第13章-定量分析的一般步骤

下一页返回退出分析化学第十三章定量分析的一般步骤Stepsinquantitativeanalysis返回上一页下一页返回退出基本内容和重点要求掌握分析试样的制备方法及要求；了解试样的分解方法及要求；掌握测定方法选择原则；融会贯通掌握实际样品测定方法及相关计算。返回上一页下一页返回退出第十三章定量分析的一般步骤§13-1试样的采取和制备§13-2试样的分解§13-3测定方法的选择§13-4分析结果准确度的保证和评价返回上一页下一页返回退出§13-1试样的采取和制备一、定量分析的一般步骤二、取样的步骤三、取样的基本原则四、取样操作方法五、湿存水的处理返回上一页下一页返回退出一、定量分析的一般步骤返回取样与制样试样的分解分离与富集测定数据处理上一页下一页返回退出实例:石灰石及方解石石灰石主要化学成分：CaCO3理论组成：CaO%：56.04CO2%：43.96实际样品组成范围及常规测定方法：SiO2%：0.2~10%(化学分析法）Fe2O3%：0.1~2%（化学分析法或仪器分析法）Al2O3%：0.2~2.5%（化学分析法或仪器分析法）CaO%：45~53%（化学分析法）MgO%：0.1~2.5%（化学分析法）R2O%：微量~2.0%（仪器分析法）返回上一页下一页返回退出二、取样的步骤必须具有代表性，样品的组成要与被采样的原始物质的组成一样。取样大致分三步：收集粗样（原始试样）；将每份粗样混合和粉碎、缩分，减少至适合分析所需的数量；制成符合分析用的样品。返回上一页下一页返回退出三、取样的基本原则正确取样应满足要求：大批试样（总体）中所有组成部分都有同等的被采集的几率；根据给定的准确度，采取有次序的和随机的取样，使取样的费用尽可能低；将n个取样单元（如车、船、袋等）的试样彻底混合后，再分成若干份，每份分析一次，这样比采用分别分析几个取样单元的办法更优化。返回上一页下一页返回退出四、取样操作方法1.组成比较均匀的物料2.组成很不均匀的物料返回上一页下一页返回退出1.组成比较均匀的物料包括气体、液体和某些固体，取样单元可以较小，如：对于大气样品，根据被测组分在空气中存在状态、浓度，以及测定方法的灵敏度，可用直接法或浓缩法取样；对于水样，需根据情况确定取样面、取样点、取样方法；返回上一页下一页返回退出对于较均匀的粉状固体或液体，分装在数量较大的小容器内，可从总体中按有关标准规定随机地抽取部分容器，再采取部分试样混匀即可；对于金属制品如板材和线材等，由于经过高温熔炼组成一般较均匀，可将许多板（线）对齐横切削一定数量的试样。返回上一页下一页返回退出2.组成很不均匀的物料颗粒大小不等，硬度相差大，组成不均匀，如矿石、煤炭、土壤等。以矿石为例过筛混匀缩分分析试样矿山取样点采集量mQ≥kd2破碎返回上一页下一页返回退出切乔特经验公式：mQ≥kd2mQ——试样的最小量，单位是kgd——试样最大颗粒的直径，单位是mmk——缩分常数，通常在0.05~1kg·mm-2之间返回上一页下一页返回退出破碎分为粗碎、中碎、细碎及研磨。过筛时应使试样全部通过筛孔。标准筛号（网目mesh）是指一英寸长度的筛网上的筛孔数。100目－0.149mm。140目－0.105mm，200目－0.074mm。返回上一页下一页返回退出缩分一般采取四分法，按经验式确定缩分的次数。返回上一页下一页返回退出根据样品的性质和测定要求确定取样量；样品必须谨慎贮藏，避免组成发生变化。采样误差常大于分析误差返回上一页下一页返回退出例1有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm左右，设k为0.2kg·mm-2，应保留的试样量至少是多少千克？若再破碎至粒度不大于2mm，则应继续缩分几次？解：kgmmmmkgmQ2.7)6(2.022所以，由原样缩分一次，20kg10kg1返回上一页下一页返回退出kgmmmmkgmQ8.0)2(2.022则继续缩分3次，10kg5kg2.5kg1.25kg0.625kg1234返回上一页下一页返回退出五、湿存水的处理湿存水是试样表面及空隙中吸附的空气中的水分，其含量随样品的粉碎程度和放置时间而改变，因而试样各组分的相对含量也随湿存水的多少而变化。为了便于比较，试样各组分相对含量的高低常用干基表示。干基是不含湿存水的试样的质量。返回上一页下一页返回退出在分析之前将试样烘干（对于受热易分解的物质采用风干或真空干燥的方法干燥）。湿存水的含量可根据烘干前后试样的质量计算。湿存水的含量也是决定原料的质量和价格的指标之一。返回上一页下一页返回退出例2称取10.000g工业用煤试样，于100～105℃烘1h后，称得其质量为9.460g，此煤样含湿存水为多少？如另取一份试样测得含硫量为1.20％，用干基表示的含硫量为多少？解：27.110040.500.10020.1%40.5100000.10460.9000.10%硫湿存水返回上一页下一页返回退出§13-2试样的分解一、概述二、无机物的分解三、有机物的分解返回上一页下一页返回退出一、概述分解的目的：将待测组分定量转移至溶液中；分解方式：溶解法、熔融法、干式灰化、湿式消化等；选择分解方法应考虑：分解完全、分解速度快、分离测定方便、准确度高、对环境无污染或很少污染等方面。返回上一页下一页返回退出分解试样的注意事项：被测组分定量分解、定量转移、尽量避免和减少溶剂（熔剂）干扰；湿法中选择溶剂的原则：能溶于水的先用水溶解，不溶于水的酸性物质用碱性溶剂，碱性物质用酸性溶剂，还原性物质用氧化性溶剂，氧化性物质用还原性溶剂。返回上一页下一页返回退出二、无机物的分解1.溶解法2.熔融法3.半熔法（烧结法）返回上一页下一页返回退出1.溶解法HCl：还原和络合性，可分解金属电位序中氢以前的金属或合金、碳酸盐及以碱金属、碱土金属为主成分的矿物，可溶解软锰矿(MnO2)、赤铁矿(Fe2O3)。HNO3：氧化性，除贵金属、表面易钝化的Al、Cr、Fe、与HNO3作用生成不溶于酸的金属Te、W、Sn外，能分解大部分金属。返回上一页下一页返回退出溶解法H2SO4：强氧化、脱水能力，可分解有机物、多种合金及矿物；利用其高沸点可除去低沸点HCl、HF、HNO3等。H3PO4：高温时形成焦磷酸，强络合能力，可分解难溶的合金钢及矿石。返回上一页下一页返回退出溶解法HClO4：强酸、强氧化、脱水性，分解能力强，可分解含Cr合金及矿石；热HClO4遇有机物易发生爆炸，用前应用HNO3氧化有机物和还原剂。HF：强络合能力，与Si形成挥发性SiF4，与H2SO4或HNO3混合使用，在Pt或Teflon器皿中分解硅酸盐。返回上一页下一页返回退出溶解法NaOH：分解两性金属（Al）或氧化物（As2O3），用塑料或Ag制器皿。混合酸：王水（HCl+HNO3）分解贵金属、合金及硫化物矿石；HNO3+HClO4分解有机物等。返回上一页下一页返回退出2.熔融法熔融法－试样与酸性或碱性熔剂混匀于特定坩埚中，在高温下熔融，然后再用水或酸浸取融块。酸性熔剂：K2S2O7、KHSO4、V2O5等碱性熔剂：Na2CO3、NaOH、Na2O2、KOH、Na2B4O7、K2CO3、LiBO2等返回上一页下一页返回退出熔剂疏松和通气作用3.半熔法（烧结法）低温度，熔剂用量少，时间短，坩埚浸蚀小。烧结可在瓷坩埚中进行。Na2CO3+MgO（或ZnO）（12）作熔剂，分解煤或矿石中的硫。将硫氧化为硫酸盐，用水浸出即可测定。返回上一页下一页返回退出三、有机物的分解1.溶解法2.分解法湿法干法返回上一页下一页返回退出1.溶解法低级醇、多元酸、糖类、氨基酸、有机酸的碱金属盐，均可用水溶解；许多有机物不溶于水可溶于有机溶剂；根据相似相溶原理，极性有机化合物易溶于甲醇、乙醇等极性有机溶剂，非极性有机化合物易溶于苯、甲苯等非极性有机溶剂。返回上一页下一页返回退出2.分解法湿法：在克氏烧瓶中加热，样品中有机物氧化成CO2和H2O，金属转变为硝酸或硫酸盐，非金属转变为相应的阴离子，可用于测定有机物中的金属、S、X等。返回上一页下一页返回退出分解法干法氧瓶燃烧法：用于有机物中X、S、P、B的测定及部分金属Hg、Zn、Mg、Co、Ni的测定。定温灰化法：是将试样置于敞口皿或坩埚中，一定温度下，加热分解，残渣溶解测定样品中的无机元素，如Te、Cr、Fe、Mo、Sr、Zn、As、Se、Hg等。返回上一页下一页返回退出§13-3测定方法的选择测定的具体要求；被测组分的含量范围；被测组分的性质；共存组分的性质；实验室条件。返回上一页下一页返回退出§13-4分析结果准确度的保证和评价质量评价方法通常可分为“实验室内”和“实验室间”两种。实验室内的质量评价包括：通过多次重复测定确定偶然误差；用标准物质或其它可靠的分析方法检验系统误差；用互换仪器以发现仪器误差，交换操作者以发现操作误差；绘制质量控制图以便及时分析测量过程中的问题。返回上一页下一页返回退出实验室间的质量评价：由一个中心实验室指导进行；它将标准样（或管理样）分发给参加的各实验室；可考核各实验室的工作质量，评价这些实验室间是否存在明显的系统误差。返回上一页下一页返回退出例3在GB4553-84中，有关硝酸钠的各项技术指标及平行两次的容许差如下：技术指标规格（％）容许差（％）一级二级NaNO399.298.30.3水分2.02.00.1水不溶物0.08－0.008NaCl0.40－0.03Na2CO30.10－0.01返回上一页下一页返回退出质量控制图上下警告线上下控制线＋3＋2－2－312345678910日期返回上一页返回退出本章小结§13-1试样的采取和制备§13-2试样的分解§13-3测定方法的选择§13-4分析结果准确度的保证和评价返回