第二章采样要点

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瓷坩埚或石英坩埚中。
碱性熔剂Na2CO3,K2CO3熔融
Na2CO3:M.P850℃,K2CO3:M.P890℃,1∶1 Na2CO3 、 K2CO3 M.P 700℃
用来分解硅酸盐、含氧化铝及难溶的磷酸盐,硫酸盐等。
NaAlSi3O8(长石)+3Na2CO3 = NaAlO2 + 3Na2SiO3 +3CO2 BaSO4(重晶石)+ Na2CO3 =Na2SO4+BaCO3 熔融后可采用不同的方法用酸或水浸泡
பைடு நூலகம்
mQ ≥ kd2
d ≈ 6mm mQ ≥ 0.2kg mm-2 ×(6 mm)2
即 mQ ≥ 7.2kg 缩分一次
20 kg ×1/ 2 = 10 kg
破碎至全部通过10号筛后
d ≈ 2mm mQ ≥ 0.2kg mm-2 ×(2 mm)2
即 mQ ≥ 0.8kg 将10kg 试样连续缩分三次, 10kg ×(1/ 2)3 = 1.25kg
例题
某物料各试样单元标准试样单元标准偏差 估计值为0.15%,置信度为95%,允许误差 E为0.1%,测定次数为6次,查表t为2.571, 计算采样单元数。
2、采样方法
1)固体物料 (I) 各种金属材料 (II) 原料、矿石、煤炭等露天堆放样。 (III)桶、袋装:用取样器 (IV)皮带运输:每隔一定时间紧贴皮带全
试样采集量的估计: 采样公式 mQ ≥ kd2
试样的制备过程: 破碎 过筛 混匀 缩分 溶解法 水溶 酸溶 碱溶
无机试样 熔融法 酸性熔剂 碱性熔剂
湿式消化法 混合酸溶解法 有机试样
干式灰化法 氧瓶燃烧法
应该使分析试样具有代表性
小结
分析方法的选择
测定的具体要求 被测组分的含量 被测组分的性质 共存组分干扰等
HF 27M,分解含Si矿石,生成SiF4,在铂或聚四氟乙烯容器中,温 度低于250℃。
H3PO4 14.6M,有较强络合能力,常用来溶解合金钢和难溶矿物。
碱溶:NaOH,溶解以酸性为主的两性氧 化物如As2O3,Al铅合金,20%~30%在 白金器皿或聚四氟乙烯容器中。
② 熔融法
利用酸性或碱性熔剂与试样在高温下进行复分解 反应,使被测组分转变为可溶于水或酸的化合物
破碎 过筛 混匀 缩分
采用四分法
缩分次数不是随意的 试样的粒度与保留的试样 量之间应符合采样公式
缩分次数多少遵循公式:Q=K·d2 缩分次数:m = (㏒Q采样 - ㏒Q缩分)/㏒2
例1:有试样 20 Kg,粗碎后最大粒度为 6mm 左右, 设 K 值为0. 2 ,问应缩分几次? 如缩分后,再破 碎至全部通过10号筛,问应再缩分几次?
烧结法
试样与固体试剂在低于熔点的温度下进行反 应。可在瓷坩埚中进行。
Na2CO3—ZnO 烧结测煤或矿石中硫 CaCO3—NH4Cl烧结测硅酸盐中K+、Na+
有机物的分解
通常使用干式灰化法和湿式消化法
① 干式灰化法: 试样在马弗炉中加高温( 400—700 )分解
有机物燃烧后留下的无机残渣以酸提取后制备成分析试液
(2)破碎机表面的磨损量引入杂质(铁含量测定) (3)研磨过程中发热,使易挥发组分逸去( 钢中硫的测定)或由
于空气氧化使组分改变 (4)坚硬组分易飞溅,软组分成粉末而损失 因此粉碎的粒度能保证组成均匀和易分解,不必要过分研细
混合
大量:堆堆法 小量:掀角法即在光滑纸上,依次提起
纸张的一角 机械匀法等
工业分析的首项工作是从大量的分析对象中获取 有代表性的一部分样品作为分析材料(分析样品), 即样品的采集(采样)。
二、正确采样的原则
采集的样品要均匀、有代表性,能反映被检样品 的组成。
采样时要设法保持原有的指标,防止成分逸散或带入杂 质。
三 试样的制备
1 采样量
采样公式
mQ ≥ kd2
mQ 试样的最小质量
小结 定量分析结果的表示
待测组分的化学表示形式 待测组分含量的表示方法
K 缩分常数的经验值 0.05 ~1( kg.mm-2)
试样的均匀性越差, K值越大
d 试样的最大粒度直径(mm)
采样点由下面两个因素决定
a. 试样组分含量与整批物料中组分平均含量之间的
允许误差,即采样的准确度。准确度要求越高, 则采样单元越多。
b. 物料的不均匀程度。物料愈不均匀,采样单元愈 多。
120 0.125
140 0.105
200 0.074
破碎(粗碎、中碎、细碎)
可用手工:铁锤击碎,研钵研磨,冲击钵中打碎 机械破碎:较硬的用颚式破碎机、滚磨机 中等硬度或较软的用锤磨机、球磨机 在破碎过程中要防止试样组成的改变
( 1 ) 防 止 水 分 含 量 的 变 化 ( 如 煤 的 水 分 测 定 Φ13mm 外 在 水 分 , Φ3mm内在水分)
练习1. 一矿样质量为2 kg已全部通过20目筛, 求需要缩分出有代表性的样品最小质量, 至少缩分几次。已知K=0.2,20目筛d=0.84 mm.(3次)
粗碎 过筛 混匀 缩分
弃去
中碎
过筛 混匀 缩分
细碎 弃去 粗副样
过筛 混匀 缩分
分析试样
细副样
在制备样品的过程中注意水分的变化 1、可先测定水分,用干基表示其它组分含量 2、先驱除水分 3、使水分含量恒定。
x(ug / g) mB ( g) 106 mS (g)
Ⅱ液体样品
物质的量浓度C moI/L 质量百分数% (m/m) 体积百分数% (V/V)
mB ( g) 100 mS (g)
待测组分体积 mL/试液的体积(100mL)
质量体积百分数%(m/V) 100mL试液体积中所含被测物质的质量 (g)
宽度上取样
2)液体物料
(I)静态物料:在上、中、下不同部位采 小容器 用虹吸管或移液管 (II)流动物料:在不同时间取:在管道上
装上取样管或机械控制自动取样,实现在 线取样。
3)气体物料
(1)正压气体:直接用贮样器接入气体即可。 (2)常压或负压气体:a.可用封闭液法;b.抽气法、
抽气泵 气体组分含量低,取样时将其通过一定的吸收液 进行浓缩富集,若有机械杂质可加过滤管,若温 度高,需冷却管。 管道 采样管 过滤管 冷却管 吸收液(气体容 器) 抽气泵
(1)常压蒸馏:常压下受热不分解或沸点不太 高的物质。
(2)减压蒸馏:常压下受热易分解或沸点太高 的物质。
(3)水蒸气蒸馏:适用于沸点较高,易炭化, 易分解物质。
(4)分馏
§2-3分析方法的选择
★ 测定的具体要求 ★ 被测组分的含量 ★ 被测组分的性质 ★ 共存组分干扰等
§2-4定量分析结果的表示
试液中的痕量组分常以ug/mL ng/mL pg/mL表示
Ⅲ 气体样品 常以体积百分数表示
x%(V /V ) VB (ml ) 100 VS (ml)
小结
工业分析过程
取样
试样的分解
测定
计算分析结果
小结
分析试样的制备及分解
原始平均试样
试样采 集制备
分析试样的分解
试样采集的要求: 具有代表性
硅酸盐的溶剂
HNO3 16M,氧化性酸, 溶解力强, 但Al ,Cr,Fe易成氧化膜。 H2SO4 18M,b·p340。C 氧化性,脱水性,当NO3-,Cl-,F-有干扰
时可加硫酸
HClO4 11.6M,强氧化性,b·p203。Cr Cr2O72- V VO3- S SO42-,与 有机物接触易爆炸,应先加HNO3破坏有机物再加入高氯酸。
第二章 试样的采取、处 理和分解
样品分析过程
采样
应该使 分析试 样具有 代表性
试样的分解
(湿法分析) 据试样性质 采用不同的 溶解方法
酸溶 碱溶 熔融
测定
根据具体 要求选择 合适的分 析方法
计算分析结果
根据试样重 量,测量数据, 和分析反应的 计量关系计算
§2-1 样品的采集
一、正确采样的意义
氧瓶燃烧法是干式灰化法常用的方法
试样包在定量滤纸内,用铂丝固定, 放入充满氧气的密封烧瓶内燃烧.
试样中的卤素形成→ 卤素离子 硫 形成→硫酸根 磷 形成→磷酸根
金属元素形成→金属氧化物
进入吸收液 中分别测定
优点
试样分解完全, 操作简便快速, 适用于少量试样的分析
② 湿式消化法: 混合酸(硝酸+硫酸作为溶剂)分解试样
碳酸盐熔融一般在铂坩埚中进行或瓷坩埚铺多层滤纸代替。可 加入KClO3,KClO3有氧化性,可将S、As、Cr氧化为SO42-, AsO43-,CrO4-。
Na2O2强碱性、强氧化 熔融温度600~700℃,可分解难溶于酸的Fe、
Cr、Ni、Mo、W合金、Pt合金,熔块冷却 以水浸取。
可在铁坩埚中也可用镍坩埚。为防止侵蚀坩 埚可在稍低温度下烧结。
NaOH,KOH熔融 NaOH,M.P318℃;KOH,M.P380℃。强
碱 性 熔 剂 可 用 来 分 解 硅 酸 盐 , 含 SiO2 矿 样,含氧化铝,TiO2,SnO2,铬铁矿等 试样。
不能在铂坩埚进行,只能在铁、镍、石墨、 银、金坩埚中进行。
熔融方法
在坩埚中进行。 称取已经磨细、均匀的试样于坩埚中加入 熔剂混匀,开始缓慢升温,然后逐渐升高 温度到熔融物变澄清,冷却,溶解。
酸性熔剂 K2S2O7 KHSO4 分解 氧化物矿石
石英或铂坩埚熔融
碱性熔剂 Na2CO3 NaOH Na2O2 分解 大多数酸性矿物 铁、银或刚玉坩埚
试样的分解的方法应根据试样的性质进行选择。
熔剂
酸性熔剂K2S2O7能与各种难于分解的氧 化物反应。400℃左右
2 K2S2O7+ TiO2= Ti(SO4)2+2K2SO4 熔 融 后 冷 却 稀 H2SO4 浸 出 , K2S2O7 熔 融 在
省去分离步骤
AL 氢Fe氧M化n物沉N淀i
⑵ 分解的方法
① 溶解法 ② 熔融法 ③烧结法
溶剂 水 酸 碱 混合酸 水 盐酸 硝酸 硫酸 磷酸 高氯酸 王水 硝酸+高氯酸
玻璃容器 中溶解
NaOH 分解两性的金属或氧化物 聚四氟乙烯器皿
常见的酸溶 HCl HNO3 H2SO4 HClO4 HF或混合酸 HCl 12M,恒沸溶液6M,b·p110℃,许多金属氧化物、硫化物、
§2-2 试样的分解
一般要求是: (1)试样分解完全 (2) 待测组分不损失 (3) 不能引入含有待测组分的物质 (4) 不能引入对待测组分有干扰的物质
⑴ 要求
如能在分解试样时与干扰组分分离,则能简化分析手续。
例如 测定铝合金中 Fe Mn Ni
NaOH
铝与 Fe Mn Ni在分 解试样时就分离,可以
1 被测组分的化学表示形式
★ 结果通常以待测组分实际存在形式的含量表示 例如 测食盐样品中氯的含量, 以 NaCl %表示分析结果
★ 如果待测组分的实际存在形式不清楚,结果以氧化物 或元素形式的含量表示
例如 硅酸盐水泥中的 Fe AI Ca Mg 含量 常 以 Fe2O3 AI2O3 CaO MgO 的含量表示分析结果
优点: 简便, 快速
注意 对于容易形成挥发性化合物的被测物质, 一般采用蒸馏法分解
溶剂浸提法 利用样品各组分在某一溶剂中溶解度的不
同,将各组分溶解分离的方法。 (1)浸泡提取法(液-固萃取法) (2)溶剂萃取法(液-液萃取法)
蒸馏法
是利用液体样品中各组分沸点温度的不同, 将样品中有关成分分离或净化的方法。样 品中的易挥发组分在蒸馏时变为气体挥发 出来,收集馏液分析。
总之:无论何种状态物料的采集都应保证 (1)不使待测组分损失和而不使物料组成发生
任何改变 (2)不掺入杂质
破碎 试样的粒度小到能通过要求的筛孔 过筛 全部通过筛孔 混匀
缩分 使粉碎后的试样量逐步减少
标准筛的筛号(网目) 及孔径大小 (mm)
筛号 3 6 10 20 40 80 100 直径 6.72 3.36 2 .0 0.84 0.42 0.177 0.149
★ 工业分析中常用所需要组分的含量表示分析结果。 例如 分析铁矿石, 以 Fe% 表示。
2 被测组分含量的表示方法
Ⅰ 固体试样
① 常量组分 (质量分数表示)
x(%)

mB
( g) ←试样中待测物质的质量 100
mS ( g) ←试样的质量
② 痕量组分 可用 ug·g-1 (ng·g-1 pg·g-1)表示
★ 金属材料或有机分析中,常以元素 形式的含量表示 C Zn
★ 结果通常以待测组分实际存在形式的含量表示
★ 如果待测组分的实际存在形式不清楚,结果以氧 化物或元素形式的含量表示
★ 金属材料或有机分析中,常以元素 形式的含量表示
★ 电解质溶液的分析结果,常以所存在的离子的含量表示。 例如 K+ Na+ CI-
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