分析化學(xué)-分析試樣的采集與制備資料.ppt

1、1,1.化學(xué)純試劑的標(biāo)簽顏色是（ D ）。 A. 紅色B. 綠色 C. 玫瑰紅色 D. 藍(lán)色 2.優(yōu)級純、分析純、化學(xué)純試劑的代號依次為（ A ）。 A. G.R.、A.R.、C.P.B. A.R.、G.R.、C.P. C. C.P.、G.R.、A.R.D. G.R.、C.P.、 A.R. 3.各種試劑按純度從高到低的代號順序是(A)。 A. G.R.A.R.C.P.B. G.R.C.P.A.R. C. A.R.C.P.G.R.D. C.P.A.R.G.R. 4.以下物質(zhì)能作為基準(zhǔn)物質(zhì)的是（ D ）。 A. 優(yōu)質(zhì)純的NaOHB. 100 干燥過的CaO C. 光譜純的Co2O3D. 99.99

2、% 純鋅 5.既可用來標(biāo)定NaOH溶液，也可用作標(biāo)定KMnO4的物質(zhì)為（ A ）。 A. H2C2O42H2OB. Na2C2O4 C. HClD. H2SO4,2,2.1 試樣的采集,分析的任務(wù)是從大批物料中確定某種或某些組分的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)。,分析測定步驟：,1 采樣；,2 制樣；,3 分解樣品；,4 測定前的預(yù)處理；,5 方法的選擇；,6 結(jié)果的計(jì)算和數(shù)據(jù)的評價。,第2章 分析試樣的采集與制備,3,整批物料中組分平均含量區(qū)間為: m: 整批物料中組分平均含量， : 為試樣中組分平均含量， t: 與測定次數(shù)和置信度有關(guān)的統(tǒng)計(jì)量， s: 各個試樣單元含量標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值，n: 采樣單元數(shù),采樣

3、單元數(shù),若測量誤差很小, 分析結(jié)果的誤差主要是由采樣引起的。,其中：,采樣公式:,4,分析所用試樣的取小質(zhì)量，取決于試樣的粒度，用以下經(jīng)驗(yàn)公式（切喬特公式）確定：,mQ 樣品的最低可靠質(zhì)量（kg）,k 縮分系數(shù)（取決于物料特性） 通常為0.051 kg mm-2,d 樣品最大顆粒直徑（mm）,mQkd2,1 試樣量的確定,2.1.1 固體（態(tài)）物料試樣的采集,5,例：有試樣20 kg，粗碎后，最大粒度為6 mm左右，設(shè) k為 0.2 kg mm-2， 問應(yīng)縮分幾次？如縮分后，再破碎至全部通過10號篩，問應(yīng)縮分幾次？,解：,縮分一次后剩余樣品為：,故縮分一次就夠了。,若再破碎至全部通過10號篩，

4、此時，粒度小于2 mm，,若縮分三次，剩余樣品為：,6,2 物料流中采樣,隨運(yùn)送工具運(yùn)轉(zhuǎn)中的物料，稱之為物料流。在物料流中采樣，通常采用舌形鏟，一次橫斷面采取一個子樣。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，采樣器必須緊貼皮帶，而不能懸空鏟取物料。,3 運(yùn)輸工具中采樣,當(dāng)車皮容量為30t以下，沿斜線方向，采用三點(diǎn)采樣；,當(dāng)車皮容量為40t或50t時，采用四點(diǎn)采樣；,當(dāng)車皮容量為50t以上時，采用五點(diǎn)采樣。,7,商品煤采樣點(diǎn)圖：,30t以下,50t以上,40t50t,8,4 物料堆中采樣,進(jìn)廠的成批物料，如果在運(yùn)輸過程中沒有取樣，進(jìn)廠后可在分批存放的料堆上取樣。,其方法是

5、：在料堆的周圍，從地面起每隔0.5 m左右，用鐵鏟劃一橫線，然后每隔12 m劃一豎線，間隔選取橫豎線的交叉點(diǎn)作為取樣點(diǎn)，如圖所示。在取樣點(diǎn)取樣時，用鐵鏟將表面刮去0.1 m，深入0.3 m挖取一個子樣的物料量，每個子樣的最小質(zhì)量不小于5 kg。最后合并所采集的子樣。,9,10 mm,玻璃管,如采取水樣,水管中或有泵水井中的水樣（先放水510 min),池、江、河中的水樣,二、液態(tài)物料試樣的采集,（一）流動著的液體物料,（二）貯罐（瓶）中的物料,1. 大貯罐中物料試樣的采集,2. 小貯罐、桶或瓶中物料試樣的采集,10,11,5. 大氣樣品的采取,距地面50180 cm,注意：采樣前，所用容器及通

6、路須洗凈，再用要采取的液體或氣體沖洗數(shù)次或使之干燥，然后取樣。,三、氣態(tài)物料試樣的采集,1. 常壓氣體物料試樣的采集,3. 正壓狀態(tài)氣體物料試樣的采集,4. 超低負(fù)壓狀態(tài)氣體物料試樣的采集,2. 低負(fù)壓狀態(tài)氣體物料試樣的采集,12,一、破碎,第二節(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程稱為試樣的制備。試樣的制備一般需要經(jīng)過破碎、過篩、混合、縮分等步驟。,破碎可分為粗碎、中碎、細(xì)碎和粉碎4個階段。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室樣品顆粒大小、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)、圓盤破碎機(jī)、球磨機(jī)、鋼臼、鐵錘、研缽等。,13,二、過篩,物

7、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）。,14, 篩孔（網(wǎng)目）指1英寸篩底長度內(nèi)的篩孔數(shù)。 篩孔直徑按美國標(biāo)準(zhǔn)。,表2-3 標(biāo)準(zhǔn)篩的篩號及孔徑大小,15,三、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(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(shù)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。,也可采用機(jī)械混勻器進(jìn)行混勻。,四、縮分,縮分是在不

8、改變物料的平均組成的情況下，逐步縮小試樣量的過程。,常用的有錐形四分法、正方形挖取法和分樣器縮分法。,16,1. 分樣器(riffler)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替用隔板分開的小槽（一般不少于10個且須為偶數(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、過篩和縮分。,17,2. 堆錐四分法(coning and quartering),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，通過截而圓心將錐體分成四等份，棄去任一相對兩等份。,18,3. 正方形挖取法,將混勻

9、的樣品鋪成正方形的均勻薄層，用直尺或特制的木格劃分成若干個小正方形。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。,19,將固體試樣處理成溶液,或?qū)⒔M成復(fù)雜的試樣處理成簡單、便于分離和測定的形式，為各組分的分析操作創(chuàng)造最佳條件。,具體處理方法:,A. 溶解法：,B. 熔融法（分解法）：,第三節(jié) 試樣的分解,目的：,C. 半熔法：,是指熔融物呈燒結(jié)狀態(tài)的一種熔樣方法。,a 分解應(yīng)完全徹底，使待測組分完全轉(zhuǎn)入溶液；,b 不引入被測組分或干擾組分,要求：,20,堿：NaOH,一、溶解法：,溶劑：H2O； HCl； HNO3；H2SO4； H3PO4；

10、 HClO4； HF；王水 （必要時用混合酸）,用水或用酸、堿依次處理分析試樣,21,酸性溶劑：K2S2O7； KHSO4 用于熔解堿性氧化物礦石,堿性熔劑：Na2CO3； NaOH； Na2O2 用于熔解酸性氧化物礦石,常用溶劑,二、 熔融法（分解法）：,將分析試樣與固體熔劑混勻后，置入特定的容器（坩堝等），在高溫下熔融反應(yīng)，分解試樣，冷卻后，再用水或酸浸取，制備分析試液。,22,23,又稱為燒結(jié)法，它是在低于熔點(diǎn)的溫度下，使試樣與熔劑發(fā)生反應(yīng)。通常在瓷坩堝中進(jìn)行。常用MgO或ZnO與一定比例的Na2CO3混合物作為熔劑 用來分解鐵礦及煤中的硫。其中MgO、ZnO的作用在于其熔點(diǎn)高，可以預(yù)防

11、Na2CO3在灼燒時熔合，而保持松散狀態(tài)，使礦石氧化得更快、更完全，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體容易逸出。 碳酸鈉與氯化銨也用于半熔融分解的溶劑。熔劑與試樣混勻置于鐵(或者鎳) 坩堝內(nèi)，在750-800左右半熔融。主要用于硅酸鹽中 K+、Na+的測定等。,3 半熔法,24,適于分解有機(jī)物或生物試樣，以便測定其中的金屬元素、硫及鹵素元素的含量。 將試樣置于馬弗爐中加熱燃燒(一般為400700)分解，大氣中的氧起氧化劑的作用，燃燒后留下無機(jī)殘余物。殘余物通常用少量濃鹽酸或熱的濃硝酸浸取，然后定量轉(zhuǎn)移到玻璃容器中 氧瓶燃燒法：將有機(jī)藥物在充滿氧氣的燃燒瓶中進(jìn)行燃燒，燃燒產(chǎn)物被吸入吸收液后，再采用適宜的分析方法來檢

12、查或測定鹵素或硫等元素的含量。,4 干式灰化法,25,低溫灰化法 用射頻放電來產(chǎn)生活性氧游離基，這種游離基的活性很強(qiáng)，能在低溫下（100）分解有機(jī)物和生物物質(zhì)。 干式灰化法的優(yōu)點(diǎn)是不需加入或只加入少量試劑，這樣避免了由外部引入的雜質(zhì)，而且方法簡便。 缺點(diǎn)是因少數(shù)元素（C,I,Br,Hg)揮發(fā)或器皿壁上玷附金屬而造成損失 。,26,27,將試樣與硝酸和硫酸混合物一起置于克氏燒瓶內(nèi)，煮解，硝酸能破壞大部分有機(jī)物和被蒸發(fā)，最后剩余硫酸冒濃厚的SO3白煙時，在燒瓶內(nèi)進(jìn)行回流，溶液變?yōu)橥该?用體積比為3:1:1的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物進(jìn)行消化，能收到更好的效果 濕式消化法的優(yōu)點(diǎn)是速度快，缺點(diǎn)是因加入

13、試劑而引入雜質(zhì)，盡可能使用高純度的試劑,5 濕式灰化法,28,高壓分解技術(shù) 將試樣和試劑置于密封反應(yīng)器（PTFE)中加熱，高溫高壓，酸活性增強(qiáng) 提高了酸分解能力，酸用量少 有效防止易揮發(fā)元素?fù)p失 污染小 對試樣粒度大小要求不嚴(yán)格（1mm左右） 缺點(diǎn)：溫度小于250 ；樣重小；難分解試樣可能不完全；密封,29,微波（0.75-3.75mm)輔助消解法 利用試樣和適當(dāng)?shù)娜?熔)劑吸收微波能產(chǎn)生熱量加熱試樣，微波產(chǎn)生的交變磁場使介質(zhì)分子極化，極化分子在高頻磁場交替排列導(dǎo)致分子高速振蕩，使分子獲得高的能量，這兩種作用，試樣表層不斷被攪動破裂，促使試樣迅速溶(熔)解 微波能直接轉(zhuǎn)遞給溶液中的各分子，溶液整體快速升溫，加熱效率高 微波消解一般采用密閉容器，這樣可以加熱到較高溫度和較高壓力，使分解更有效，同時也可減少溶劑用量和易揮發(fā)組分(As,B,Cr,Hg,Se,Sb，Sn等）的損失 微波消解法可用于有機(jī)和生物樣品的氧化分解，也可用于難熔無機(jī)材料的分解,30,試樣分解最好結(jié)合干擾組分的分離，簡單、快速進(jìn)行測定 鋁合金中Fe、Mn、Ni的測定，如用NaOH溶液溶解試樣，此時Fe、Mn、Ni形成氫氧化物沉淀，然后過濾，再用酸溶解沉淀，制成分析試液，可避免大量Al的干擾。又如鉻鐵礦中鉻