB/T 6679 固体化工产品采样通则 • GB/T 6680 液体化工产品采样通则 • GB/T 6681 气体化工产品采样通则 • GB/T 619 化学试剂采样及验收规则
精选课件
9
• 2.2 商业方面的目的
• 2.2.1 为了确定销售价格; • 2.2.2 为了验证是否符合合同的规定; • 2.2.3 为了保证产品销售质量满足用户的要求等。
• 2.3 安全方面的目的
• 2.3.1 为了确定物料是否安全或危险程度; • 2.3.2 为了分析发生事故的原因; • 2.3.3 为了按危险性进行物料的分类等。
分析化学教学 第二章分析试样的采取和预处理幻灯片PPT
浸泡液
上层水层
溶液
（I－）
过滤
残渣
加入
试剂
溶液
（I2）
萃取
分液
下层含碘单质的紫
色四氯化碳溶液
蒸馏
碘单质
凯式〔Kjeldahl〕定氮法实验原理 :
1.有机物中的氮在强热和CuSO4，浓H2SO4 作用下，
消化生成〔NH4〕2SO4
2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3 ，
收集于 H3BO3 溶液中。
微波法：绿色，速度快，准确度高
防止待测组分的损失； 防止引入干扰。
无机物： 水溶法
酸溶法〔HCl, HNO3, 王水〕
溶解法
碱溶法〔NaOH〕
酸熔法〔K2S2O7, KHSO4〕
试样的分解
熔融法
碱熔法〔Na2CO3, NaOH〕
有机物：无机元素：干式灰化法
〔马弗炉：400～700oC);湿式消解法
分析化学教学 第二章分析试样
的采取和预处理幻灯片PPT
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定量分析过程概述
定量分析的任务是准确测定物质中有关组分含量
定量分析
分析步骤
结果计算
准确
取样——处理试样——别离测定——计算结果
〔硫酸＋硝酸－加热煮解〕
关键溶解完全，不损失，不引入干扰物
别离及测定
根据组分性质、含量和对分析结果准确度要求选择
适宜的分析方法
沉淀
络合
掩蔽
分离
氧化还原
萃取
分离
色谱
上层水层
溶液
（I－）
过滤
残渣
加入
试剂
溶液
（I2）
萃取
分液
下层含碘单质的紫
色四氯化碳溶液
蒸馏
碘单质
凯式〔Kjeldahl〕定氮法实验原理 :
1.有机物中的氮在强热和CuSO4，浓H2SO4 作用下，
消化生成〔NH4〕2SO4
2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3 ，
收集于 H3BO3 溶液中。
微波法：绿色，速度快，准确度高
防止待测组分的损失； 防止引入干扰。
无机物： 水溶法
酸溶法〔HCl, HNO3, 王水〕
溶解法
碱溶法〔NaOH〕
酸熔法〔K2S2O7, KHSO4〕
试样的分解
熔融法
碱熔法〔Na2CO3, NaOH〕
有机物：无机元素：干式灰化法
〔马弗炉：400～700oC);湿式消解法
分析化学教学 第二章分析试样
的采取和预处理幻灯片PPT
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定量分析过程概述
定量分析的任务是准确测定物质中有关组分含量
定量分析
分析步骤
结果计算
准确
取样——处理试样——别离测定——计算结果
〔硫酸＋硝酸－加热煮解〕
关键溶解完全，不损失，不引入干扰物
别离及测定
根据组分性质、含量和对分析结果准确度要求选择
适宜的分析方法
沉淀
络合
掩蔽
分离
氧化还原
萃取
分离
色谱
2 第二章 采样、样品制备和预处理1-优质课件
手工：随机采样 连续：机械实施，人为误差倾向性小
国家标准《食品卫生检验方法理化部分总 则》（GB/T 500P.1）对采样过程提出了以下 要求 (对于非商品检验场合，也可供参考 )
1.采样必须注意生产日期、批号、代表性和均匀性（掺伪
食品和食物中毒样品除外）。采集的数量应能反映该食 品的卫生质量和满足检验项目对样品量的需要，一式三 份，供检验、复验、备查或仲裁，一般散装样品每份不 少于0.5kg。
制备方法因产品类型不同而异 。
如：粘稠不好混匀的液体，从包装内 上、中、下分别取样。
蔬菜的营养成分（全菜）要从茎、枝、 叶分别取，粉碎后，混匀。
测鱼头部分的成分就只取鱼头。
总之要根据测定的目的确定采样方 法。
液体、浆体或悬浮液体
摇匀，充分搅拌
互不相溶的液体(如油与水的混合物)
恰当的采 样技术
有助于
样品品质 的测定值
代 表
总体品质的准确 可靠的评估值
正确采样的意义
尽管一系列检验工作非常精密、 准确，但如果采取的样品不足以代表 全部物料的组成成分，则其检验结果 也将毫无价值，甚至得出错误结论， 造成重大经济损失以至误伤人命，酿 成大祸。
正确采样所需遵循的原则
代表性
7.罐头、瓶装食品或其他小包装食品，应根据批号随 机取样，同一批号取样件数，250g以上的包装不 得少于6个，250g以下的包装不得少于10个。
8.掺伪食品和食品中毒的样品采集，要具有典型性。
9.检验后样品的保存，一般样品在检验结束后，应保 留一个月以备需要时复检。易变质食品不予保留。 检验取样一般皆指取可食部分，以所检验的样品 计算。
备有争议时再作验证，但易变质食品不作保留。
采样的一般方法
国家标准《食品卫生检验方法理化部分总 则》（GB/T 500P.1）对采样过程提出了以下 要求 (对于非商品检验场合，也可供参考 )
1.采样必须注意生产日期、批号、代表性和均匀性（掺伪
食品和食物中毒样品除外）。采集的数量应能反映该食 品的卫生质量和满足检验项目对样品量的需要，一式三 份，供检验、复验、备查或仲裁，一般散装样品每份不 少于0.5kg。
制备方法因产品类型不同而异 。
如：粘稠不好混匀的液体，从包装内 上、中、下分别取样。
蔬菜的营养成分（全菜）要从茎、枝、 叶分别取，粉碎后，混匀。
测鱼头部分的成分就只取鱼头。
总之要根据测定的目的确定采样方 法。
液体、浆体或悬浮液体
摇匀，充分搅拌
互不相溶的液体(如油与水的混合物)
恰当的采 样技术
有助于
样品品质 的测定值
代 表
总体品质的准确 可靠的评估值
正确采样的意义
尽管一系列检验工作非常精密、 准确，但如果采取的样品不足以代表 全部物料的组成成分，则其检验结果 也将毫无价值，甚至得出错误结论， 造成重大经济损失以至误伤人命，酿 成大祸。
正确采样所需遵循的原则
代表性
7.罐头、瓶装食品或其他小包装食品，应根据批号随 机取样，同一批号取样件数，250g以上的包装不 得少于6个，250g以下的包装不得少于10个。
8.掺伪食品和食品中毒的样品采集，要具有典型性。
9.检验后样品的保存，一般样品在检验结束后，应保 留一个月以备需要时复检。易变质食品不予保留。 检验取样一般皆指取可食部分，以所检验的样品 计算。
备有争议时再作验证，但易变质食品不作保留。
采样的一般方法
第2章生物样品前处理
Anhui University of Technology and Science
第二章 生物样品前处理
Teaching and Rese
arch Section ·
Department of
Biochemical
Engineering
6
例子：植物组织中二磷酸核酮糖碳酸酶的提取
1. 步骤：
100g新鲜叶片→切成小片（打孔器、切片）→置入提取 液中（稳定酶活性）→PVPP预浸泡（不溶性聚乙烯聚吡咯烷 酮，可溶性PVP聚乙烯吡咯烷酮，）→间歇高速搅拌（充分接 触混匀）→纱布过滤→滤液加入PVPP重复轻搅（重复一 次）→离心去除PVPP→酶粗提液。
第二章 生物样品前处理
Teaching and Rese
arch Section ·
Department of
Biochemical
Engineering
14
特点：
•破碎过程产生热能，要注意热交换，温度控制——夹 套冷却，实验室预冷器皿； •适用于绝大多数微生物细胞的破碎 •高破碎率，但难以实现固液分离，浆状
现代生化分离技术
Separation Methods in Biochemistry
赵世光
第二章 生物样品前处理
Anhui University of Technology and Science
第二章 生物样品前处理
Teaching and Rese
arch Section ·
Department of
•非机械法：酶溶法、化学渗透法、冻融法、干燥法等；
Anhui University of Technology and Science
第二章 生物样品前处理
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超净实验室净化维护
• 所有操作在超净化实验室中进行； • 净化室通过正压循环风与外界隔离； • 进入实验室的空气必须过滤净化(三级空气过滤系统)； • 所有试剂需进行纯化(用石英或PFA材质的亚沸蒸馏器)； • 高纯水：Milli-Q水，电导率>18.2Mohm • 所有接触样品和试剂的器皿均为高纯石英或氟塑料制品( 高纯材料、耐酸碱作用)； • 器皿清洗：强酸、高纯水反复浸煮清洗实验器皿 • 操作人员按净化实验室规范进行工作。
样品的分离 自选题目： 1 离子交换分离法的原理及其应用 2 溶剂萃取分离法的原理及其应用 3 滴定法及其应用
地质样品分解与分离
溶样方法
水溶、酸溶、半熔、熔融、燃烧及升华等方法 常用的有三种：酸溶、熔融和半熔三种 • 地质样品多数由硅酸盐矿物组成，HF+HNO3+HClO4溶解 • 多数矿物在常压下可完全溶解 • 但部分难溶矿物(如锆石)彻底溶解则需用溶样弹(Teflon bomb)装置，即通过密封加压，使溶样弹内的温度升至大 约200°C，以确保样品的完全溶解!
离子交换分离、溶剂萃取分离及滴定分离 (自学)
超净实验室
为什么超净化环境？
• 样品中待分析组分含量低 • 同位素比值高精度测定要求降低实验室本底，如锆石主 要含放射性成因铅，本底主要为普通铅，本底对锆石铅 同位素组成分析结果影响很大
如何尽可能降低本底？
• 净化实验室空气 • 净化化学试剂和器皿
超净化实验室
Clean room
超净实验室
空气净化系统
风机 空气 入口 初效过滤 中效过滤 亚高效过滤 高效过滤 超净室
超净实验室
洁净度的概念
洁净度级别 100 10000 100000 300000 尘粒最大允许数/立方米 ≥0.5μm 3500 350000 3500000 10500000 ≥5μm 0 2000 20000 60000
2.2 超净实验室操作与实验本底 2.3 地质样品分解与分离
离子交换分离、溶剂萃取分离及滴定分离 (自学)
Model of a generalised geochemical investiga)
地球化学样品制备
地球化学样品制备: 就是通过对岩石、矿物样品进行 前处理，以备各种地球化学分析使用
分析地球化学
谨供教学参考 请勿引用外传
第二章 地球化学样品的前处理
主讲：孙金凤
Email: sunjinfeng@ 办公室: 教学楼606 88256464
中国科学院研究生院
第二章 地球化学样品前处理
2.1
地球化学样品制备原理与技术
资料来源: 彭澎副研究员, 中科院地质所
样品去污与纯化
• 清洗样品表面 • 除去样品表皮 • 除去干扰部分
样品制备流程
样品切割
小型切割机 切割厚度<10 cm
中型切割机 切割厚度<20 cm 最大尺寸<30 cm
代表性样品量
无污染碎样—颚式破碎机(粗碎)
• 进料尺寸~10 cm, 出料为亚 厘米级 • 适合初始破碎(粗碎) • 颚板可调节 • 不易清洗干净
无污染碎样—臼式研磨仪
• 进料尺寸小, 适合60目以下研磨碎样 • 清洗简单 • 材质不同，包括玛瑙、不锈钢、碳化钨、刚玉等
无污染碎样—多头玛瑙研钵机
玛瑙研钵
多头玛瑙研钵机
筛样—筛样仪
滤网目数: 是指物料的粒度或粗细度，一 般定义是指在1英寸×1英寸的面积内有 多少个网孔数, 即筛网的网孔数。 物料能通过的网孔数即定义为多少目, 例 如物料能通过200个网孔的筛网，即定 义为200目，此时筛孔尺寸为0.075 mm。 目数 40 筛孔(um) 380 60 250 100 150 200 75
• • • • • 探针片: 以电子探针分析为主, ~50μm 光薄片: 以显微镜观察为主, 标准光薄片~30μm 定向薄片: 以观察显微构造现象为主, ~30μm 流体包裹体片: 以流体包裹体观察和分析为主, ~200μm 激光薄片: 以激光原位微区分析为主, ~200μm 除此之外, 根据分析不同，还包括矿相片、粘土薄片等
地质样品分解与分离
样品的分解
在于将试样中的待测组分全部转变为适于测定的状态。如：使 测定组分以可溶性盐的形式进入溶液，或者使其保留在沉淀之 中，从而与某些其他组分分离；有时也以气体形式将待测组分 导出。
一般要求:
试样分解完全——正确进行分析的先决条件 待测组分不应有损失 不能引入含有待测组分的物质 不应引入干扰待测组分的物质
各种分析薄片
光薄片 探针片
圆薄片
定向薄片
制片流程
切片—磨片
1. 2. 3. 4.
粗磨—超声清洗 煮胶—烘干 细磨—精磨 超声清洗—粘薄片
制 片
二次切割—粗磨—细磨—精磨—(盖玻片)
制 片
制片注意事项：
• 磨的时候一定要平，否则会 厚薄不均匀 • 磨到很薄的时候要不停的在 镜下观察矿物颗粒的干涉色 • 主要以石英为准
分选矿物的地质应用
• • • • • •
年代学 地球化学 岩石学 矿物学 工程地质(岩石物理) 工业用途
矿物分选一般流程
样品破碎
避免目标矿物破碎， 选用什么方法好？ • 简单破碎 • 电击腐蚀 • 酸碱腐蚀
粒度分析
矿物分选富集的基本原理
• • • • • • • 比重(密度) 晶形 磁性 电性 亲水性 可浮性 光学性质
地质样品分解与分离
样品溶解: 低压闷罐，HF+HNO3+HClO4
120oC，溶样一周
Teflon溶样弹:高温高压溶样，190 °C
地质样品分解与分离
加速样品分解的途径
• • • • • 试样粒度应尽量细，熔（溶）剂用量应充分。 提高分解温度。 延长分解时间。 搅拌。 增压分解。 注意：没有也不可能有适用于任何情况和目的的“万能 ”分解方法。这就要求我们必须熟悉各种溶（熔）剂的 性质，有关的化学反应特性，了解各种分解容器材料 的组成和性能，掌握各种分解方法。
烧制玻璃片
• 国际标准物质 • 原位微区分析 • 主量元素分析
制 靶
激光靶
除此之外, 可直接制作岩石靶
离子探针靶
岩石、矿物抛光
抛光: 是利用机械、化学或电化学作用, 使工件表 面粗糙度降低, 以获得光亮、平整表面的加工办法。
• • • • •
细砂纸(>5000) 丝绸 抛光膏 抛光液 抛光膏
2.1 地球化学样品制备的原理与技术
2.1 地球化学样品制备的原理与技术
2.1.1 样品制备的要点与方法
2.1.2 制片制靶的技术与流程 2.1.3 矿物分选的原理与方法
资料来源: 彭澎副研究员, 中科院地质所
地质样品选取
野外取样注意：
• 仔细观察野外接触关系, 岩体的产状等 • 采集新鲜、均匀的岩石 样品 • 详细描述采样点及样品 情况、认真对样品编号
粉末样品选取、去污、纯化、无污染碎样、筛分等 主量元素、微量元素、同位素 岩石薄片抛光、制片、制靶 显微观察、原位分析测试(EPMA等) 矿物分选与纯化等 副矿物原位微区同位素分析、U-Pb年龄分析等
样品制备的重要性
样品不新鲜不仅会造成主量成分的变化，甚至微量元素也可能变化！
样品制备的重要性
污染样品！
无污染碎样—(对)辊式破碎机
• 进料尺寸小(cm级), 出料尺寸(mm级) • 辊距可调节 • 彻底清洗困难
无污染碎样—盘式研磨仪
• 进料尺寸小(mm级), 出料尺寸(<mm级) • 盘距可调节 • 清洗问题
无污染碎样—盘式振动研磨仪
• 进料尺寸< cm, 出料尺寸可小于100 um • 快速、高效研磨样品，研磨时间可控 • 不同类型样品用不同的研磨杯 • 清洗相对简单，无污染碎样
2.1.1 样品制备的要点与方法
2.1.2 制片制靶的技术与流程 2.1.3 矿物分选的原理与方法
选矿历史
选矿厂
矿物分选
矿物分选: 是利用矿物间的物理性质或物理化学性 质的差异，借助各种选矿设备和工艺，将目的矿物 与寄主岩石分离，达到使目的矿物富集的过程
• • • • • • • • 粗选 精选 精矿 尾矿 单体解离 目的矿物 伴生矿物 妨碍矿物
重力选矿
重力选矿: 根据矿物间密度的差异所表现出来的在运动介质中 所受重力、流体动力及其他机械力不同，从而实现按密度分选 矿物的过程
• • • • • •
分级 洗矿 淘汰选矿 摇床选矿 溜槽选矿 重介质选矿
重力选矿—水力分级、洗矿
水力 分级
洗矿
重力选矿—选矿
离心选矿 摇床选矿
重力选矿—重介质选矿
组份分离效应！
分样—分样仪
碎样设备的清洁
• 高压气流清洗 • 水洗 • 玻璃碎片清洗 • 擦洗 • 振动筛
2.1 地球化学样品制备的原理与技术
2.1.1 样品制备的要点与方法
2.1.2 制片制靶的技术与流程 2.1.3 矿物分选的原理与方法
岩石薄片
岩石薄片: 是指从岩石上切除的扁薄部分，可按照研 究需要对岩石的不同部位进行制片。
反渗透一级水净化系统
高纯水: Milli-Q纯水机
酸纯化石英亚沸蒸馏器
酸纯化: Teflon双瓶蒸馏
酸纯化
DST-1000亚沸蒸馏系统
第二章 地球化学样品前处理
2.1
地球化学样品制备原理与技术
2.2 超净实验室操作与实验本底 2.3 地质样品分解与分离
离子交换分离、溶剂萃取分离及滴定分离 (自学)
重液: 是一种高密度的液体，它用来测定矿物颗粒比重或用 来分离不同比重矿物 重悬浮液: 高密度的固体微粒与水配制成悬浮状态的两相流 体(硅铁、方铅矿、磁铁矿、黄铁矿等)