第2章-定量分析的一般过程.ppt

分析化学 第二章定量分析的一般过程Stepsinquantitativeanalysis 返回 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 理解实际样品相关计算 返回 返回 第二章定量分析的一般过程 2 1试样的采取和制备 2 2试样的分解 2 3测定方法的选择 2 4分析结果的计算及数据评价 返回 2 1试样的采取和制备 一 取样的基本原则二 取样的步骤三 取样操作方法四 湿存水的处理 返回 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 一 取样的基本原则 返回 从大量分析对象中抽取一小部分作为分析材料的过程称为采样 所得分析材料称为试样或样品 因此必须保证所取试样具有代表性 能代表整批物料的平均组成 二 取样的步骤 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 三 取样操作方法 组成比较均匀的物料组成很不均匀的物料 返回 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 对于较均匀的粉状固体或液体 分装在数量较多的小容器内 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 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 返回 切乔特经验公式 mQ kd2 mQ 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 02 1kg mm 2之间 返回 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 缩分一般采取四分法 按经验式确定缩分的次数 返回 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 返回 返回 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 四 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 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 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 返回 2 2试样的分解 一 概述二 无机试样的分解三 有机试样的分解 返回 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 分解试样的注意事项 试样分解必须完全 试样分解过程中待测组分不应挥发 不应引入被测组分和干扰物质 返回 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 二 无机试样的分解 溶解法熔融法半熔法 烧结法 返回 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作用生成不溶于水的金属Te W Sn外 能分解大部分金属 返回 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 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 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 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 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 三 有机试样的分解 溶解法分解法湿法干法 返回 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 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 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 2 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 干扰物质的影响 实验室条件 返回 2 4分析结果的计算及数据评价 待测组分的化学表示形式以待测组分实际存在形式的含量表示 NH3 NO3 以氧化物或元素形式的含量表示 CaO SO3 SiO2 Fe Cu以离子的形式表示K Na Cl 等 返回 待测组分含量的表示方法固体试样以g g mg g g g ng g和pg g表示 液体试样物质的量浓度 mol L 1 质量摩尔浓度 mol kg 1 质量分数 体积分数 摩尔分数 质量浓度mg L 1 气体试样常量或微量组分的含量 通常以体积分数表示 返回 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 质量控制图 上下警告线 上下控制线 返回 实验室间的质量评