分析试样的采集与制备 [Compatibility Mode]
分析化学第二章 分析试样的采集与制备
§2.1 概述 Introduction
2.1.1 定量分析过程
取样 试样的分解 分析试液的制备
The Analytical Process
Sample Preparation Objective:
• to extract from the bulk sample a homogeneous laboratory sample • to convert the laboratory sample into a form suitable for analysis
• to remove or mask species that interfere with the chemical analysis • to concentrate the analyte with low concentration
分离与富集 测定 数据处理
分离或掩蔽干扰组分，富集待测组分
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§2.1 概述 Introduction
2.1.1 定量分析过程
取样 试样的分解 分析试液的制备 Analysis/measurement Evaluate data Reporting and interpretation Drawing conclusions 处理实验数据，计算与评价实验结果
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主要溶剂的性质及其应用范围（自学）
溶 剂 主要性质
强酸性，弱还原性， 具有一定的络合能力。 Cl
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应用范围
在金属的电位序中，氢以前的金属及其合金均能 溶于 HCl；碳酸盐及碱金属为主要成分的矿物、碱土 金属为主的矿物等均能用 HCl 溶解。
HClHNO 3来自常用于溶解 Cu、Ag、Pb、Mn、等金属及其合金， 强酸性，浓酸有强氧化性，除金和铂族元 素外，绝大多数金属能被 HNO3 溶解，铝、铬等 Cu、Pb、Sn、Ni、Mo 等硫化物矿物以及砷化物等。 金属会产生“钝化”现象。 高沸点（338℃），强酸性，热的浓 2SO4 有强 H 用于分解铬钢，镍铁，铝、镁、锌等非铁合金， 氧化性和脱水能力，可使有机物炭化。利用其 能破坏试样中的有机物。 高沸点可蒸发至昌白烟除去磷酸以外的其它酸 和挥发性物质。 沸点较高（ 213℃），高温时形成焦磷酸和聚 在钢铁分析中常以 H3PO 4 作为溶剂。许多难溶的矿 磷酸，具有强络合能力。热的浓磷酸具有很强 石，如铬铁矿、铌铁矿、钛铁矿、金红石以及锰铁、 的分解能力。 锰矿等。 用于分解镍合金，高铬合金钢，不锈钢，汞的硫 是最强的酸。热的浓HClO4 具有强氧化性和脱 2水性，分解能力很强。如 Cr—Cr2O7 、V—VO3 、 化物及氟矿石等。 2S—SO4 等，遇有机物会发生爆炸，故先用 HNO3 除有机物。 有很强的络合能力，与Si 形成 SiF4 具有挥发 HF 常与 H2SO4 及 HNO3 混用，可分解硅铁、硅酸盐、 性，采用铂合金或聚四氟乙烯器皿分解硅酸盐。 石英岩等含硅试样及铌、钛、锆等金属。 13
工业分析化学 01 试样的采集与制备1
分层取样：物料总体组成有明显差别时，根据组成的差别 将物料分成不同的层次，根据不同层次间量的差别按比例 取样。
系统取样：按物料分布规律（如时间间隔）取样 二步取样：首先从物料批中取出若干一次取样单元（袋，
根据：mQ Kd a
例如：采集某矿石样品时，若此矿石的最大颗粒直径
为20 mm，K值为0.06 kg / mm2
mQ≥0.06 kg / mm2×(20 mm )2 ＝ 24 kg 如果将上述矿石最大颗粒破碎至4 mm mQ≥0.06 kg / mm2×(4 mm )2 ＝ 0.96 kg ≈ 1kg 结论： 样品的颗粒越大，称样量越大
分样器示意图
分析试样的要求
对分析试样粒度的要求与试样分解的难易 程度等因素有关。
经最后缩分得到的试样一般为20～30g（可 根据需要或少或多些），还需要在玛瑙研 钵中充分研细，使样品最终全部通过170目 (0.088mm)或200目(0.074mm)筛。
样品的沾污
试样采集、包装、运输和制样的各个环节， 都可能发生沾污。
从物料堆中随机抽取规定量的件数，然后 用取样钻等采样工具进行采集。
取样钻
取样钻 自袋、罐、桶中采集粉末装物 料样品时，通常采用取样钻。
取样钻为钻身750mm，外径18mm，槽 口宽12mm，下端30角锥的不锈钢管或 铜管 。
取样时，将取样钻由袋（罐、桶）口的 一角沿对角线插入袋（罐、桶）内的 1/3～3/4处，旋转180后抽出，刮出钻 槽中物料作为一个子样。
分f 析对象
实验室样品集的原理
在采样点上采集一定量的物料称为子样 （取样单元）；
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。
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?
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分析试样的采集
解:E＝0.20％，σ＝0.22％。
t n E
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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
分析试样的采集与制备PPT课件
• 贮存于大容器(如贮气柜或槽)内的物料，因密度不 同可能影响其均匀性时，应在上、中、下等不同处 采取部分试样后混匀 。
• 水样的保存和予处理：对于不同测定项目，采用 不同目的的保存方法
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3 气体试样
• 用泵将气体充入取样容器；采用装有固体吸附剂或 过滤器的装置收集；过滤法用于收集气溶胶中的非 挥发性组分。
• 固体吸附剂采样：是让一定量气体通过装有吸附剂 颗粒的装置，收集非挥发性物质。
• 不同的样品，采集的方法和过程及仪器是 有一定的差异的，不同物料取样的具体操 作 方法相差较大，应根据具体样品参阅 相关的国家标准或行业标准进行。
Байду номын сангаас
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1 固体试样
试样多样化，不均匀试样应选取不同部位进行采 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。
第二章 分析试样的采集与制 备
第一节 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。
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采样 Sampling