采樣制樣和分解

1、工業(yè)分析1工業(yè)分析是分析化學在工業(yè)生產中的具體應用。是研究物料組成的分析方法和相關理論的集合體。工業(yè)分析具有不同于普通教學分析實驗的特點。代表性、分解方法、除干擾、分析速度課程的導入工業(yè)分析是工業(yè)生產的眼睛，可以指導和促進生產。2試樣的采集、制備與分解Collection preparation and decomposition of test samples 2.1 概述 2.2 采樣方法 2.3 試樣的制備 2.4 試樣的分解重點：樣品的采取與處理試樣的制備與分解3 工業(yè)分析的任務是從大批物料(工業(yè)生產中的原料、輔助材料、中間產品、產品、副產品及生產過程中的廢物等）中確定某種或某些組分的

2、平均組成。用于指導和促進工業(yè)生產，被譽為工業(yè)生產的“眼睛”，起到“把關”的作用。 工業(yè)分析測定步驟：1、采樣 2、制樣 3、分解樣品 4、消除干擾 5、方法的選擇 6、結果的計算和數據的評價工業(yè)分析的任務和步驟4一、樣品采集的意義 在工業(yè)分析工作中，常需要從大批物料（kg或t）中采取很小一部分的實驗室樣品（mg或g）。實驗室樣品就必須有較高的代表性。要求：采集到的樣品能夠代表原始物料的平均組成 分析結果的總標準偏差S0與取樣（含制樣）的標準偏差Ss和分析操作的標準偏差Sa有關。 5二、有關采樣的基本術語 1、采樣單元(sampling unit) 具有界限的一定數量物料（界限可以是有形的，如一

3、個容器；也可以是無形的，如物料流的某一時間或時間間隔）2、份樣(increment，子樣) 用采樣器從一個采樣單元中一次取得的一定量的物料3、原始樣品（primary sample，送檢樣) 合并所采集的所有份樣所得的樣品64、實驗室樣品(laboratory sample) 為送往實驗室供分析檢驗用的樣品5、參考樣品（reference sample，備檢樣品）與實驗室樣品同時制備的樣品，是實驗室樣品的備份。6、試樣（test sample） 由實驗室樣品制備，用于分析檢驗的樣品7三、采樣的原則 四、采樣的具體要求 1、采樣單元數的確定 對于化工產品，如總體物料的單元數小于500，則根據下表

4、選取采樣單元數。 采得的樣品具有代表性。 物料的狀態(tài)不同，采樣的具體操作不同，應按標準進行。 對于化工產品，采樣依據GB/T 6678-2003化工產品采樣總則。 8總體物料的單元數選取的最小單元數總體物料的單元數選取的最小單元數11011495064658182101102125126151152181全部單元1112131415161718221621725425529629734334439439545045151218192021222324 如總體物料的單元數大于500，則用下式計算采樣單元數：即N為總體單元數2022/8/892、采集樣品的量 至少應滿足三次重復測定的要求； 如需留

5、存?zhèn)淇紭悠?，應滿足備考樣品的要求； 如需對樣品進行制樣處理時，應滿足加工處理的要求。 在滿足需要的前提下，能給出所需信息的最少樣品數和最少樣品量為最佳樣品數和最佳樣品量。10采樣注意的問題 采取有代表性的實驗室樣品時，應根據物料的堆放情況及顆粒大小，從不同部位和深度選取多個采樣點，采取一定量的樣品，混合均勻。采取的份數越多越有代表性。但是采樣量過大，會給后面的制樣帶來麻煩。112.2 采樣方法 采樣對象不同，采樣方法也不相同： 一、氣態(tài)物料樣品的采集 二、液態(tài)物料樣品的采集 三、固態(tài)物料樣品的采集12一、氣態(tài)物料樣品的采集 由于氣體物料易于擴散，而容易混合均勻。工業(yè)氣體物料存在狀態(tài)如：動態(tài)、靜

6、態(tài)、正壓、常壓、負壓、高溫、常溫、深冷等，且許多氣體有刺激性和腐蝕性，所以，采樣時一定要按照采樣的技術要求，并且注意安全。 13采樣設備 一般運行的生產設備上安裝有采樣閥。氣體采樣裝置一般由采樣管、過濾器、冷卻器及氣體容器組成。 采樣管用玻璃、瓷或金屬制成。氣體溫度高時，應以流水冷卻器將氣樣降至常溫。冷卻器有玻璃制的和金屬制的。玻璃冷卻器適用于氣溫不太高的氣體物料，金屬冷卻器適用于氣 溫很高的氣體物料。 14 氣體物料的3種采樣方法 15采樣方法的詳細介紹 常壓狀態(tài)氣體采樣 氣體狀態(tài)：等于大氣壓或低正壓或低負壓 采樣方法：封閉液采樣法 使用容器：采樣瓶或采樣管161718 抽氣泵減壓法采樣（適

7、用于低氣壓或負壓不太高的負壓狀態(tài)氣體） 192020空氣采樣器20二、液態(tài)物料樣品的采集 （一）輸送管道中的物料 （二）儲罐器中的物料 1大型儲罐中的物料 2小型儲罐中的物料 3槽車中的物料21ZSC-II智能恒溫水樣采樣器 可根據用戶采樣需求，按四種（定時定量，定流定量，定時比例，定量）采樣方式采集水樣；采樣瓶（24個）呈扇形排列在一個圓形箱體內，結構緊湊，采樣量大。22三、固態(tài)物料樣品的采集 工業(yè)生產中樣品的采集方法大多有國家或行業(yè)標準，否則，要根據采樣理論和生產實際制定企業(yè)標準。23（一）商品煤樣品的采集1. 物料流中采樣 所謂物料流是指輸送帶上傳送的物料。在輸送帶物料流中采樣時，大都是

8、使用自動化的采樣器，定時、定量連續(xù)采樣。2. 從運輸工具中采樣 從運輸工具中采樣時，應根據運輸工具的不同，選擇不同的布點方法。2412mh=0.3mm=5kg0.5m 料堆上采樣點的分布 在取樣點取樣時，用鐵鏟將表面刮去0.1m，深入0.3m挖取一個子樣的物料量，每個子樣的最小質量不小于5kg。最后合并所采集的子樣。 3. 物料堆中采樣252.3 試樣的制備 從實驗室樣品到分析試樣的這一處理過程稱為試樣的制備。試樣的制備一般需要經過破碎、過篩、混合、縮分等步驟。 26一、破碎 破碎可分為粗碎、中碎、細碎和粉碎4個階段。根據實驗室樣品的顆粒大小、破碎的難易程度，可采用人工或機械的方法逐步破碎，直

9、至達到規(guī)定的粒度。破碎工具: 鍔式破碎機、輥式破碎機、圓盤破碎機、球磨機、鋼臼、鐵錘、研缽等。27二、過篩 物料在破碎過程中，每次磨碎后均需過篩，未通過篩孔的粗粒再磨碎，直至樣品全部通過指定的篩子為止(易分解的試樣過170目篩，難分解的試樣過200目篩)。 “目”數指每英寸（25.4mm）長度內的篩孔數目。28三、混勻混勻法通常有鐵鏟法或環(huán)錐法、掀角法。 鐵鏟法或環(huán)錐法常用于手工混合大量實驗室樣品。如鐵鏟法是在光滑而干凈的混凝土或木制平臺上，用鐵鏟將物料往一中心堆積成一圓錐，然后從錐底一鏟一鏟將物料鏟起，重新堆成另一個圓錐，來回翻倒數次。操作時物料必須從錐堆頂部自然灑落，使樣品充分混合均勻。也

10、可采用機械混勻器進行混勻。29四、縮分 縮分是在不改變物料的平均組成的情況下，逐步縮小試樣量的過程?？s分公式：縮分次數m： 常用的有錐形四分法、正方形挖取法和分樣器縮分法。301. 錐形四分法 將混合均勻的樣品堆成圓錐形，用鏟子將錐頂壓平成截錐體，通過截面圓心將錐體分成四等份，棄去任一相對兩等份。 四分法示意圖 312正方形挖取法 將混勻的樣品鋪成正方形的均勻薄層，用直尺或特制的木格架劃分成若干個小正方形。用小鏟子將每一定間隔內的小正方形中的樣品全部取出，放在一起混合均勻。其余部分棄去或留作副樣保管。 正方形挖取法323分樣器縮分法 分樣器為中間有一個四條支柱的長方形槽，槽低并排焊著一些左右交

11、替用隔板分開的小槽（一般不少于10個且須為偶數），在下面的兩側有承接樣槽。將樣品倒入后，即從兩側流入兩邊的樣槽內，把樣品均勻地分成兩份，其中的一份棄去，另一份再進一步磨碎、過篩和縮分。 分樣器示意圖 332.4 試樣的分解一、分解試樣的目的 將固體試樣處理成溶液，或將組成復雜的試樣處理成簡單、便于分離和測定的形式。二、分解試樣的要求 1.試樣分解必須完全；2.待測組分不應損失；3.不應引入與待測組分相同的物質或干擾組分；4.分解方法與測定方法適應；5.根據溶（熔）劑不同選擇適當的器皿。34 1、濕法分解法直接分解法 濕法分解法是將試樣與溶劑相互作用，使待測組分轉變?yōu)榭晒┓治鰷y定的離子或分子的溶

12、液。 濕法分解所用的溶劑主要有：水、有機溶劑、酸、堿等，應用最廣泛的是酸。 HCl、HNO3、H2SO4、H3PO4、HF、HClO4三、分解試樣的方法 常見試樣的分解方法歸納起來可分為濕法分解法和干法分解法兩大類。352、干法分解法間接分解法干法分解法是將不能完全被溶劑所分解的試樣與熔劑混勻，在高溫下發(fā)生復分解反應，使其轉變?yōu)橐妆凰蛩崛芙獾奈镔|，然后用水或酸浸取。所用的熔劑：固體酸、堿、鹽及它們的混合物。酸性熔劑:KHF2 、 KHSO4 、NH4NO3 等；堿性熔劑:Na2 CO3 、 NaOH等。操作溫度很高，常在馬弗爐中進行。36四、濕法分解法水分解法：堿金屬的鹽，大多數堿土金屬鹽、

13、銨鹽、無機酸鹽（鋇、鉛、硫酸鹽、鈣的磷酸鹽除外）無機鹵化物（銀、鉛、汞、鹵化物除外）酸分解法：利用酸的酸性、氧化性、還原性、配位性等，將試樣分解為溶液。包括鹽酸分解法、硝酸分解法、硫酸分解法、氫氟酸分解法、磷酸分解法、高氯酸分解法。包括水分解、酸分解和堿分解，較常用的是酸分解。37堿分解法氫氧化鈉溶液20%30%氫氧化鈉溶液分解鋁及鋁合金、酸性為主的兩性氧化物（如As2O3）。2H2O + Al + 2NaOH = 2Na Al O2 + 3H2濕法分解法依操作溫度不同，可分為常溫分解和加熱分解；依分解式的壓力不同，可分為常壓分解和增壓分解法；依提供的能量方式，可分為電加熱分解法、水蒸氣加熱分

14、解加熱分解法、超聲波攪拌分解法和微波加熱分解法等。38 干法分解法是將不能完全被溶劑所分解的試樣與熔劑混勻，在高溫下發(fā)生復分解反應，使其轉變?yōu)橐妆凰蛩崛芙獾奈镔|，然后用水或酸浸取。 干法分解法分為熔融和燒結兩種。 1、 熔融法 也稱全熔法。最早在高于熔劑熔點的溫度下熔融分解，熔劑與樣品之間反應在液相或固-液之間進行，完全反應生成均一的熔融體。 熔融法使用的熔劑按酸堿性可分為酸性熔劑和堿性熔劑。五、干法分解法39 2、燒結法 是指熔融物呈燒結狀態(tài)的一種熔樣方法，又稱半熔法。此法在低于熔劑熔點的溫度下，讓試樣與固體試劑發(fā)生復分解反應，反應后仍然是不均勻的固態(tài)混合物。 燒結法是在低于熔點的溫度下，其分解的程度取決于試樣的細度和熔劑于試樣混勻的程度，一般要求有較長的反應時間和過量的熔劑。 加熱至熔劑熔點的57%左右時，由于晶格中的離子或分子獲得的能量超過了其晶格能，在它們之間便可發(fā)生相互替換作用，即明顯發(fā)生反應。40 3、其它分解法 增壓溶解法 電解溶解法 微波溶解法超聲波振蕩溶解法灰化分解法主要適用于分解有機試樣，測定有機物中的無機元素。主要有定溫（5005