第二章分析化学的采集和预处理

长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理1第二章分析式样的采取和预处理§2.1分析试样的采取与制备§2.2分析试样的预处理长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理2第二章分析试样的采取和预处理教学要求：1.掌握定量分析的一般步骤2.掌握试样采取的一般原则、无机与有机试样分解方法3.了解试样的制备和保存方法长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理3定量分析的一般步骤：试样的采取与制备试样预处理干扰组分的掩蔽与分离结果的计算与评价测定长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理4§2.1试样的采取与制备试样采取与制备的重要性和意义！采取试样的基本原则：具有代表性；一、采取试样的一般原则：1.现场勘查并收集资料2.保证试样的代表性3.采样量符合要求4.合理保存长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理5二、固体试样的采取（一）矿石试样1.采样点的布设（汽车、火车、轮船、矿堆、传送带）依据具体情况而选择不同方案（分布均匀合理）2.固体试样湿存水去除去除湿存水的目的：表示方法：干基烘干、风干、真空干燥3.固体试样的制备长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理6固体试样取样的制备缩分：四分法粗碎筛分(4~6号)中碎筛分(20号)研磨分析试样缩分缩分缩分1号(分析)2号(备查)筛分时，所有的颗粒都必须通过筛孔破碎过筛混匀缩分长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理7试样的制备及分解固体试样取样的最低可靠质量公式mQ为所需试样的最小量，单位是kg，d为试样最大颗粒的直径，单位是mm，k为缩分常数，通常在0.05至1Kg.mm-2之间。影响mQ大小的因素有：试样的颗粒大小、均匀性、比重、被测组分的含量及分析的允许误差等等。制样的过程：破碎、过筛、混匀、缩分。每次缩分的取样量均应满足最低可靠重量公式的要求。2kdmQ长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理8最大颗粒的确定方法—过筛使分析试样的粒度小到能通过要求的筛孔，每次破碎过筛时，应将未通过筛孔的粗粒进一步破碎，直到全部通过筛孔。根据需要不断重复破碎、过筛、混匀、缩分过程直到符合要求。筛孔大小用筛号表示。筛号（网目mesh）：一英寸长度的筛网上的筛孔数。如：100号筛，即100网目的筛(一英寸长度筛网上有100个筛孔)，孔径为0.149mm。170目筛—孔径为0.088mm200目筛—孔径为0.074mm。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理9试样的四分法缩分缩分的目的是使粉碎后的试样量逐步减少，一般采用四分法，即将过筛后的试样混匀，堆为锥形后压为圆饼状，通过中心分为四等份，弃去对角的两份。是否需要继续缩分，由固体试样取样的最低可靠质量公式决定：2kdmQ长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理10最低可靠质量公式的应用例1.有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm，k为0.2kg/mm2，应保留的试样量至少是多少千克？解:kg2.762.02Qm应由原样进行一次缩分。即kg10kg201次缩分长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理11最低可靠质量公式的应用例2.某矿石的最大颗粒直径为10mm，若k为0.1kg/mm2，(1)问至少应取多少试样才具有代表性？(2)若将该试样破碎，缩分后全部通过10号筛，应缩分几次？(3)若要求最后获得的分析试样不超过100g，应使试样通过几号筛？解：缩分公式2kdmQkg10mm)10(mmkg1.022Qm(1)长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理12最低可靠质量公式的应用例2.某矿石的最大颗粒直径为10mm，若k为0.1kg/mm2，(1)问至少应取多少试样才具有代表性？(2)若将该试样破碎，缩分后全部通过10号筛，应缩分几次？(3)若要求最后获得的分析试样不超过100g，应使试样通过几号筛？解：(2)10号筛的筛孔为2mmkg4.0mm)2(mmkg1.022Qmkg325.0kg65.0kg25.1kg5.2kg5kg1054321次缩分次缩分次缩分次缩分次缩分应缩分4次。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理13最低可靠质量公式的应用例2.某矿石的最大颗粒直径为10mm，若k为0.1kg/mm2，(1)问至少应取多少试样才具有代表性？(2)若将该试样破碎，缩分后全部通过10号筛，应缩分几次？(3)若要求最后获得的分析试样不超过100g，应使试样通过几号筛？解：(3)要求最后试样不超过100g，即22mmkg1.0kg1.0xmm1x20号筛孔径为0.83mm，10号筛为2.00mm，所以选20号筛。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理14（二）土壤试样（了解）1.采样点的布设2.采样时间3.采样深度4.采样量5.保存长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理15（二）土壤试样（了解）1.采样点的布设依据地形地貌和采样地块大小而定。有：梅花形、棋盘式、蛇形等2.采样时间依据分析内容来确定。3.采样深度依据作物的根系来确定。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理16（二）土壤试样（了解）4.采样量根据分析项目确定，一般要求1kg左右。5.保存依据测定项目，有些需要新鲜土壤（如挥发酚、氨氮和氰化物等不稳定组分）；其它多数需要风干的土样。风干时注意：除去植物根茎、叶片、石砾等；避免阳光直射、落入灰尘等。容器：玻璃、聚乙烯，避光、干燥、清洁。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理17三液体试样的采取和制备（了解）1.采样点的设置（液体的分布特点、均匀程度）根据监测目的、液体试样的利用情况、均匀性等确定。2.采样设备3.水样的保存水样保存的目的——代表性（不挥发、不沉淀、不变质）容器（玻璃、聚乙烯、石英）、时间（72h,48h,12h）、保存方法长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理18四气体试样的采取和制备1.采样点的布设原则（气体的特点，受影响因素较多）2.采样方法（依据存在状态、浓度、方法灵敏度确定）直接采样法浓缩采样法——溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法实验室制备过程中有与其类似的方法，请各举一例长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理19五生物试样的采取和制备生物试样通常包含哪些？植物——花、叶、经、根、种子动物——体液（尿、血等）、毛发、肌肉、组织器官微生物待分析的组分：植物体内的营养成分、农药残留动物体内的药物及代谢产物、糖类、固醇类等等长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理20五生物试样的采取和制备植物试样的采取和制备采样根据分析测试的目的和要求采样（不同发育阶段、不同部位）采样量：干重1kg，湿重5kg制备：新鲜——；干样——。动物试样的采取和制备血液、尿液、毛发和指甲长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理21§2.2分析试样的预处理主要介绍湿法分析中试样的预处理方法。分解试样的基本要求：(1)分解完全、分解速度快；(2)不损失待测组分；(3)不沾污、无污染或污染小。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理22一.无机试样的分解湿法分解中的溶剂选择原则(1)能溶于水的用水作溶剂；(2)不溶于水的酸性物质采用碱性溶剂，碱性试样采用酸性溶剂；(3)还原性试样采用氧化性溶剂，氧化性试样采用还原性溶剂；长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理23无机物的分解1.溶解法溶解溶剂适用对象备注盐酸弱酸盐：碳酸盐、磷酸盐等金属氧化物：Fe2O3、MnO2等某些硫化物：FeS、Sb2O3等合金：Fe、Zn等其它：Al2O3、BeO、某些硅酸盐还原性酸，Cl-的配位作用。硝酸金属(Pt、Au除外；Fe、Al、Cr生成氧化膜；锑、锡、钨生成不溶性的)硫化物(低温进行、先加盐酸？？)氧化性酸王水HCl：HNO33:1长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理24溶解溶剂适用对象备注硫酸合金、矿石等（钙锶钡铅除外）氧化性酸强脱水性磷酸络合能力强高氯酸不锈钢、硫化物使用时必须先加硝酸有机物:先硝解氧化性酸;强脱水性;与有机物或还原剂一起加热发生爆炸氢氟酸与硫酸和高氯酸一起使用硅铁、硅酸盐用铂坩埚通风NaOH20%~30%Al及铝合金、酸性氧化物用四氟乙烯容器长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理252.熔融法熔融法：将试样与固体熔剂混合，在高温下加热，利用试样与溶剂发生的复分解反应，使试样的全部组分转化成易溶于水或酸的化合物。不足：熔剂量大、坩埚材料污染、温度高长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理262.熔融法(1)酸熔法常用熔剂：焦硫酸盐(K2S2O7);硫酸氢钾(KHSO4)适用对象：碱性试样或中性氧化物、矿石；刚玉(Al2O3)；金红石(TiO2)等；TiO2+K2S2O7=Ti(SO4)2(可溶性)+2K2SO4a.在瓷坩埚或铂皿（稍有腐蚀）中进行；b.冷却后用稀硫酸萃取。KHF2可用来分解稀土和钍的矿物。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理27(2)碱融法常用熔剂：Na2CO3、K2CO3、NaOH、KOH、Na2O2等Na2CO3（850℃）、K2CO3（890℃）分解：硅酸盐、酸性炉渣等（铂、瓷皿）；NaAlSi3O8+3Na2CO3=NaAlO2+3Na2SiO3+CO2BaSO4+Na2CO3=Ba2CO3+Na2SO4NaOH（321℃）、KOH（404℃）分解：硅酸盐、铝土矿、粘土等（铁、银、镍皿）混合熔剂：Na2CO3和K2CO3(1:1)，可降低熔融温度注意选择合适的坩埚。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理283.半熔法(烧结法)将试样和熔剂在低于熔点的温度下进行反应；避免侵蚀器皿；时间长用CaCO3+NH4Cl可分解硅酸盐，可测定其中的K+、Na+。例分解甲长石：KAlSi3O8+6Ca2CO3+NH4Cl=6CaSiO3+Al2O3+2KCl+6CO2+2NH3+H2O烧结温度750~800℃；粉末产物，可水浸后测K+。长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理29二有机物试样的分解1.溶解法(1)“相似相溶”原则；(2)酚、有机酸溶于乙二胺、丁胺等碱性溶剂；(3)有机碱、生物碱易溶于甲酸、乙酸等酸性溶剂；(4)高聚物长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理302.分解法分解后，进行元素测定；干法和湿法；(1)湿法有机试样硫酸或硝酸或混合酸CO2+H2O硝酸盐或硫酸盐阴离子金属元素C、H非金属元素牛奶中氮含量的测定？克氏定氮法催化剂、浓硫酸消化长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理312.分解法分解后，进行元素测定；干法和湿法；(2)干法坩埚灰化法、氧瓶燃烧法、燃烧法、低温灰化法坩埚灰化法：碳化----灰化长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理32(2)干法氧瓶燃烧法：有机物中卤素、硫、磷、硼等元素测定及部分金属Hg、Zn、Mg、Co、Ni测定定温灰化法：在坩埚中加热(500～550℃)分解，灰化常用于有机物和生物试样中的无机元素锑、铬、铁、钼、锶、锌等；低温灰化：高频电激发的氧气通过试样，150℃灰化；长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理33三.生物试样的预处理与测定对象有关无机成分——干式灰化或湿式消化（与有机试样相同）生物小分子或大分子——存在于细胞外，溶剂提取存在于细胞内，破碎细胞壁后提取长江师范学院重庆市精品建设课程第二章分析试样的采取和预处理341生物组织细胞的破碎方法实际使用时根据细胞的特