分析化学分析试样的采集与制备资料

分析化学分析试样的采集与制备资料22.1

试样的采集

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。分析测定步骤：1

采样；2制样；3分解样品；4测定前的预处理；5方法的选择；6结果的计算和数据的评价。第2章分析试样的采集与制备3整批物料中组分平均含量区间为:

m:整批物料中组分平均含量，:为试样中组分平均含量，

t:与测定次数和置信度有关的统计量，

s:各个试样单元含量标准偏差的估计值，n:采样单元数采样单元数若测量误差很小,分析结果的误差主要是由采样引起的。其中：采样公式:4

分析所用试样的取小质量，取决于试样的粒度，用以下经验公式（切乔特公式）确定：

mQ

样品的最低可靠质量（kg）k

缩分系数（取决于物料特性）通常为0.05~1kgmm-2d

样品最大颗粒直径（mm）mQ≥kd21试样量的确定2.1.1固体（态）物料试样的采集5例：有试样20kg，粗碎后，最大粒度为6mm左右，设k为0.2kgmm-2，问应缩分几次？如缩分后，再破碎至全部通过10号筛，问应缩分几次？解：缩分一次后剩余样品为：故缩分一次就够了。若再破碎至全部通过10号筛，此时，粒度小于2mm，若缩分三次，剩余样品为：62物料流中采样

随运送工具运转中的物料，称之为物料流。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。3运输工具中采样当车皮容量为30t以下，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。7123124312345商品煤采样点图：30t以下50t以上40t~50t84物料堆中采样

进厂的成批物料，如果在运输过程中没有取样，进厂后可在分批存放的料堆上取样。

其方法是：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。0.5m1~2m图2-4堆料上采样点的分布9~10mm玻璃管如采取水样水管中或有泵水井中的水样（先放水5~10min)池、江、河中的水样二、液态物料试样的采集（一）流动着的液体物料（二）贮罐（瓶）中的物料1.大贮罐中物料试样的采集2.小贮罐、桶或瓶中物料试样的采集10115.大气样品的采取距地面50~180cm注意：采样前，所用容器及通路须洗净，再用要采取的液体或气体冲洗数次或使之干燥，然后取样。三、气态物料试样的采集1.常压气体物料试样的采集3.正压状态气体物料试样的采集4.超低负压状态气体物料试样的采集2.低负压状态气体物料试样的采集12一、破碎第二节试样的制备

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。试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。

破碎可分为粗碎、中碎、细碎和粉碎4个阶段。根据实验室样品颗粒大小、破碎的难易程度，可采用人工或机械的方法逐步破碎，直至达到规定的粒度。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。13二、过筛

物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过指定的筛子为止（易分解的试样过170目筛，难分解的试样过200目筛）。14

筛号①(网目)361020406080

筛孔直径②/mm6.723.362.000.830.420.250.177

筛号(网目)100120140200230270325

筛孔直径/mm0.1490.1250.0740.0740.0630.0530.042①筛孔（网目）指1英寸筛底长度内的筛孔数。②筛孔直径按美国标准。表2-3标准筛的筛号及孔径大小15三、混匀混匀法通常有铁铲法或环锥法、掀角法。

铁铲法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。如铁铲法是在光滑而干净的混凝土或木制平台上，用铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数次。操作时物料必须从锥堆顶部自然洒落，使样品充分混合均匀。也可采用机械混匀器进行混匀。四、缩分

缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩小试样量的过程。

常用的有锥形四分法、正方形挖取法和分样器缩分法。161.分样器(riffler)缩分法

分样器为中间有一个四条支柱的长方形槽，槽低并排焊着一些左右交替用隔板分开的小槽（一般不少于10个且须为偶数），在下面的两侧有承接样槽。将样品倒入后，即从两侧流入两边的样槽内，把样品均匀地分成两份，其中的一份弃去，另一份再进一步磨碎、过筛和缩分。172.堆锥四分法(coningandquartering)

将混合均匀的样品堆成圆锥形，用铲子将锥顶压平成截锥体，通过截而圆心将锥体分成四等份，弃去任一相对两等份。183.正方形挖取法

将混匀的样品铺成正方形的均匀薄层，用直尺或特制的木格划分成若干个小正方形。用小铲子将每一定间隔内的小正方形中的样品全部取出，放在一起混合均匀。其余部分弃去或留作副样保管。图2-17正方形法缩分19将固体试样处理成溶液,或将组成复杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形式，为各组分的分析操作创造最佳条件。具体处理方法:A.溶解法：B.熔融法（分解法）：第三节试样的分解目的：C.半熔法：是指熔融物呈烧结状态的一种熔样方法。a分解应完全彻底，使待测组分完全转入溶液；b

不引入被测组分或干扰组分要求：20

碱：NaOH一、溶解法：溶剂：H2O；HCl；HNO3；H2SO4；H3PO4；HClO4；

HF；王水（必要时用混合酸）用水或用酸、碱依次处理分析试样21酸性溶剂：K2S2O7；KHSO4

用于熔解碱性氧化物矿石碱性熔剂：Na2CO3；NaOH；Na2O2

用于熔解酸性氧化物矿石常用溶剂二、熔融法（分解法）：

将分析试样与固体熔剂混匀后，置入特定的容器（坩埚等），在高温下熔融反应，分解试样，冷却后，再用水或酸浸取，制备分析试液。22熔剂试样坩埚材料碳酸钠硅酸盐、粘土、高岭土、碳酸盐、磷酸盐、氟化物等铂氢氧化钠硅酸盐、粘土、耐火材料、黑钨矿铁、镍、银过氧化钠几乎所有矿石（钼矿、铬铁矿、黑钨矿、锆英石等）锆、镍、墨铵盐方铅矿、黄铁矿、硫化矿等瓷、TFE、铂KHSO4与K2S2O7铌、钽酸盐，Fe、Ti、Al氧化物矿瓷、石英、铂KHF2与NH4HF2锆石、绿柱石、铌钽酸盐鉑、银偏硼酸锂岩石，硅酸盐，土壤，陶瓷，钢渣等石墨，铂23又称为烧结法，它是在低于熔点的温度下，使试样与熔剂发生反应。通常在瓷坩埚中进行。常用MgO或ZnO与一定比例的Na2CO3混合物作为熔剂用来分解铁矿及煤中的硫。其中MgO、ZnO的作用在于其熔点高，可以预防Na2CO3在灼烧时熔合，而保持松散状态，使矿石氧化得更快、更完全，反应产生的气体容易逸出。碳酸钠与氯化铵也用于半熔融分解的溶剂。熔剂与试样混匀置于铁(或者镍)坩埚内，在750-800℃左右半熔融。主要用于硅酸盐中K+、Na+的测定等。3半熔法24适于分解有机物或生物试样，以便测定其中的金属元素、硫及卤素元素的含量。将试样置于马弗炉中加热燃烧(一般为400~700℃)分解，大气中的氧起氧化剂的作用，燃烧后留下无机残余物。残余物通常用少量浓盐酸或热的浓硝酸浸取，然后定量转移到玻璃容器中氧瓶燃烧法：将有机药物在充满氧气的燃烧瓶中进行燃烧，燃烧产物被吸入吸收液后，再采用适宜的分析方法来检查或测定卤素或硫等元素的含量。

4干式灰化法25低温灰化法用射频放电来产生活性氧游离基，这种游离基的活性很强，能在低温下（100℃）分解有机物和生物物质。干式灰化法的优点是不需加入或只加入少量试剂，这样避免了由外部引入的杂质，而且方法简便。缺点是因少数元素（C,I,Br,Hg)挥发或器皿壁上玷附金属而造成损失。2627

将试样与硝酸和硫酸混合物一起置于克氏烧瓶内，煮解，硝酸能破坏大部分有机物和被蒸发，最后剩余硫酸冒浓厚的SO3白烟时，在烧瓶内进行回流，溶液变为透明用体积比为3:1:1的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物进行消化，能收到更好的效果湿式消化法的优点是速度快，缺点是因加入试剂而引入杂质，尽可能使用高纯度的试剂5湿式灰化法28高压分解技术将试样和试剂置于密封反应器（PTFE)中加热，高温高压，酸活性增强提高了酸分解能力，酸用量少有效防止易挥发元素损失污染小对试样粒度大小要求不严格（1mm左右）缺点：温度小于250℃；样重小；难分解试样可能不完全；密封29微波（0.75-3.75mm)辅助消解法利用试样和适当的溶(熔)剂吸收微波能产生热量加热试样，微波产生的交变磁场使介质分子极化，极化分子在高频磁场交替排列导致分子高速振荡，使分子获得高的能量，这两种作用，试样表层不断被搅动破裂，促使试样迅速溶(熔)解微波能直接转递给溶液中的各分子，溶液整体快速升温，加热效率高微波消解一般采用密闭容器，这样可以加热到较高温度和较高压力，使分解更有效，同时也可减少溶剂用量和易挥发组分(As,B,Cr,Hg,Se,Sb，Sn等）的损失微波消解法可用于有机和生物样品的氧化分解，也可用于难熔无机材料的分解

30试样分解最好结合干扰组分的分离，简单、快速进行测定铝合金中Fe