化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義

化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義第一節(jié)樣品的采集物質(zhì)的一般分析步驟：采樣－稱樣－試樣分解－分析方法選擇－干擾分離－分析測(cè)定－結(jié)果計(jì)算1.采樣的重要性：試樣常是大量的，其組成有的比較均勻，有的不均勻，分析時(shí)采取有時(shí)幾克，幾百毫克或更少，而分析的結(jié)果代表全部試樣的平均組成。而采樣的誤差大于分析誤差。2.采樣的方法：采集的分析對(duì)象各種各樣，例如：金屬、土壤、化工產(chǎn)品、石油、工業(yè)用水、天然氣等。歸結(jié)試樣有氣、固、液三種狀態(tài)。按組成分為：較均勻和不均勻兩種?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義3一、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(shí)驗(yàn)室樣品（g或mg）。實(shí)驗(yàn)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(jié)果的總標(biāo)準(zhǔn)偏差S0與取樣（含制樣）的標(biāo)準(zhǔn)偏差Ss和分析操作的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sa有關(guān)。

化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義4二、有關(guān)采樣的基本術(shù)語(yǔ)

1、采樣單元(samplingunit)

具有界限的一定數(shù)量物料（界限可以是有形的，如一個(gè)容器；也可以是無(wú)形的，如物料流的某一時(shí)間或時(shí)間間隔）2、份樣(increment，子樣)

用采樣器從一個(gè)采樣單元中一次取得的一定量的物料3、原始樣品（primarysample，送檢樣)

合并所采集的所有份樣所得的樣品化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義54、實(shí)驗(yàn)室樣品(laboratorysample)

為送往實(shí)驗(yàn)室供分析檢驗(yàn)用的樣品5、參考樣品（referencesample，備檢樣品）與實(shí)驗(yàn)室樣品同時(shí)制備的樣品，是實(shí)驗(yàn)室樣品的備份。6、試樣（testsample）

由實(shí)驗(yàn)室樣品制備，用于分析檢驗(yàn)的樣品化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義6三、采樣的原則

四、采樣的具體要求

1、采樣單元數(shù)的確定

對(duì)于化工產(chǎn)品，如總體物料的單元數(shù)小于500，則根據(jù)下表選取采樣單元數(shù)。

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(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

對(duì)于化工產(chǎn)品，采樣依據(jù)GB/T6678-2003化工產(chǎn)品采樣總則。

化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義2023/1/137總體物料的單元數(shù)選取的最小單元數(shù)總體物料的單元數(shù)選取的最小單元數(shù)1～1011～4950～6465～8182～101102～125126～151152～181全部單元11121314151617182～216217～254255～296297～343344～394395～450451～51218192021222324

如總體物料的單元數(shù)大于500，則用下式計(jì)算采樣單元數(shù)：即N為總體單元數(shù)化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義82、采集樣品的量

至少應(yīng)滿足三次重復(fù)測(cè)定的要求；如需留存?zhèn)淇紭悠罚瑧?yīng)滿足備考樣品的要求；如需對(duì)樣品進(jìn)行制樣處理時(shí)，應(yīng)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(shù)和最少樣品量為最佳樣品數(shù)和最佳樣品量?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義9采樣注意的問(wèn)題

采取有代表性的實(shí)驗(yàn)室樣品時(shí)，應(yīng)根據(jù)物料的堆放情況及顆粒大小，從不同部位和深度選取多個(gè)采樣點(diǎn)，采取一定量的樣品，混合均勻。采取的份數(shù)越多越有代表性。但是采樣量過(guò)大，會(huì)給后面的制樣帶來(lái)麻煩?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義10采集量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式對(duì)于不均勻的物料，可采用下列試樣的采集量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：mQ≥kda

式中

d—實(shí)驗(yàn)室樣品中最大顆粒的直徑，mmmQ—采取實(shí)驗(yàn)室樣品的最低可靠質(zhì)量，kgk、a—經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)室求得

一般k值在之間，樣品越不均勻，k值越大，物料均勻，物料不太均勻，物料極不均勻；，地質(zhì)部門(mén)一般規(guī)定為2

理查-切喬特公式

化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義11例如：采集某礦石樣品時(shí)，若此礦石的最大顆粒直徑為20mm，k值為0.06kg/mm2mQ≥0.06kg/mm2×(20mm)2＝24kg如果將上述礦石最大顆粒破碎至4mmmQ≥0.06kg/mm2×(4mm)2＝0.96kg≈1kg結(jié)論：樣品的顆粒越大，采樣量越大。因此，對(duì)塊狀物料，應(yīng)在破碎后再采樣?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義一般說(shuō)，金屬、水樣及某些較為均勻的化工產(chǎn)品組成較均勻。任意采一部分或混合后取一部分即成為有代表性的分析樣品。金屬經(jīng)高溫熔煉，組成較均勻，采樣時(shí)先磨去表面，然后多鉆幾個(gè)點(diǎn)及深度鉆取采樣。水樣:根據(jù)水的性質(zhì)不同，采集方法不同。生活水，按地點(diǎn)、深度、季節(jié)采樣。工業(yè)水隨工藝不同，廢水不同，還隨原材料不均、工藝間歇的變化。采樣方法有平均混合水樣、平均比例混合水樣，自動(dòng)取樣器采集連續(xù)比例混合水樣。采樣要求，根據(jù)污染來(lái)源，分析項(xiàng)目而定。分析物理性質(zhì)與化學(xué)成分用的水樣采2L，用無(wú)色麿口塞玻璃細(xì)口瓶或聚乙烯塑料瓶。水樣中含油類及有機(jī)物時(shí)，以玻璃瓶為宜。水樣中測(cè)微量金屬離子，用塑料瓶為宜?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義第二節(jié)采樣方法采樣對(duì)象不同，采樣方法也不相同：一般化工取樣普遍存在三種狀態(tài)的物料：氣態(tài)物料、液態(tài)物料和固態(tài)物料。

一、氣態(tài)物料樣品的采集

由于氣體物料易于擴(kuò)散，而容易混合均勻。工業(yè)氣體物料存在狀態(tài)如：動(dòng)態(tài)、靜態(tài)、正壓、常壓、負(fù)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(shí)一定要按照采樣的技術(shù)要求，并且注意安全?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義采樣設(shè)備：一般運(yùn)行的生產(chǎn)設(shè)備上安裝有采樣閥。氣體采樣裝置一般有采樣管、過(guò)濾器、冷卻器及氣體容器組成。靜態(tài)氣體取樣:于氣體的容器上裝一個(gè)取樣管，將氣體試樣取于球膽內(nèi)（不宜放置過(guò)夜）立即分析。取少量時(shí)可用注射器抽取。大氣中取樣常用雙連球取樣。動(dòng)態(tài)氣體取樣:取樣時(shí)注意氣體的流速不均勻性，（中心位置比管壁處要大）為取平均氣樣，取樣管插入1/3直徑深度。取樣管切成斜面，面對(duì)氣流方向。如果氣體溫度過(guò)高，取樣管外應(yīng)裝夾套，通入冷水冷卻。如氣體中有較多塵粒，可在取樣管中放一支裝有玻璃棉的過(guò)濾管。對(duì)于有壓力的管道中氣體樣品的取樣：常壓氣體采樣，一般打開(kāi)取樣管旋塞即可取樣。負(fù)壓氣體采樣，連接抽氣泵采樣。高壓氣體采樣，取樣管與容器間接一個(gè)緩沖器。一、氣態(tài)物料樣品的采集化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義15

氣體物料的采樣方法化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義采樣點(diǎn)的設(shè)置：根據(jù)液體的分布特點(diǎn)、均勻程度選擇合適的液體斷面。（一）輸送管道中的物料（二）儲(chǔ)罐器中的物料

1．大型儲(chǔ)罐中的物料

2．小型儲(chǔ)罐中的物料

3．槽車中的物料（三）地表水的取樣。二、液態(tài)物料樣品的采集化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義

水樣的采集基本操作（1）采樣前將采樣瓶用水樣沖洗至少3次。（2）采樣時(shí)，水要緩緩流入樣瓶，不要完全裝滿，水樣與瓶塞間留空隙（不超過(guò)1cm以防水溫改變時(shí)瓶塞擠掉）（3）水管或泵水井采樣時(shí)，將水龍頭或泵打開(kāi)，放水?dāng)?shù)分鐘，使積在水管中的雜質(zhì)沖洗掉，再取樣。（4）池、江、河采樣時(shí)，用系繩的采樣瓶沉入一定深度（20－50cm）采樣，按幾個(gè)不同深度點(diǎn)采平均試樣。（5）工業(yè)廢水采樣：根據(jù)其性質(zhì)、排放情況及分析項(xiàng)目要求，采用4種方法。間隔式平均采樣－－對(duì)連續(xù)排出水質(zhì)穩(wěn)定的生產(chǎn)設(shè)備采用法采取等體積水樣。平均取樣或平均比例取樣－－對(duì)幾個(gè)性質(zhì)相同的生產(chǎn)設(shè)備排出廢水，采同體積水樣混合裝瓶。瞬間采樣－－對(duì)通過(guò)廢水池停留相當(dāng)時(shí)間后繼續(xù)排出的工業(yè)廢水，一次采取。④單獨(dú)采樣－－對(duì)某些工業(yè)廢水，如油類，分布不均勻，難采到代表性樣的，而且在放置過(guò)程中水樣中雜技容易浮于水面或沉淀，若從全分析中取一部分測(cè)量某項(xiàng)目時(shí)，則會(huì)影響到分析結(jié)果?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義三、固態(tài)物料樣品的采集化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義組成均勻的化工產(chǎn)品取任意部分為分析試樣。大容器內(nèi)取樣由于相對(duì)密度不同而影響均勻度，可從上、中、下不同高度處取樣然后混勻。小容器（如瓶、袋、桶）則從總體物料單元數(shù)隨機(jī)抽取數(shù)件。總體物料單元數(shù)小于500的按表總體物料大于500的，按總體物料單元立方根的3倍確定采樣單元數(shù)即S＝總體物料單元數(shù)先取的最少單元數(shù)總體物料單元數(shù)先取的最少單元數(shù)1－10全部182－2161811－4911217－2541950－6412255－2962065－8113297－3432182－10114344－39422102－12515395－45023126－15116451－51224152－18117（一）不同包裝中固態(tài)工業(yè)產(chǎn)品的采集（均勻固體物料）化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義（一）不同包裝中固態(tài)工業(yè)產(chǎn)品的采集（均勻固體物料）例：有一批尿素，總共600袋、則采樣單元數(shù)應(yīng)該為多少？S＝S＝，則應(yīng)取26袋。化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義21

取樣鉆

適用于粉末、小顆粒、小晶體等固體化工產(chǎn)品采樣

自袋、罐、桶中采集粉末裝物料樣品時(shí)，通常采用取樣鉆。取樣鉆為鉆身750mm，外徑18mm，槽口寬12mm，下端30角錐的不銹鋼管或銅管取樣時(shí)，將取樣鉆由袋（罐、桶）口的一角沿對(duì)角線插入袋（罐、桶）內(nèi)的1/3～3/4處，旋轉(zhuǎn)180后抽出，刮出鉆槽中物料作為一個(gè)子樣。化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義（二）商品煤樣品的采集（不均勻固體物料）1.物料流中采樣

在物料流中采樣，通常采用舌形鏟，一次橫斷面采取一個(gè)子樣。采樣應(yīng)按照左、中、右進(jìn)行布點(diǎn)，然后采集。在橫截皮帶運(yùn)輸機(jī)采樣時(shí)，采樣器必須緊貼皮帶，而不能懸空鏟取物料。自動(dòng)化的采樣器，定時(shí)、定量連續(xù)采樣。當(dāng)采用相同的時(shí)間間隔采樣時(shí)，若物料流的流量均勻，則采用的時(shí)間間隔T可用下式計(jì)算：T

—采樣的時(shí)間間隔min

Q—物料批量t

n—份樣數(shù)目個(gè)

G—物料流量t/h化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義2.運(yùn)輸工具中的物料

30t以下40t-50t50t以上

當(dāng)車皮容量為30t以下時(shí)，沿斜線方向，采用三點(diǎn)采樣；當(dāng)車皮容量為40t或50t時(shí)，采用四點(diǎn)采樣；當(dāng)車皮容量為50t以上時(shí)，采用五點(diǎn)采樣。化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義3.物料堆中采樣1～2mhm=5kg

料堆上采樣點(diǎn)的分布

在取樣點(diǎn)取樣時(shí)，用鐵鏟將表面刮去，深入挖取一個(gè)子樣的物料量，每個(gè)子樣的最小質(zhì)量不小于5kg。最后合并所采集的子樣?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義（三）其他固體物料樣品的采集1、礦石物料：礦山取樣一般采用刻槽取樣、鉆孔取樣、炮眼取樣、揀塊取樣或沿礦山開(kāi)采面分格取樣等方法。2、鋼樣樣品的采集：熔煉階段分析試樣的采集、鋼材分析試樣的取樣、采集試樣的注意事項(xiàng)?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義第三節(jié)試樣的制備

從實(shí)驗(yàn)室樣品到分析試樣的這一處理過(guò)程稱為試樣的制備。試樣的制備一般需要經(jīng)過(guò)破碎、過(guò)篩（篩分）、混合、縮分等步驟。一、破碎：破碎可分為粗碎、中碎、細(xì)碎和粉碎4個(gè)階段。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室樣品的顆粒大小、破碎的難易程度，可采用人工或機(jī)械的方法逐步破碎，直至達(dá)到規(guī)定的粒度。破碎工具:鍔式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、圓盤(pán)破碎機(jī)、球磨機(jī)、鋼臼、鐵錘、研缽等?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義28二、過(guò)篩

物料在破碎過(guò)程中，每次磨碎后均需過(guò)篩，未通過(guò)篩孔的粗粒再磨碎，直至樣品全部通過(guò)指定的篩子為止(易分解的試樣過(guò)170目篩，難分解的試樣過(guò)200目篩)?！澳俊睌?shù)指每英寸（）長(zhǎng)度內(nèi)的篩孔數(shù)目?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義三、混勻混勻法通常有鐵鏟法或環(huán)錐法、掀角法。

鐵鏟法或堆錐法常用于手工混合大量實(shí)驗(yàn)室樣品。如鐵鏟法是在光滑而干凈的混凝土或木制平臺(tái)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(gè)圓錐，來(lái)回翻倒數(shù)次。操作時(shí)物料必須從錐堆頂部自然灑落，使樣品充分混合均勻。也可采用機(jī)械混勻器進(jìn)行混勻?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義四、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(guò)程?？s分公式：縮分次數(shù)m：

常用的有錐形四分法、正方形挖取法和分樣器縮分法?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義31

有一礦樣質(zhì)量為2kg。已全部通過(guò)20目篩,求需要縮分出具有代表性的樣品的最小質(zhì)量,至多縮分多少次（K?。?。

解：過(guò)20目篩的礦樣最大顆粒直徑d可查篩目與孔徑對(duì)比表，得。則可求得應(yīng)保留的最小質(zhì)量為

縮分次數(shù)m為：

因?yàn)榭s分后保留試樣的最小質(zhì)量為，只能縮分三次。舉例：化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義1.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(guò)截面圓心將錐體分成四等份，棄去任一相對(duì)兩等份。

四分法示意圖

化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義2．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(gè)小正方形。用小鏟子將每一定間隔內(nèi)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。正方形挖取法化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義3．分樣器縮分法

分樣器為中間有一個(gè)四條支柱的長(zhǎng)方形槽，槽低并排焊著一些左右交替用隔板分開(kāi)的小槽（一般不少于10個(gè)且須為偶數(shù)），在下面的兩側(cè)有承接樣槽。將樣品倒入后，即從兩側(cè)流入兩邊的樣槽內(nèi)，把樣品均勻地分成兩份，其中的一份棄去，另一份再進(jìn)一步磨碎、過(guò)篩和縮分。

分樣器示意圖

化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義第四節(jié)試樣的分解

—將固體試樣處理成溶液，或?qū)⒔M成復(fù)雜的試樣處理成簡(jiǎn)單、便于分離和測(cè)定的形式。

分解試樣的目的分解試樣的要求1.試樣分解必須完全；2.待測(cè)組分不應(yīng)損失；3.不應(yīng)引入與待測(cè)組分相同的物質(zhì)或干擾組分；4.分解方法與測(cè)定方法適應(yīng)；5.根據(jù)溶（熔）劑不同選擇適當(dāng)?shù)钠髅?。常用的分解方法有酸堿溶解法、熔融法和半熔法。分解試樣的方法化驗(yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義1、酸堿溶解法（一）酸溶法

1．鹽酸（HCl）2．氫氟酸（HF）

3．硝酸（HNO3）4．磷酸（H3PO4）

5．硫酸（H2SO4）6．高氯酸（HClO4）（二）堿溶法

300～400g/L的氫氧化鈉溶液能劇烈分解鋁及其合金?；?yàn)分析的一般知識(shí)和基本操作講義酸堿溶解法——幾種常用酸的適用范圍酸適用范圍HCl鐵、鋁、鎂、錳、鋅、錫、鈦、鉻、稀土等金屬及合金；大多數(shù)的碳酸鹽、氧化物、磷酸鹽、硼酸鹽、硫化物等化合物；軟錳礦、褐鐵礦、硅酸鹽礦；水泥HNO3鐵、銅、鎳、鉬等金屬及合金；碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物、氧化物等H2SO4稀硫酸可溶解氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫化物及砷化物礦石等；熱濃硫酸可以分解銻、氧化砷、錫、鉛的合金及冶金工業(yè)產(chǎn)品；幾乎所有的有機(jī)物都能被熱濃硫酸氧化H3PO4合金鋼；鉻礦、氧化鐵礦和爐渣HF難分解的硅酸鹽；與硝酸、高氯酸、磷酸或硫酸混合使用，可以分解硅酸鹽、磷礦石、銀礦石、石英、富鋁礦石、鈮礦石HClO4硫化物、氟