分析化學(xué)10-定量分析中的一般步驟課件

1、第十章 定量分析中的一般步驟General Steps in Quantitative Analysis10.1 試樣的采取和制備10.2 試樣的分解10.3 測定方法的選擇10.4 分析結(jié)果準(zhǔn)確度 的保證和評價定量分析的一般步驟：取樣試樣預(yù)處理測定數(shù)據(jù)處理結(jié)果表示10.1 試樣的采取和制備取樣是定量分析中的第一步；取樣的基本原則：具有代表性；取樣的基本步驟： (1) 收集粗樣(原始試樣)； (2) 將每份粗樣混合或粉碎、縮分， 減少至適合分析所需的數(shù)量； (3) 制成符合分析用的試樣。10.1.1 取樣的基本原則 正確取樣應(yīng)滿足以下要求：1. 大批試樣(總體)中所有組成部分都有同等的被采集的

2、幾率；2. 根據(jù)給定的準(zhǔn)確度，采取有次序的或隨機的取樣，使取樣費用盡可能低；3. 將 n 個單元的試樣徹底混合后，再分成若干份，每份分析一次。隨機抽取了10個樣品，三種分析方案：測定十次混合后取1/10分析一次混合各測一次方案一方案二方案三 方案一、方案三所得結(jié)果的精密度相當(dāng)；但后者的測定次數(shù)僅是前者的3/10。10.1.2 取樣操作方法1. 組成比較均勻的物料 氣體、液體及某些固體氣體：直接取樣或濃縮取樣；液體：在小容器中時，搖勻后取樣； 在大容器中時，上、中、下分別取樣，混合；固體：隨機取樣；大氣、湖海取樣(分布不均勻) ：布點取樣；2. 組成很不均勻的物料 礦石、煤炭、土壤等：大小、硬度

3、、組成均有較大差異。堆積時，大小分布不均，圖中結(jié)點取樣。 大量個體包裝：統(tǒng)計取樣； 平均試樣采取量Q（kg）與試樣的均勻度、粒度、易破碎度有關(guān)，可按切喬特采樣公式估算：Q = K d 2d: 試樣中最大顆粒的直徑，mm；K：表征物料特性的縮分系數(shù)；均勻鐵礦石：K = 0.020.3; 不均勻：K = 0.52.0; 煤碳：K = 0.30.5。.固體試樣取樣的一般程序縮分：四分法1、粗碎篩分(46號)2、中碎篩分(20號)3、細(xì)磨100-200號分析試樣100300g縮分縮分縮分1號(分析)2號(備查)10.1.3 濕存水的處理 濕存水：試樣表面及孔隙中吸附的空氣中的水。 受粒度大小和放置時間

4、影響。 干 基：去除濕存水后試樣的質(zhì)量。 試樣中各組分的相對含量通常用干基表示。 試樣通常需要干燥至恒重。 熱穩(wěn)定性樣品：烘干 易受熱分解試樣的干燥：真空干燥至恒重；例題： 稱取10.000 g 工業(yè)用煤試樣，于100105烘1h后，稱得其質(zhì)量為9.460g,此煤樣含濕存水為多少？如另取一份試樣測得含硫量為1.20%，用干基表示的含硫量為多少？解：10.2 試樣的分解1. 對分解方法的要求 (1) 分解完全、分解速度快； (2) 分離測定容易； (3) 不導(dǎo)致試樣中待測組分損失或沾污； (4) 無污染或污染小。2. 常用分解方法 濕法(溶解法)：用酸或堿溶液分解試樣； 干法(熔融法)：用固體堿

5、或酸性物質(zhì)熔融分解。 特殊分解方法：氧瓶法、鈉解、微波溶解等。3. 濕法分解中的溶劑選擇原則 (1) 能溶于水的用水作溶劑； (2) 不溶于水的酸性物質(zhì)采用堿性溶劑，堿性試樣 采用酸性溶劑； (3) 還原性試樣采用氧化性溶劑，氧化性試樣采用還原性溶劑；10.2.1 無機物的分解 1. 溶解法2. 熔融法（熔劑與樣品在高溫下反應(yīng)）(1) 酸熔法 常用熔劑：焦硫酸鹽(K2S2O7);硫酸氫鉀(KHSO4) 適用對象：難溶于酸的堿性或中性氧化物、 礦石；剛玉(Al2O3)；金紅石(TiO2)等； TiO2 + K2S2O7 = Ti(SO4) 2 (可溶性)+ 2K2SO4 a. 在瓷坩堝中進(jìn)行；

6、b. 冷卻后用稀硫酸萃取。 KHF2可用來分解稀土和釷的礦物。(2) 堿融法 常用熔劑：Na2CO3、 K2CO3、NaOH、 KOH、 Na2O2等 Na2CO3、 K2CO3分解：硅酸鹽、酸性爐渣等； NaOH、 KOH分解：硅酸鹽、鋁土礦、粘土等 NaAlSi3O8 + 3Na2CO3 = NaAlO2 + 3Na2SiO3 +CO2 BaSO4 + Na2CO3 = Ba2CO3 + Ba2SO4 混合熔劑： Na2CO3和K2CO3 (1:1)，可降低熔融溫度 注意選擇合適的坩堝。3. 半熔法(燒結(jié)法) 將試樣和熔劑在低于熔點的溫度下進(jìn)行反應(yīng)； 避免侵蝕器皿；時間長 用CaCO3 +

7、NH4Cl 可分解硅酸鹽，可水測定其中的K+、Na+。例分解甲長石： KAlSi3O8 + 6Ca2CO3 + NH4Cl = 6CaSiO3 + Al2O3 + 2 KCl + 6CO2 + 2NH3 + H2O 燒結(jié)溫度750800；粉末產(chǎn)物，可水浸后測 K+。10.2.2 有機物的分解 1. 溶解法 (1)“相似相溶”原則； (2) 酚、有機酸溶于乙二胺、丁胺等堿性溶劑； (3) 有機堿、生物堿易溶于甲酸、乙酸等酸性溶劑； (4) 高聚物：表14-2 2. 分解法 分解后，進(jìn)行無機元素測定；濕法和干法；(1) 濕法有機試樣硫酸或硝酸或混合酸CO2 + H2O硝酸鹽或硫酸鹽陰離子金屬元素C

8、、H非金屬元素(2) 干法氧瓶燃燒法：有機物中鹵素、硫、磷、硼等元素測定 及部分金屬Hg、Zn、Mg、Co、Ni測定定溫灰化法：在坩堝中加熱(500550)分解，灰化 常用于有機物和生物試樣中的無機元素 銻、鉻、鐵、鉬、鍶、鋅等；低溫灰化：高頻電激發(fā)的氧氣通過試樣，150灰化； 10.3 測定方法的選擇 需要綜合考慮各種指標(biāo)，選擇合理的分析方法； 理想的分析方法：靈敏度高、檢出限低、準(zhǔn)確度高、操作簡便。 選擇測定方法應(yīng)考慮的問題：1. 測定的具體要求 目的、要求(準(zhǔn)確度、精密度)、試樣性質(zhì)等2. 待測組分的測量范圍 常量、微量、痕量、超痕量、分子水平3. 待測組分的性質(zhì) 存在形式、穩(wěn)定性、毒性

9、等4. 共存組分的影響 干擾大小、掩蔽、分離等5. 實驗室條件 試劑、儀器精度、去離子水規(guī)格、實驗室環(huán)境6. 文獻(xiàn)資料利用 標(biāo)準(zhǔn)方法、研究方法，方法評價指標(biāo) 物質(zhì)物質(zhì)的性質(zhì)組分的含量干擾情況分析方法準(zhǔn)確度靈敏度選擇性適用范圍成本時間人力設(shè)備消耗品分析方法用戶對分析結(jié)果的要求和對分析費用的承受度用戶測定方法的選擇化學(xué)分析法 chemical analysis以物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)建立起來的分析方法待測物Analyte+試劑Reagent 產(chǎn)物Product重量分析法 gravimetry容量分析法（滴定分析法）volumetry, titrimetry化學(xué)分析法可溶性鋇鹽中鋇含量的測定(重量法）

10、：溶樣稀H2SO4BaSO4過濾洗滌灼燒計算Ba%Fe3+還原劑Fe2+K2Cr2O7VC稱樣硫-磷混酸溶樣mSFe3+mp稱樣HClmS稱重mp 鐵礦中鐵含量的測定（滴定分析法）：儀器分析法 instrumental analysis 依據(jù)物質(zhì)的物理性質(zhì)及物理化學(xué)性質(zhì)建立起來的分析方法，通常使用特殊的儀器。 光學(xué)分析法 spectral analysis 電化學(xué)分析法 electroanalysis 色譜分離分析法 chromatography 等等例：分光光度法測定微量鐵（物理化學(xué)方法，physicochemical method）。 332+桔紅色 max鄰二氮菲化學(xué)分析與儀器分析方法比較項目化學(xué)分析法（經(jīng)典分析法）儀器分析法（現(xiàn)代分析法）物質(zhì)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)物理、物理化學(xué)性質(zhì)測量參數(shù)體積、重量吸光度、電位、發(fā)射強度等等誤差0.1 % 0.2 %1 % 2% 或更高組分含量1 % 100% 1%)，采用化學(xué)分析法（滴定分析法）石灰石中微量鐵的測定 微量成分(1%) ，可采用分光光度法。要保證分析結(jié)果的準(zhǔn)確度：一是要采取系列減小誤差的措施，對整個分析過程進(jìn)行質(zhì)量控制；二是要采用有效方法對分析結(jié)果進(jìn)行評價，及時發(fā)現(xiàn)分析過程中的問