第二章--试样的采取、制备和分解

第二章试样的采集、制备和分解样品分析过程据试样性质采用不同的溶解方法计算分析结果测定试样的分解采样应该使分析试样具有代表性根据具体要求选择合适的分析方法根据试样重量,测量数据,和分析反应的计量关系计算（湿法分析）酸溶碱溶熔融工业分析的任务是从大批物料中确定某种或某些组分的平均质量分数。实际工作中分析的物料种类繁多（气、液、固），对分析结果的要求也各有差异，因此试样的采取、制备和分解方法也各不相同。一、样品采集的意义采样——从待测的原始物料中取得分析试样的过程。即从大批物料中采取少量样本作为原始试样。采样的原则：保证试样具有代表性。即试样的组成和被分析物料整体的平均组成一致。如果采样不合理，即使随后的分析程序再认真，细致，测试的手段再先进也是徒劳的。§2—1试样的采集二、几个术语1.子样：用采样器在采样点上一次取得的一定量的物料。2.子样数目：在一个采集对象中应布采样点的个数。3.原始平均试样（总样）：合并所采集子样得到的试样。4.分析化验单位（采样单元）：应采取一个原始平均试样的物料总量，或一个总样所代表的物料总量。如一个容器、一节车皮、或物料流中的某一时间段。5.实验室样品：送往实验室供检验或测定的样品。6.备考样品：与实验室样品同时同样制备的样品，在有争议时可用作实验室样品。§2—1试样的采集二、几个术语7.均匀物料——各部分的特性平均值在该特性的测量误差范围内。均匀物料可在任意部位采样，注意避免引起物料的变化。8.不均匀物料——各部分的特性平均值不在该特性的测量误差范围内。不均匀物料应在不同部位、不同时间取得子样后合并为一个总样。随机不均匀物料——总体物料中任意部分的特性平均值与相邻部分的特性平均值无关。非随机不均匀物料——物料的特性沿一定方向改变或呈现周期性变化的物料。§2—1试样的采集采样对象不同，采样方法也不相同：(一)固态物料样品的采集(二)液态物料样品的采集(三)气态物料样品的采集根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采样。应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的国家标准和各行业制定的标准。§2—1试样的采集试样多样化，不均匀试样应选取不同部位进行采样，以保证所采试样的代表性。（一）固体试样土壤样品:采集深度0-15cm的表地土为试样，按3点式(地块出口，入口和中心点)或5点式(两条对角线交叉点和对角线的其它4个等分点)取样。每点采1-2kg，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分等步骤，取粒径小于0.5mm的样品作分析试样。沉积物:用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分，取小于0.5mm的样品作分析试样。金属试样:经高温熔炼，比较均匀，钢片可任取。对钢锭和铸铁，钻取几个不同点和深度取样，将钻屑置于冲击钵中捣碎混匀作分析试样。1、采样数量数量要求：1）至少满足三次重复检测的需要；2）有需要时必须满足备考样品的需要；3）满足样品制备的需要。数量过多——造成浪费数量过少——不能满足代表性要求在满足需要的前提下，样品数量越少越好。一般根据经验公式计算最低采样量。§2—1试样的采集§2—1试样的采集最低采样量切乔特经验公式：Q=KdaQ:最低采样量（kg）；d:物料中最大颗粒的直径(mm)；K——经验常数，与物料种类、均匀度、易破碎程度有关。一般k值在0.02～1之间，样品越不均匀，k值越大。物料均匀0.1～0.3，物料不太均匀0.4～0.6，物料极不均匀0.7～1.0a=1.8～2.5，地质部门一般规定为2。结论：物料的颗粒越大，则最低采样量越多；样品越不均匀，最低采样量也越多。例：采集某矿石样品，若此矿石最大颗粒直径为20mm，k值为0.06kg/mm2，问最少应采取多少试样？解：Q=Kda=0.06×202=24(kg)若采样量低于24Kg，样品将失去代表性。若将上述矿石最大颗粒破碎至4mm，又应采取多少试样？Q=Kda=0.06×42＝0.96(kg)≈1kg结论：样品的颗粒越大，称样量越大。§2—1试样的采集采集平均试样时的最小质量筛号/目筛孔直径/mm最小质量/KgK=0.10.20.30.51.036.724.529.0313.5522.645.263.361.132.263.395.6511.3102.000.400.801.202.004.00200.830.0690.140.210.350.69400.420.0180.0350.0530.0880.176600.250.0060.0130.0190.0310.063800.1770.0030.0060.0090.0160.031采样注意的问题：采取有代表性的样品时，应根据物料的堆放情况及颗粒大小，从不同部位和深度选取多个采样点，采取一定量的样品，混合均匀。采取的份数越多越有代表性。但是采样量过大，会给后面的制样带来麻烦。§2—1试样的采集2.采用工具：采样铲、采样探子、取样钻等3.采样方法物料流中采样—用舌形铲，按一定的时间间隔采样；运输工具中采样—先布点，再取样（如图）物料堆中采样—分别在顶部、腰部和底部取，且应去掉0.2m的表层后取（如图）；袋(罐)装物料采样—用采样铲等从不同深度采样§2—1试样的采集（1）物料流中采样在物料流中采样，通常采用舌形铲，一次横断面采取一个子样。采样应按照左、中、右进行布点，然后采集。在横截皮带运输机采样时，采样器必须紧贴皮带，而不能悬空铲取物料。（一）固体试样的采集（2）运输工具中采样当车皮容量为30t以下时，沿斜线方向，采用三点采样；当车皮容量为40t或50t时，采用四点采样；当车皮容量为50t以上时，采用五点采样。以商品煤为例：............30t以下40t-50t50t以上（一）固体试样的采集物料堆上采样点的分布0.5m1～2mh=0.3mm=5kg（一）固体试样的采集（3）物料堆中采样方法：在料堆的周围，从地面起每隔0.5m左右，用铁铲划一横线，然后每隔1～2m划一竖线，间隔选取横竖线的交叉点作为取样点，如图所示。在取样点取样时，用铁铲将表面刮去0.1m，深入0.3m挖取一个子样的物料量，每个子样的最小质量不小于5kg。最后合并所采集的子样。自袋、罐、桶中采集粉末样时,通常采用取样钻。取样钻长750mm，外径18mm，槽口宽12mm，下端呈30角锥的不锈钢管或铜管。取样时，将取样钻由袋（罐、桶）口的一角沿对角线插入袋（罐、桶）内的1/3～3/4处，旋转180后抽出，刮出钻槽中物料作为一个子样。取样钻（4）袋(罐)装物料采样（4）袋(罐)装物料采样对于袋装物料，通常规定50件以内抽取5件；51～100件，每增10件，加取1件；101～500件，每增50件，加取2件；501～1000件以内，每增100件，加取2件；1001～5000件以内，每增100件，加取1件。将子样均匀地分布该批物料中，然后，用采样工具进行采集。液体较易取得均匀样品，采样前应先进行预检，检查包装容器是否受损、腐蚀、渗漏，并核对标志；观察容器内物料的颜色、黏度是否正常；表面或底部是否有杂质、分层、沉淀或结块现象，收集充足的信息。采样工具：采样勺、采样瓶、采样罐、采样管（二）液体试样的采集液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少。当物料的量较大时，应从不同的位置和深度分别采样，混合均匀后作为分析试样，以保证它的代表性。液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶，一般情况下两者均可使用。当要检测试样中的有机物时，宜选用玻璃器皿；而要测定试样中微量的金属元素时，则宜选用塑料取样器，以减少容器吸附和产生微量待测组分的影响。液体试样管道中流动着的液体：采样阀贮藏罐中的液体：采样瓶小容器中的液体：应先晃动，混合均匀后再采样；大容器无法摇匀，则应从上、中、下各个部位按1：3：1分别采样，合并为一个试样；或用全液层法采样。一般运行的生产设备上安装有采样管。采样管用玻璃、瓷或金属制成。气体温度高时，应以流水冷却器将气样降至常温。需要注意：液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其进行测试。应采取适当保存措施，以防止或减少在存放期间试样的变化。保存措施有：控制溶液的pH值、加入化学稳定试剂、冷藏和冷冻、避光和密封等。采取这些措施旨在减缓生物作用、化合物或配合物的水解、氧化还原作用及减少组分的挥发。保存期长短与待测物的稳定性及保存方法有关。下表所示为几种常见的保存方法气体物料的特点：易于扩散，容易混合均匀。存在状态有：动态、静态；正压、常压、负压；高温、常温、深冷等，且许多气体有刺激性和腐蚀性，所以，采样时一定要按照采样的技术要求，并且注意安全。（三）气体试样的采集大气试样，根据被测组分在空气中存在的状态(气态、蒸气或气溶胶)、浓度以及测定方法的灵敏度，可用直接法或浓缩法取样。直接采样：用采样装置直接将气体充入取样容器；浓缩采样：是让一定量气体通过装有吸附剂颗粒或过滤器的装置，收集非挥发性物质。贮存于大容器(如贮气柜或槽)内的物料，因密度不同可能影响其均匀性时，应在上、中、下等不同处采取部分试样后混匀。气体试样静态气体试样直接采样，用换气或减压的方法将气体试样直接装入玻璃瓶或塑料瓶中或者直接与气体分析仪连接动态气体试样采用取样管取管道中气体，应插入管道1/3直径处，面对气流方向常压气体，用一般的采样瓶装置正压气体，用球胆、气袋或吸气瓶，打开取样管旋塞即可取样。负压气体，需用抽气泵减压法，抽气取样吸附法取样用装有吸附剂如硅胶（吸附带氨基、羟基的气体）、活性炭（吸附苯、四氯化碳）、活性氧化铝和分子筛等的柱子吸附气体，吸附的气体用加热法或萃取法解脱，或与GC连接检测对于大气粉尘采用过滤式、冲击式和静电式取样，过滤式最普遍---采用玻璃纤维素纤维(0.3mm)过滤大气试样适合采集常压气体适合采集负压气体吸气瓶球胆用于正压气体的采集采集气体物质装置（a)小型气体吸收管；（b)小型冲击式集尘器其组成因部位和时季不同而有较大差异。采样应根据需要选取适当部位和生长发育阶段进行，除应注意有群体代表性外，还应有适时性和部位典型性。鲜样分析的样品，应立即进行处理和分析，生物试样中的酚、亚硝酸、有机农药、维生素、氨基酸等在生物体内易发生转化、降解或者不稳定的成分，一般应采用新鲜样品进行分析。4生物试样生物样品中药残留测定样品生物试样：肌肉、肝、肾、皮肤、血液、蛋奶，尿液，血浆、粪便等；对组织样品宜分取一个完整的解剖部分储存生物材料的容器材料有塑料和玻璃，注意储存期间吸附：塑料易吸附脂溶性组分，玻璃易吸附碱性物质样品制备除一般程序外，还有离心、过滤、防腐和抑制降解等。尿样注意酸败和细菌污染，4度冷藏和加入氯仿或甲苯防腐冷冻干燥法样品放在冷冻干燥室内，抽真空至1.3-6.5bar（10-50mmHg),水变成冰，2-3天后冰全部升华。用于水样的浓缩，植物、动物血清和其它含有易挥发组分的干燥NBS的果叶、牛肝、菠菜叶、松针、米粉、面粉、河沉积物等标准物质用冷冻干燥技术，未发现易挥发的As,Hg等损失，I有明显损失，Br在酸性溶液中有损失。四、采样记录和样品保存采样时应记录被采物料的状况和采样操作，如物料的名称、来源、编号、数量、包装情况、存放环境、采样部位、所采样品数量、采样日期、采样人等。样品采集好后应包装，贴上标签，送至制样室，如不能及时分析，一般只能存放6个月，特殊样品另当别论。§2—2试样的制备从实验室样品到分析试样的这一处理过程称为试样的制备。气体＆液体——充分混合均匀后即可分析；固体样品——制备一般需要经过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。一、破碎破碎一般分为粗碎(25mm)、中碎(5mm)、细碎(0.15mm)、粉碎(≤0.074mm)四个阶段。破碎工具:锷式破碎机、辊式破碎机、圆盘破碎机、球磨机、钢臼、铁锤、研钵等。§2—2试样的制备破碎过程的注意事项(1)破碎前须先把破碎器械的各部分清扫干净；(2)碎样时尽量防止粉末飞扬和跳出，整个破碎过程损失不得超过样品的5％；(3)不能弃去任何难破碎的颗粒；(4)由于挤压、摩擦等作用，温度