化工产品分析与检验培训教材

-2-第一节化工产品分析与检验的任务和作用化工产品分析与检验的任务是依据国家标准及行业标准完成生产原辅料、中间产品及成品物质的化学组成、含量及结构的分析检验的一门学科。它可分为定性分析和定量分析两个部分。在生产中，大部分情况下物料的基本组成是已知的，只需要对生产中的原料、半成品以及其他辅助材料进行及时准确的定量分析，因此本次课主要内容是讨论定量分析。质量检验是工业生产的眼睛，是企业管理科学化、现代化的基础工作之一。质量检验是企业的一项技术，是企业生产的核心机密。质量检验是保护产品用户利益和企业信誉的卫士。质量检验是企业最重要的信息资源。企业许多信息都直接或间接地通过质量检验来获得。首先是质量标准，没有检验的结果和数据，就无法计算，如合格率、返修率、报废率等等都是如此。而所有这些指标，都是与企业的经济效益密切相关的，是计算企业经济效益的依据和重要基础。此外，质量检验还是设计工作、工艺工作、操作水平、文明生产以及整个企业管理水平的综合反映。第二节分析检验方法的分类根据不同的分析方法，可以分为不同的类别：一、根据分析对象分类-3-无机分析（元素、离子、化合物等）、有机分析（元素、官能团、结构）、生化分析（蛋白质分析、氨基酸分析、核酸分析、糖类分析等）。二、根据应用领域分类药物分析、水质分析、食品分析、工业分析、刑侦分析、临床分析、环境分析等等……三、根据作用分类例行分析：是指一般化验室对日常生产中的原材料和产品进行的分析，又叫“常规分析”，一般平行测定两次。仲裁分析：是因为不同的单位对同一试样的分析得出不同的测定结果，并由此发生争议时，要求权威机构用公认的标准方法进行准确的分析，以判断原分析结果的准确性。显然，在仲裁分析中，对分析方法和分析结果要求有较高的准确度。四、根据测量原理分类化学分析、仪器分析五、根据试样用量分类常量分析、半微量分析、微量分析、超微量分析；根据被测成分含量的不同可分为：常量组分分析（1%）、微量组分分析---结果记小数点后两位、痕量组分分析(0.01%)。表1-1根据试样用量与分析化学的分析方法分类-4-方法固态试样质量液体试样体积常量分析0.1g10ml半微量分析0.01g~0.1g1~10ml微量分析0.1~10mg0.01~1ml超微量分析0.1mg0.01ml第三节误差及数据处理一、分析测试的误差和偏差1.误差和准确度准确度──分析测定值与真实值的接近程度，准确度的高低用误差来衡量，误差一般用绝对误差(δ)和相对误差来表示。绝对误差是指测量值（x）与真实值（μ）之差。δ=x-μ相对误差是指绝对误差在真实值中所占的百分率。相对误差=%100绝对误差和相对误差都有大小、正负之分，正值表示分析结果偏高，负值表示分析结果偏低。例某一物体质量称量为1.6380g,其真实质量为1.6381g，则:-5-δ=1.6380-1.6381=-0.0001（g）若另一物体质量称量为0.1637g,其真实质量为0.1638g，则:δ=0.1637g-0.1638g=-0.0001g上例中的相对误差分别为：2.偏差和精密度精密度──若干次平行测定结果的相互接近程度，精密度的高低用偏差来衡量，偏差是指个别测定值与平均值之间的差值。3.准确度和精密度的关系精密度是保证准确度的先决条件,精密度高不一定准确度高，只有精密度和准确度都高（如甲）的测定数据才是可信的。二、误差产生的原因及其减免方法1.系统误差（1）产生的原因及分类：%006.0%1006381.10001.0%06.0%1001638.00001.0-6-图1-2随机误差的正态分布曲线方法误差——选择的方法不够完善例：重量分析中沉淀的溶解损失，滴定分析中指示剂选择不当仪器误差——仪器本身的缺陷例：天平两臂不等，砝码未校正；滴定管，容量瓶未校正试剂误差——所用试剂有杂质例：去离子水不合格；试剂纯度不够主观误差——操作人员主观因素造成例：对指示剂颜色辨别偏深或偏浅；滴定管读数（2）特点：影响准确度，不影响精密度对分析结果的影响比较恒定，可以测定和校正，在同一条件下，重复测定，重复出现2.随机误差(也叫偶然误差)产生的原因：偶然因素(室温,气压的微小变化)特点不恒定，无法校正；个人辩别能力(滴定管读数)-7-服从正态分布规律：大小相近的正误差和负误差出现的几率相等；小误差出现的频率较高，而大误差出现的频率较低，很大误差出现的几率近于零。注意：过失误差属于不应有的过失。3.误差的减免系统误差的减免方法误差——采用标准方法作对照试验仪器误差——校准仪器试剂误差——作空白试验随机误差的“减免”——增加平行测定的次数，取其平均值三、分析结果的数据处理1.数据集中趋势的表示方法1）算术平均值2）中位数将一组数据按大小顺序排列，处在最中间位置的一个数叫做这组数的中位数。2.数据分散程度的表示方法1）偏差niixnx11-8-偏差有绝对偏差和相对偏差绝对偏差（d）=x-x相对偏差=%100xxx2）平均偏差平均偏差又称算术平均偏差，用来表示一组数据的精密度平均偏差：相对平均偏差：特点：简单；缺点：大偏差得不到应有的反映。3）极差（R）一般分析中，平行测定次数不多，常采用极差（R）来说明偏差的范围，极差也称“全距”。R=xmax-xmin相对极差=%100xR4）公差公差也称允差，是指分析方法所允许的平行测定间的绝对偏差，公差的数值是将多次测得的分析数据经过数理统计方法处理而确定dniixxnd1||1%100xddR-9-的。是生产实践中用以判断分析结果是否合格的依据。若2次平行测定的数值之差在规定允差绝对值的2倍以内，认为有效，取平均值作为报告值。如果测定结果超出允许的公差范围，称为“超差”，就应重做。这是对化工产品进行例行分析时数据处理的方法。例：表1-2工业盐中NaCl的含量测定氯离子，%允许差，%34.00~47.000.1047.000.13第四节试剂一、化学试剂规格化学试剂的规格是以其中所含杂质的多少来划分的，一般可分为四个等级，其规格和用途见表2-1表2-1试剂规格和用途试剂等级等级名称等级缩写标签颜色用途一级优级纯G．R．绿色纯度最高,适用于最精密的分析研究.二级分析纯A．R．红色纯度较高,适用于精确的微量分析,为分析实验室广泛应用.三级化学纯C．P．蓝色纯度略低,适用于一般的微量分析,要求不高工业分析和快速分析.四级实验试剂L．R．棕黄色纯度较低,但高于工业用试剂.适用于-10-一般的定性检验.生物试剂B.R.或C.R.根据试剂说明使用除上述外，还有基准试剂，它的纯度相当于或高于保证试剂，通常专用作容量分析的基准物质。称取一定量基准试剂稀释至一定体积，一般可直接得到滴定液，不需标定，基准品如标有实际含量，计算时应加以校正。光谱纯试剂（符号S.P.）杂质用光谱分析法测不出或杂质含量低于某一限度，这种试剂主要用于光谱分析中。色谱纯试剂用于色谱分析。生物试剂用于某些生物实验中。超纯试剂又称高纯试剂。≥99.99%二、常用基准试剂1.定义基准试剂可直接配制标准溶液的化学物质，也可用于标定其他非基准物质的标准溶液，实验室暂无储备时，一般可由优级纯试剂担当。2.条件基准物质应该符合以下要求：①组成与它的化学式严格相符。-11-②纯度足够高，级别一般在优级纯以上。③应该很稳定，可以长期保存。④参加反应时，按反应式定量地进行，不发生副反应。⑤有较大的分子量，在配制标准溶液时可以减少称量误差。表2-2分析化学中常用的基准物质基准物质干燥后的组成干燥条件（℃）标定对象名称分子式碳酸氢钠碳酸钠NaHCO3Na2CO3﹒10H2ONa2CO3Na2CO3270~300270~300酸酸硼砂Na2B4O7﹒10H2ONa2B4O7﹒10H2O放在氯化钠和蔗糖饱和液的干燥其中酸草酸H2C2O4﹒2H2OH2C2O4﹒2H2O室温空气干燥碱或高锰酸钾邻苯二甲酸氢钾KHC8H4O4KHC8H4O4110~120碱重铬酸钾K2Cr2O7K2Cr2O7140~150还原剂三氧化二砷As2O3As2O3室温干燥器中保存氧化剂碳酸钙CaCO3CaCO3110EDTA氧化锌ZnOZnO900~1000EDTA硝酸银AgNO3AgNO3280~290氯化物三、取用试剂的注意事项取用试剂的注意事项：1、取用化学试剂时，应注意保持清洁，试剂瓶塞不允许随意放置，应倒放在桌面上，取用试剂后应立即盖好密闭，以防被其他物质玷污或变质。-12-2、固体试剂应用清洁干燥的小药匙取用。取用碱性试剂后的小药匙应立即洗净，以免被腐蚀。3、用吸管移取试剂溶液时，试剂绝不能用未经洗净的吸管插入不同试剂瓶中取用。4、所有盛装试剂的瓶上都应贴有明显的标签，写明试剂的名称、规格，没有标签标明名称和规格的试剂，在未查明前不能随便使用。5、在分析工作中，试剂的浓度和用量应按规定使用，过浓或过多，不仅造成浪费，而且还可能产生副反应而得不到正确的结果。四、试剂的保管化学试剂在贮存时常因保管不当而变质。有些试剂容易吸湿而潮解或水解；有的容易跟空气里的氧气、二氧化碳或扩散在其中的其他气体发生反应，还有一些试剂受光照和环境温度的影响会变质。因此，必须根据试剂的不同性质，分别采取相应的措施妥善保存。（一）防挥发：1．油封：氨水，浓盐酸，浓硝酸等易挥发无机液体，在液面上滴10～20滴矿物油，可以防止挥发（不可用植物油）。2．水封：二硫化碳中加5mL水，便可长期保存。汞上加水，可防汞蒸气进入空气。汞旁放些硫粉，一但失落，散布硫粉使遗汞-13-消灭于化学反应中。3．腊封：乙醚、乙醇、甲酸等比水轻的或易溶性挥发液体，以及萘、碘等易挥发固体，紧密瓶塞，瓶口涂腊。溴除进行原瓶腊封外，应将原瓶置于具有活性炭的塑料筒内，筒口进行腊封。（二）防潮：1．漂白粉、过氧化钠应该进行腊封，防止吸水分解或吸水爆炸。氢氧化钠易吸水潮解，应该进行腊封；硝酸铵、硫酸钠易吸水结块，倒不出来，以至导致试剂瓶破裂，也应严密腊封。2．碳化钙、无水硫酸铜、五氧化二磷、硅胶极易吸水变质，红磷易被氧化，然后吸水生成偏磷酸，以上各物均应存放在干燥器中。3．浓硫酸虽应密闭，防止吸水，但因常用，故宜放磨口瓶中，磨口瓶塞应该原配，切勿对调。4．“特殊药品”的地下室，下层布块灰，中层布熟石灰，上层布双层柏油纸，方可存放药物。（三）防变质：1．防氧化：亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫代硫酸钠均易被氧化，瓶口应涂腊。2．防碳酸化：硅酸钠、过氧化钠、苛性碱均易吸收二氧化碳，应该涂腊。-14-3．防风化：晶体碳酸钠、晶体硫酸铜应进行腊封，存放在地下室中。4．防分解：碳酸氢铵、浓硝酸受热易分解，涂腊后，存放在地下室中。5．活性炭能吸附多种气体而变质，（木炭亦同），应放在干燥器中。6．黄磷遇空气易自燃，永远保存水中，每15天查水一次：磷试剂瓶中加水、置于有水水糟中，上加钟罩封闭。7．钾、钠保存在煤油中。8．硫酸亚铁溶液中滴几滴稀硫酸，加入过量细铁粉，进行腊封。9．葡萄糖溶液容易霉变，稍加几滴甲醛即可保存。10．甲醛易聚合，应开瓶后立即加少量甲醇；乙醛则加乙醇。（四）防光：1．硝酸银，浓硝酸及大部份有机药品应该放在棕色瓶中。2．硝酸盐存放在地下室中既防热，又防光、防火还能防震。3．有机试剂橱窗一律用黑漆涂染。4．实验室用色布窗帘，内红外黑双层。（五）防毒害：1．磷、硝酸银、氯酸钾、氯化汞等剧毒物放地下室内，双人双-15-锁，建立档案，呈批取用，使用记载，定期检查。2．磷化钙、磷化铝吸水后放出剧毒性磷化氢，应放在干燥器中保存，贴上红色标签。3．由于没有通风橱，经常在地面布石灰，吸附某些毒害气相物质。4．浓酸，浓碱、溴、酚等腐蚀的药物，使用红色标签，以示警戒。（六）防震：1．硝酸铵震动易爆炸，放地下室中。2．自制的大晶体明矾、大晶体硫酸铜，用软纸垫包放大口试剂瓶中，进行缓冲，并按“四位数字”进行编号入厨。（七）防火：1．在仪器室“大门附近”、“显眼”、“顺手”的地方设置水缸、消防桶、砂缸、泡沫灭火器及四氯化碳一瓶。泡沫灭火器药物，每年更新一次。