化验分析知识和基本操作

第一部分化验分析的一般知识和基本操作按溶剂的状态不同，溶液可分为固态溶液(如合金)、液态溶液和气态溶液(如空气)。在一定温度下，将固体物质放于水中，溶质表面的分子或离子由于本身的运动和受到水分子的吸引，克服固体分子间的引力，逐渐分散到水中，这个过程叫做溶解。(以固体在水中的溶解为例来讨论溶解过程)。状态，这时存在着动态平衡，我们把在一定条件下达到饱和状态下的溶液叫做饱物质在水中的溶解能力的大小可用溶解度衡量，溶解度即在一定温度符合相似者相溶的经验规化学试剂品种繁多，目前没有统一的分类方法，一般按试剂的化学组1)、无机试剂：无机化学品，可细分为金属、非金属、氧化物、酸、碱、2)、有机试剂：有机化学品，可细分为烃、醇、醚、醛、酸、酯、胺等；3)、基准试剂：我国将滴定分析用标准试剂称为基准试剂，基准试剂是化学试剂中的标准物质，其主要万分含量高，化学组成恒定；4)、特效试剂：在无机分析中用于测定、分离被测组分的专用的有机试等；5)、仪器分析试剂：用于仪器分析的试剂，如色谱试剂和制剂、核磁共振6)、生化试剂：用于生命科学研究的试剂；7)、指示剂和试纸：滴定分析中用于指示滴定终点，或用于检验气体或溶解中某些物质存在的试剂，试纸是用指示剂或试剂溶液处理过的滤纸条；8)、高纯物质：用于某些特殊需要的材料，如半导体和集成电路用的化学9)标准物质：用于分析或校准仪器的有定值的化学标准品；化学试剂的规格反映试剂的质量，试剂规格一般按试剂的纯度及杂质含量划分若干级别。我国的化学试剂规格按纯度和使用要求分为高纯(有基准试剂(容量)是一类用于标定滴定分析标准溶液的标准物质，可量低，主要用于精密的科学研究和测定高，用于一般的科学研究试剂，用于工厂、教学试验的一于普通的实验或各种浓度的溶液，溶液的浓度通常是指BB(2)B的质量分数：指B的质量与混合物的质量之比。经ωB表示，分母两个质量单位不同，则别为1010101(4)B的体积分数：混合前B的体积除以混合物的体积称为B的体积分数(适用于溶质B为液体)，以ψB表示。将原装液体试剂稀采用这种浓度表示，体积分数也常用来表示气体分析中(5)比例浓度：包括容量比浓度和质量比浓度，容量比浓度是指液体试剂相互混合或用溶剂(大多为水)稀释时的表示方法；质量比(6)滴定度：是滴定分析中标准溶液使用的浓度表示方法之一，这有被测物写在后面，中间的斜线表示②TS：指1mL标准溶液中所含滴定剂的质量(g)表示的浓度，用(一)分析化学的任务和作用、分类：个重要分支，它主要包括定性分析和定量分析两析的任务是确定物质是由哪些元素、离子、官能团或化合物组不同分为无机分析和有机分析二类；化学分析方法根据试析方法，由于反应类型不同，操作方法不同，化学分析法又可分为(1)重量分析法(2)滴定分析法(3)气体分析学性质为基础并借用较精密的仪器测化学分析法、色谱分析法测低含量组分及有机物结构等。化学(二)滴定分析法的要求和分类(1)标准溶液：已知浓度的溶液；(2)滴定：将标准溶液通过滴定管滴加到被测物质溶液中的操作；(3)化学计量点：在滴定过程中，滴定剂与被测组分按照滴定瓜议程式所示化学计量点(4)指示剂：指示化学计量点到达而能改变颜色的一种辅助试剂(6)终点误差：滴定终点与化学计量点不完全吻合而引起的误差，也称为滴(1)要有准确称量物质质量的分析天平和测量溶液体积的器皿；(2)要有能进行滴定的标准溶液；(3)要有准确确定化学计量点的指示剂；(1)酸碱滴定法：是以酸碱反应为基础的滴定分析方法，滴定剂通常或间接起反应的物(2)配位滴定法：是利用形成配合物反应为基础的滴定分析方法，又(3)氧化还原滴定法：是以氧化还原反应为基础的滴定分析法，它是还原性或氧化性物质含量的(4)沉淀滴定法：是以沉淀反应为基础的滴定分析法。(一)准确度和精确度量，即误差越小，准确度越高；误差有两种表达方式——绝对误差和相对误真偏差有绝对偏差和相对偏差。绝对偏差是指单次测定值与平均值的偏差。相对偏差是指绝对偏差在平均值中所占的百分率。(二)误差因造成程度。化验分析中，将系统误差产(1)仪器误差：是由于使用的仪器本身不够精密所造成的；(2)方法误差：是由于分析方法本身造成的；(3)试剂误差：是由于所用蒸馏水含有杂质或所使用的试剂不纯所引(4)操作误差：是由于分析工作者掌握分析操作的条件水熟练，个人(1)绝对值相等的正误差和负误差出现的概率相同，呈对称性；(1)选择合适的分析方法(2)增加平行测定的次数(3)减小测量误差(4)消除测定中的系统误差引入的杂质所造成的系统误差，一般，具有准确体积和质量的仪器都应进行试样的称量方法：(1)指定质量的试样的称量方法(固定称样法)(2)，布得不均匀的两种，显然，对于不同的分析对也是不相同的。因此其采样及制备样品的具体步匀程度、数量等等来决定。对于组成比较均匀的加混合后取一部分，即成为具有代表性的分析试(1)试样应分解完全；(2)试样分解过程中待测成分不应有挥发性损失；(3)分解过程中不应引入被测组分和干扰物质。常用的分解方法大致可分为溶解和熔融两种，溶解就是将试样溶解于水、酸、碱或其它溶剂中；熔融就是将试样与固体熔剂混合，在高温下加热，使欲测组分转变为可溶于水或酸的化合物。另外，测定有机物中的无机元素时，首先要除去有机物。重量分析的基本操作包括样品溶解、沉淀、过滤、洗涤、干燥和灼烧等步(一)滴定管，为量出式讲师玻璃仪器，按其容定管；按构造上的不同，又可分为普通滴定的称为酸式滴定管，带有尖嘴玻璃管和胶管适用于装酸性和中性溶液，不适宜装碱性，与胶管起作用的溶液不能用碱式滴定滴定管是内径均匀、带有刻度的细长玻璃管，下部有用于控制液体流量的玻璃活塞(或由橡皮管、玻璃球组成的阀)。滴定管主要用于精确地放出一定体积的溶液。常用滴定管的规格有25mL和50mL的，可估读到mL。滴定管分酸式滴定管和碱式滴定管两种。酸式滴定管用来盛装酸性水。只有不漏水的滴定管才能使用。操作练习1．取一支洁净的滴定管，将滴定管固定在滴定管夹上，观察滴定管的结构。用左手控制滴定管的活塞，并轻轻地反复转动活塞。2．从滴定管夹上取下滴定管，从滴定管上口倒入少量所要盛装的溶液(这里可用水代替)，并使滴定管缓慢倾斜转动，使水润湿全部滴定管内壁。用左手控制活塞，将水从滴定管下部放出。再用水润洗滴定管一次。3．向滴定管中注入水至“0”刻度以上2cm~3cm处，将滴定管垂直夹持在滴定管夹上。如果滴定管尖嘴部分有气泡，应快速放液，以赶走气泡。调整液内液体的体积数，并记录在实验册中。读取滴定管内液体的体积数的方法与读取量筒内液体体积数的方法相似。使眼睛与液面保持平行，读取与液面凹面相切处的数据。5．用滴定管向烧杯中滴液，测出25滴水的体积，并将读数记录在实验册6．用滴定管准确量取mL水。注意当放出的水的体积接近mL时，应逐滴(1)滴定管使用前必须试漏。方法是：滴定管活栓不涂油脂，注水至全容量，垂直静置15min，所渗漏的水不超过最小分度值，即可使用。(2)向滴定管注入标准液时，应先用少量标准液把滴定管润洗2~3次。注嘴，并不得存有气泡；如是碱式滴定管，将乳胶管向上弯曲，挤捏管内玻璃球，使溶液充满胶管和玻璃尖嘴。调整滴定管内液，使其处“”刻度。着在内壁上的溶液流下之后再读数。读数者的视线必须与管内液面的最凹点处于同一水平线上。标准溶液如是深色(如KMnO4溶液)，读数时可以凹液面两(4)滴定管用毕暂时不再使用时，应洗净并擦净活栓，在活栓处应垫一纸条，以防粘连。(二)移液管1、用途：準確吸取固定量液體的玻璃管狀容器。2、使用方法：移液管在其細頸上都有一道刻痕，用來指示定量體積的準確位置。因其只有一道刻痕，故只能取用固定量的液體。移液管可以只用一般的吸球來做輔助的取用工具，而不必一定要用安全吸球來取用。因為在移取的過上後，即可讓液體自行流光，而不必再加以控(三)容量瓶容量瓶是细颈、梨形的平底玻璃瓶，瓶口配有磨口玻璃塞或塑料塞。积，表示在所指温度下，液体的凹液面与容量瓶颈部的刻度相切时，溶液体积恰好与瓶上标注的体积相等。常用的容量瓶有100mL、250mL、1000mL等多种。容量瓶瓶塞须用结实的细绳系在瓶颈上，以防止损坏或丢失。容量瓶在使用前，首先要检查是否完好，瓶口处是否漏水。检查方法往瓶内加入一定量水，塞好瓶塞。用食指摁住瓶塞，另一只手托住瓶底，把瓶倒立过来，观察瓶塞周围是否有水漏出。如果不漏水，将瓶正立并将瓶塞旋转180°后塞紧，仍把瓶倒立过来，再检查是否漏水。经检查不漏水的容量瓶才能使用。在使用容量瓶配制溶液时，如果是固体试剂，应将称好的试剂先放在烧杯里用适量的蒸馏水溶解后，再转移到容量瓶中。如果是液体试剂，应将所需体积的液体先移入烧杯中，加入适量蒸馏水稀释后，再转移到容量瓶里。应特别注意在溶解或稀释时有明显的热量变化，就必须待溶液的温度恢复到室温后才能向容量瓶中转移。容量瓶使用完毕，应洗净、晾干(玻璃磨砂瓶塞应在瓶塞与瓶口处垫张纸条，以免瓶塞与瓶口粘连)。操作练习1．向烧杯中注入10mL溶液(这里可用水代替)，然后将烧杯中的水转移到容量瓶中。用少量水洗涤烧杯2~3次，把洗涤液也转移到容量瓶中。然后向容量瓶中缓慢地注入水到刻度线以下1cm~2cm处，改用滴管滴加水到刻度(小心操作，切勿超过刻度)。2．塞好瓶塞，用食指摁住瓶塞，用另一只手托住瓶底，把容量瓶反复倒转，使溶液混合均匀。化验室中大量使用玻璃仪器，是因为玻璃具有一系列可贵的性质，它有很高的化学稳定性、热稳定性，有很好的透明度、一定的机械强度和良好的绝缘性能。玻璃原料来源方便，并可以用多种方法按需要制成各种不同形状的产品。用于制作玻璃仪器的玻璃称为“仪器玻璃”。玻璃的化学稳定性较好，但并不是绝对不受侵蚀，而是其受侵蚀的程度符合一定的标准。氢氟酸很强烈地腐蚀玻璃，故不能用玻璃仪器进行含液的玻璃仪器特别是磨口仪器还会使磨口粘在一起无法打开。因此，玻璃容器不能长时间存放碱液。化验室所用到的玻璃仪器种类很多，各种不同专业的化验室还用到一(1)烧杯：主要用于配制溶液、溶样，分为普通、带容积近似值、高型和锥形，需要注意加热时应置石棉网上，使其受热均匀，一般不可烧干(2)三角烧瓶：也叫锥形瓶，主要用于加热处理试样和容量分析滴定，一般有具塞形和不具塞二种。(3)碘瓶：主要用于碘量法或其它生成挥发性物质的定量分析；(4)圆(平)底烧瓶：可分为长颈、短颈和平底三种，主要用于加热及蒸馏液体；平底烧瓶又可自制洗液，在使用中一般避免直接火(5)量筒、量杯：粗略地量取一定体积的液体用，使用时必须沿壁加(6)容量瓶：主要用于配制准确体积的标准溶液或被测溶液。非标准不能用直接火加热，可水(7)滴定管：可分为酸式、碱式、自动滴定管和座式滴定管，主要用漏水的不能用；不放与橡皮作用的标准溶(8)吸量管、移液管和移液器：主要用于移液；移液管主要用于准确用于准确地移取不同量的液(9)称量瓶：可分为高形和扁形二种，扁形用作测定水分或在烘箱中、样品；在使用中不可盖紧磨(10)试剂瓶：可分为细口瓶、广口瓶和下口瓶，细口瓶用于存放液体试剂，广口瓶用于装固体试剂，棕色瓶用于存放见光易分解的试剂；在使用中必须注意不能加热、不能在瓶内配制在操作过程中放出大量热量的溶液、磨口塞要保持原配、不能长期存放(11)滴瓶：用于装需滴加的试剂；(12)漏斗：分为长颈和短颈，长颈用于定量分析，过滤沉淀；3)试管：分为普通试管和离心试管，离心试管可在离心机中借离心作用分离溶液和沉淀，硬质玻璃制的试管可直接在火焰上(14)比色管：主要用于光度分析，在使用中不可直接加热，非标准磨口塞必须是原配，注意保持管壁透明，不可用去污粉刷(15)表面皿：用于盖烧杯及漏斗等，在使用中不可直接火加(16)研钵：用于研磨固体试剂及试样等用，不能研磨与玻璃作(17)干燥器：分为普通和真空干燥器，用于保持烘干或灼烧过；在使用时底部放变色硅胶或(1)煤气灯：用于加热、灼烧(2)水浴锅：用于水浴加热，有铜制水浴锅、铝制水浴锅炉及电热恒温水浴，水浴锅上的圆圈适于放置不同规格的蒸发皿，不可烧(3)石棉网：使受热物体均匀受热，在使用中不能与水接触，不要损(4)双顶丝：固定万能夹及烧瓶夹；(5)万能夹：夹住烧瓶颈、冷凝管，使用时头部套耐热橡胶管；(6)烧杯夹：夹取热的烧杯；(7)烧瓶夹：夹住烧瓶；(8)坩埚钳：夹持坩锅和蒸发皿；使用时勿沾上酸等腐蚀性液体，保，尖部向上放于桌上；(9)滴定台及滴定夹：夹持滴定管，使用底板上铺白瓷板，以便滴定(10)移液管架：木或塑料制，放置移液管及吸液管；(11)(12)(13)铁架台、铁环：固定反应容器，与双顶丝、万能夹配合使(14)螺旋夹：夹在橡皮管上，调节气体或液体流量；在分析工作中，洗净玻璃仪器不仅是一个必须做的实验前的准备工作，也是一个技术性的工作。仪器洗涤是否符合要求，对化验工作的准确度和精密度均有影响。不同分析工作(如工业分析、一般化学分析、微量分析等)有不同的仪器洗净要求。(1)水刷洗；(2)用低泡沫洗涤液刷洗；针对仪器沾污物的性质，采用不同洗涤液通过化学或物理作用能有效地洗净仪器。洗涤剂的使用要考虑能有效地除去污染物，不引进新的干扰物质(特别是微量分析)，又不应腐蚀器皿。强碱性洗液不应在玻璃器皿中停留超过20min，以免腐蚀玻璃，在使用各种性质不同的洗液时，一定要把上一种洗涤液除去天平是精确测定物体质量的重要计量仪器。化验工作中经常要准确称量一从天平的构造原理来分类，天平分为机械式天平(杠杆天平)和电子天平两大类，杠杆天平又可分为等臂双盘天平和不等臂双刀单盘天平。双盘天平还可分为摆动天平和阻尼天平(有阻尼器)，普通标牌和微分标牌天平(有光学读数装置，亦称为电光天平)。按加码器加码范围，可分为部分机械加码和全部机械加码。电子天平由于采用电磁力平衡的原理，没有刀口刀承，无机械磨损，采用全部数字显示，称量快速，只需几秒钟就可显示称量结果。如按最大称量值划分，天平的名称中还有大称量天平、微量天平超微最大称量，又称最大负荷，表示天平可称量的最大值。天平的最大称量必须大于被称量物体可能的质量。分度值，即天平标尺一个分度对应的质量。天平的最大称量与分度值首先，要考虑称量的最大质量和要求的精度；在根据实际情况分别选天平；不应使用精度不够的天平，那样达不到测定要求的准确度；也不应滥用高精度天平造成不必要的浪费。(1)同一实验应使用同一台天平和砝码；(2)称量前后应检查天平是否完好，并保持天平清洁，如在天平内洒落药品应立即清理干净，避免腐蚀天平；(3)天平载重不得超过最大负荷，被称物应放在干燥清洁的器皿中称(4)不要把热的或过冷的物体放到天平上称量，应在物体和天平室温(5)被称物体应放在秤盘中央，开门、取放物体时必须休止天平，转(6)称量完毕应及时取出所称量样品，指数盘转到0位，关好天平各(7)搬运天平时就卸下秤盘、吊耳、横梁等部件；(8)搬运或拆装天平后应检查天平性能。(1)电子天平的特点：电磁力平衡原理，称量时全量程不用钏内即达到平衡，显。具有称量范围和读数精度可变的功(2)电子天平的使用方法码或外部自备后，将物品放相勿用有机溶剂。(3)使用注意事项一个环节是③电子天平的积分时间也称为测量时间周期时间，有几档可供④电子天平的稳定性监测器是用来确定天平摆动消失及机械系统静止程序的器件。当稳定性监测器表示达到要求的稳定性⑤在较长时间不使用的电子天平应每隔一段时间通电一次，以可以装在柱内，也可以做成薄层。前者叫谱法原理制成的仪器叫色谱仪，目前，主要也由此得名。这就物质，但色谱一词气体作为流动相分析了脂肪酸同系物并提出了塔板理论。1956年范第姆特总结克服了气相色谱不适于定性的缺点。则年代，由于检测技术的提高和高压泵的出现，高效液相色谱迅远发展，使得色谱法的应用范围大大扩展。目前，由于高效能的色谱往、高灵敏的检测器及微处理机的使用，使得色谱法已成为一种仪的稳定性和分析结果。(1)载气系统。包括气源、气体净化、气体流速控制和测量(2)进样系统。包括进样器、汽化室——将液体样品瞬间汽化为蒸气(3)色谱柱和柱温。包括恒温控制装置——将多组分样品分离为单个(4)检测系统。包括检测器，控温装置(5)记录系统。包括放大器、记录仪、有的仪器还有数据处理装置经过一定的柱长后，便彼此分离，按顺序离开色流讯号经放大后，在记录器上描绘出各组份的色(1)分离效率高。几十种甚至上百种性质类似的化合物可在同一根色谱柱(2)分析速度快。一般而言，色谱法可在几分钟至几十分钟的时间内完成(3)检测灵敏度高。随着信号处理和检测器制作技术的进步，不经过预浓-12g数量级。(4)样品用量少。一次分析通常只需数纳升至数微升的溶液样品。(5)选择性好。通过选择合适的分离模式和检测方法，可以只分离或检测(6)多组分同时分析。在很短的时间内(20min左右)，可以实现几十种自h必须始终接一根色谱柱或一个帽，否则氢气会流进加热室引起爆炸事故。(7)ECD检测器的废气必须排出室外，以防止放射性活性材料污染实验室。有ECD的用户每6个月必须执行一次放射活性泄漏检查。、氧气等。(10)每次完成测试后，进几针溶剂清洗柱子色谱常见故障处理性能也各有差别。主要包括两个系统。即气路系统和电样器、色谱柱、检测器等；电子系统包括各用电部件的稳压电别是构成这两个系统部件的结构、功能。色谱仪的故障是多种能缩小故障的范围。对于气路系统出的故障，不外乎是各种气体(特别是载气)有漏气的现象、气体不好、气体稳压稳流不好等等。例如：值逐渐变小至负数，这极有可能是载气泄否有漏的现象，若不漏而基线仍漂移，则可的故障，分析工作者可以找出并排除，但要需要分析工作者有一定的电子线路方面的知识，并且要弄清楚主机接线图和各系统的电原理图(尤其是接线图)。在这些对象间的关系，具体的标明了各接插件引线找寻故障是非常方便的。色谱电路系统的故统的电源的故障。温控系统(包括柱温、检测器温控、进样器温控)的主回路导通角的变化，使加热功率变化，而使温度变化(恒定或不恒定)。而控制可控硅导通角变化的是辅回路(或称控温电路)，包括铂电阻(热敏元件)和线性集成电路等等。)，铂电阻是否坏(断或短路)或是否接触不良。其次检部又要考虑到整体，有“果”必有“因”，弄清除产生“果”(故障)的“因”，把故障范围缩小。例开，观察基线情况，如果恢复正常，则说明故障不在放大器和处理机(或记录仪)，而在气路部分或温度控制单元；反之，则说明故障发生在放大器、记录等单元上。这种部分排除的检查故障方法，在实际中是非常有1)、标准溶液配制规定：在方法、使用仪器、量具和试剂方面都有(1)制备标准溶液用水，在未注明其它要求时，就符合GB66821992(2)所用的试剂的纯度就在分析纯以上；(3)所用分析天平的砝码、滴定管、容量瓶及移液管均需定期校正；(4)标定标准溶液所用的基准试剂应为容量分析工作基准试剂，制备(5)制备标准溶液的浓度系指20℃时的浓度；两人各作4次平行测定，每人4次平行测定结果的极差(即最大值与最小值之差)与平均值之比不得大于%。结果取平均值，浓(7)对凡规定用“标定”和“比较”两种方法测定浓度时，不得略去(8)制备的标准溶液浓度与规定浓度相对误差不得大于5%；(9)配制浓度等于或低于L的标准溶液时，应于临用前将浓度高的标(10)碘量法反应时，溶液的温度不能过高，一般在15~20℃之(11)滴定分析用标准溶液在常温(15~25℃)下，保存时间一般2)、配制方法：(1)直接配制法已干燥的“基准物”溶于水后，转a纯度高：含量一般要求在%以上，杂质总含量小于%d使用时易溶解e最好是摩尔质量较大：这样称样量较多，可以减少称量误(2)标定法将这些物质配成近似所需浓度溶液，再用基准物测定其准确作叫做“标定”，标定的方法有如下两种：直接标定：准确称取一定量的基准物，溶于水后用待标定反应完全。根据所消耗待标定溶液的体积VB——消耗待标定溶液的体积，mL知浓度的标准溶液来标定定标准溶液的，这样做的目的，使标定与测定的条件以消除共存元素的影响，更符合实际情况。标准溶液的浓度后，为了更准确地保证(1)分析实验所用的溶液应用纯水配制，容器应用纯水洗三次以上。特殊要(2)溶液要用带塞的试剂瓶盛装，见光易分解的溶液要装于棕色瓶中，挥发，瓶塞要严密，见空气易变质及放出存放时要用蜡封住，浓碱液应用塑料(3)每瓶试剂溶液必须有标明名称、规格、浓度和配制日期的标签；(4)溶液储存时可能变质的原因：①玻璃与水和试剂作用或多或少会被侵蚀(特别是碱性溶液)，使溶液中含有钠、钙、硅酸盐等杂质；④某些配位滴定指示剂溶液放置时间较长后发生聚合和氧化反应等，不能时放热较多的试剂，不可在试剂瓶中配制，以免炸裂。配制硫酸溶液(6)用有机溶剂配制溶液时，有时有机物溶解较慢，应不时搅拌，可以在热水浴中温热溶液，不可直接加热，易燃溶剂使用进要远离明火，几乎所有的有机溶剂都有毒，应在通风柜内操作。应避免有机溶剂不必要的蒸(7)要熟悉一些常用溶液的配制方法(8)不能用手接触腐蚀性及有剧毒的溶液，剧毒废液应作解毒处理，不可直1)、配制：LHCl溶液：量取90毫升盐酸，缓慢注入1000ml水。2)标定：(1)、反应原理：Na2CO3-+2HCl→2NaCl+CO2++