空气质量分析基础知识

化学实验的基础知识

第一节仪器及设备（详讲）第二节试剂的配制第三节基本操作（详讲）第四节常用的物理量和单位第五节数据处理第六节样品的采集及处理（详讲）第七节实验室安全知识（详讲）学习目的1、了解化学实验的基础知识2、能初步掌握操作技能第一节仪器及设备

本节共有4个内容：一、玻璃量器二、常规仪器种类三、常用洗涤液配制四、常用仪器分析法一、玻璃量器（一）玻璃量器的使用在滴定分析中，常使用滴定管、吸管和容量瓶等来准确测定溶液的体积。

1、滴定管：滴定管是用来滴定时测量管内流出液体的体积，其读数可估计至0.01mL。滴定管按其用途分，可分为酸式滴定管（玻塞滴定管）和碱式滴定管（见图9-1）；按其型式分类，有直通活塞滴定管、侧边活塞滴定管、无活塞滴定管等。

酸式滴定管的下端具有玻璃活塞，碱式滴定管在末端借橡皮管与一玻璃嘴相连，橡皮管中放一粒玻璃珠，控制滴液。一般酸溶液都应装在酸式滴定管中，碱溶液装在碱式滴定管中。但

碱式滴定管不宜装氧化剂溶液，如碘、高锰酸钾及硝酸银等溶液。滴定管应以清洁液（硫酸重铬酸钾液）洗涤，然后用自来水冲洗，最后以纯水冲洗。从滴定管放出水后，管壁应不挂水珠。滴定

管读数时，应保持滴定管垂直状态，溶液在滴定管的液面呈弧形（弯月形），读数时应读取与弧形面最低处相切之点，眼睛的位置必须与弧形面的最低点在同一水平面上。（见图9-2）如不在同一水平面上，读数就不准确。

滴定开始前，调节溶液使在刻度“0”处（或记录初读数），这时应将悬在滴定管尖端的液滴擦去。滴定时，用左手控制活塞或捏玻璃珠，右手持三角瓶，使滴定管尖端略伸入口，利用腕部的转动时三角瓶按顺时针转动方向不断摇动，使溶液随时混合均匀。滴定时速度不宜太快，以免滴过和读数不准确。尤其将到终点时，滴定速度更应慢些，并注意将悬挂在滴定管尖端的液滴洗入三角瓶中。（见图6-8、6-9所示）

滴定时还应注意，一次滴定所用的标准溶液的体积，不得超过滴过的最大毫升数。例如，使用30~40mL滴定液，应选用50mL滴定管；使用20~25mL滴定液，应选用25mL滴定管。

2、容量瓶：容量瓶是用于把一定量的溶液稀释到一定体积，或溶解固体物质于一定的容积中，容量瓶不能作液体定量转移用。容量瓶在使用前应以清洁液浸泡少许时间，然后再依次以自来水、纯水冲洗，瓶壁应不挂水，否则会影响溶液的容积。用容量瓶配制溶液时，可将称好的物质定量的转入瓶中（或取一定浓度的溶液一定体积），加水（或溶剂）至量瓶容积的2/3处，摇匀，固体物质应全部溶解，在加水（或溶剂）

至刻度线以下，然后用滴管慢慢加水（或溶剂）至刻线，应使溶液弯月面的底部恰与刻度线相切，视线与刻度线在同一水平面上。最后加塞，倒转，并充分振摇使溶液均匀。容量瓶如图（9-3）所示。

3、吸管：吸管是用来量取一定体积的液体，把液体转移至另一器皿中。吸管有无分度吸管和有分度吸管之分。无分度吸管常叫做胖度吸管或移液管，专为吸取一定体积用；有分度吸管常叫做刻度吸管，直形，上有刻度。见下图（9-4）所示。

吸管的洗涤方法与滴定管一样，先用清洁液浸泡少许时间，取出后用自来水、纯水依次冲洗，插入移液管架上晾干备用。取液时，自管顶用洗耳球吸取溶液，等液面升到刻度标线以上时，迅速以食指按紧管顶，取出，用滤纸擦干下端，并微

启食指，使管中的液体缓缓流下至弯月面底边与标线相切为止。然后将吸管移至另一容器，并垂直拿着，使管的下端紧靠着的容器内壁，翘起食指使液体沿壁流下。待液体流完后，再等待15秒钟。注意留在管尖的少量液

体不可吹出。因为吸管的容量是根据自由流出的液体计算，这些流下的少量液体不计在内。但吸管印有“吹”字的，待液体流完后，应将最后一滴吹出。吸管放出液体的操作如下图（9-5）所示。（二）玻璃器皿的校正

玻璃器皿的容积并不都十分准确地与它所标称的容量相符，因此需进行校正。容量分析中常用的容量单位是毫升（mL），即0.001L。1L是质量为1000g的水在标准大气压下、3.98℃时所占的体积。但3.98℃并不是适宜的工作条件，因此通常以20℃作为标准温度，即在20℃时1L容积等于3.98℃时质量为1000g水所占的体积。由于水的密度和玻璃容积的体积随温度的变化而改变，以及在空气中称量有空气浮力的

影响，将任一温度下水的重量算成容积单位时，必须考虑这三个因素，为便于计算，将此三项校正值合并可得一个总校正值。下表1列出了不同温度下以水充满容积为1L的玻璃量器内，于空气中以黄铜砝码称得的水重。

不同温度下容积为1L的水重（于空气中以黄铜砝码称量）表1温度（℃）重量（g）温度（℃）重量（g）11998.3221997.0012998.2322996.8012998.1423996.6014998.0424996.3815997.9325996.1716997.8026995.9317997.6527995.6918997.5128995.4419997.3429995.1820997.1830994.91

校正的方法是称量玻璃量器某一刻度内放出或容纳的纯水重，然后除以在该温度下于空气中以黄铜砝码称量的容积为1L（或1mL）的水重，既得该量器的实际容积。

1、滴定管的校正：取洁净干燥的50mL具塞三角瓶（或称量瓶），准确称量至0.01g。在已备好的滴定管中注入与室温相同的纯水，调整液面至0刻度处，记录水的温度。以滴定速度放出0.00-5.00mL间的水于已称重的三角瓶（或称量瓶）中，称其重量（准确至0.01

g

），两次重量之差即为放出水的重量。继续放水至

10.00mL刻度处，再称量。依次按5mL间隔，直至50mL刻线为止。各次读数之差代表各间隔的实际容积，每次称得的水重除以上表中该温度时1mL水的重量，即得滴定管

各段刻度间隔的实际容积。依据以上结果，可列出各段的校正值和总校正值。校正实验必须每段重复一次，两次结果的偏差应小于0.02mL。校正时必须控制滴定管的流速，使每秒流下3-4滴（30秒流出约5mL），读数必须准确。滴定管实际容量与标称容量间的偏差应符合规定，见表（9-2）。否则应加校正值。

玻璃吸管、滴定管的标称容量允许偏差表表2容量（mL）标准温度20℃时标称容量的允许偏差（mL）无分度单标记吸管有分度吸管及为分度双标线吸管直通活塞滴定管及微量滴定管侧边活塞滴定管及无活塞滴定管一等二等一等二等一等二等一等二等0.1一一±0.001±0.003一一一一0.2一一±0.002±0.006一一一一0.25±0.006±0.015±0.01±0.02一一一一0.5±0.006±0.015±0.01±0.02一一一一1±0.006±0.015±0.01±0.02±0.006±0.015一一2±0.006±0.015±0.01±0.02±0.006±0.015一一3一一一一±0.006±0.015一一4±0.010.03±0.02±0.04一一一一5±0.01±0.03±0.02±0.04±0.01±0.03一一10±0.02±0.04±0.03±0.06±0.02±0.04±0.03±0.0611±0.02±0.04±0.03±0.06一一一一15±0.03±0.06±0.04±0.08一一一一20±0.03±0.06±0.04±0.08一一一一25±0.04±0.10±0.05±0.10±0.03±0.06±0.05±0.1040±0.05±0.12±0.08±0.16一一一一50±0.05±0.12±0.08±0.16±0.05±0.10±0.06±0.12100±0.08±0.16±0.10±0.20±0.10±0.20±0.12±0.24例：校正25mL滴定管，水温20℃，查表1得到该温度下容积为1L的水重是997.18，校正记录见表。通过校正该滴定管为一级。

校正体积（mL）称其该段体积质量（g）滴定管实际容积（mL）误差0---54.98244.99

－0.010---109.981710.0000---1515.000115.04+0.040---2019.977120.03+0.030---2524.886924.96－0.04

2、吸管的校正：方法与滴定管的校正相似。实际容量与标称容量间的偏差应符合表2的规定。3、容量瓶的校正：取洁净干燥的容量瓶、烧杯，烧杯内放一定量的纯水，统置于天平室中放置1小时以上，使与空气温度一致，记下纯水的温度。先将空容量瓶连同瓶塞一起称定重量，准确程度依容量瓶大小而定，可用万分之一天平，称准至0.01g即可。然后加纯水至刻度，注意不可有水珠留在刻度之上，否则应用滤纸擦干，塞上瓶塞，再称定重量，

两次称量之差即是容量瓶中的水重。将此重量除以该温度时1mL水的重量，即得容量瓶的实际容量。容量瓶实际容量与标称容量间的偏差应符合规定。见表3。量瓶的标称容量允许偏差表表3容量（mL）标准温度20℃时标称容量的允许偏差（mL）一等量瓶二等量瓶10±0.02—25±0.03±0.0650±0.05±0.10100±0.10±0.20200±0.10±0.20250±0.10±0.20500±0.15±0.301000±0.30±0.602000±0.50±1.00

校正中应注意：所用的纯水须在室内放置1小时以上。待校正的仪器应洗净（常用清洁液洗涤）。洗至内壁不挂水珠。滴定管和移液管不必干燥，容量瓶必须是干燥的。校正时所用带塞锥瓶必须干净，瓶外须是干燥的。在开始放水前，滴定管和移液管尖端及外壁的水必须擦去。一般每个仪器应校正两次。二、常规仪器种类

分析实验用到的玻璃仪器种类是很多的，在此仅就本文所列举的试验中常用的玻璃仪器介绍如下：（一）常用玻璃仪器

1、试剂瓶：用于盛装各种试剂。从颜色上，常用的有白色和棕色的。棕色试剂瓶用于盛装避光的试剂，如碘液等。较小一些的试剂瓶(125mL以下)还有带一个磨口滴管的这类试剂瓶也叫滴瓶。见下图(9-6)

试剂瓶从容量分类有很多种：20mL、30mL、50mL、60mL、100mL、125mL、250mL、500mL、1L、2.5L、5L、10L等规格。试剂瓶不能用直接火焰加热，也不宜骤冷和骤热。

2、烧杯：在化验室应用范围较为广泛，形状大致差不多，只在高矮和直径的大小上有所不同，规格较多，最小的有5mL、10mL，最大的有几千毫升。多用于蒸发、浓缩、煮沸、配制试剂等，见图（9-7）

3、三角烧瓶：也称锥形瓶，多用于加热液体时避免大量蒸发，反应时便于摇动的工作中特别适用于滴定工作。常用规格为50-500mL等，见图9-8.

4、碘量瓶：也叫磨口三角瓶，它具有自己的固定磨口塞。磨口三角瓶在加热时须将塞子打开，否则瓶内气体膨胀，易使瓶子破碎或冲开塞子溅出液体。常用规格有100mL、125mL、250mL、500mL4种，见图9-9.。空气中甲醛、氨测定有用到

5、试管：可直火热。其规格一种是以直接能容纳液体的体积来分的，如5mL、10mL、30mL、50mL；另一种是按直径和长度来分的，如12×100、10×80、13×120等。还有带刻度的试管。见图9-10。

6、比色管：主要用作比色分析。不可直火加热，注意保持管壁透明。其常用规格有10mL、25mL、50mL、100mL；还有带刻度、不带刻度以及具塞、不带具塞之分。见图9-11.空气中甲醛、氨测定有用到

7、量筒和量杯：在量取不太精确体积的液体及配制要求不太精确浓度的试剂时如不标定的浓度等，可直接用量筒和量杯取溶液。常用规格5mL、10mL、50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL、2000mL.见图9-12

（二）特定用途的玻璃仪器及装置

1、冷凝管：供蒸馏时冷凝用，必须与其它仪器配套装在一起使用。冷凝管没有固定统一规格，其形式分为直形、球形、蛇形和冷气冷凝管4种。见图9-13

冷凝水的走向要从低处流向高处，千万不要把进水和出水装倒。蛇形的冷凝面积大，适用于将沸点较低的物质由蒸气冷凝成液体，直形的适用于将沸点较高的物质由蒸气冷凝液体。球形的则两种情况都可以使用。还有一种空气冷凝器，是一只单层的玻璃管，用于冷凝沸点在150℃以上的液体蒸气，借助空气冷却。

2、干燥器：用于冷却和保存烘干的样品和称量瓶。底层放有干燥剂。常用的干燥剂有氯化钙、变色硅胶和浓硫酸。干燥器的盖和底的接触是磨口的，并需涂凡士林以保证接触面的密封。应注意及时更换干燥剂，保证干燥效果。见图9-14。

干燥器规格是按口的直径划分，小型的有10cm，最大的有50cm。棕色玻璃质是为存放避光的样品。盖上带磨口活塞的叫真空干燥器，存放需要在真空条件下干燥的样品。干燥器也可作为其他用途，如测定板材甲醛时，就曾把当作一个小型密闭舱来使用。

2、漏斗：规格是以上口直径来划分的，最小的2-3cm，最大的有20-30cm。常用的有短颈漏斗、长径漏斗、筋文漏斗、布氏漏斗、砂芯漏斗。注意砂芯漏斗不能过滤碱液。见图9-15.漏斗内径6cm,与直径12.5cm叠好的滤纸刚好吻合

4、分液漏斗：用于翠取分离操作。常用的有梨形、锥形等。用于萃取分离时，装入液体后需先倒置摇动充分混合，摇动时要经常打开活塞龙头放气，不要从盖口放气，以免液体冲出。见图9-16.

（二）天平天平用于试剂或样品的称量。称量时应按误差的要求来选择天平与量具的等级。例如配制一般试剂只需普通托盘天平，但称量标准物质时，一般需准确至±0.1

mg，即应使用三级天平（通常称为万分之一天平）。１、天平的维护（1）天平应放在稳固不易受震动的天平台上，避免日光直晒，室内温度勿变化太大，应尽量消除水气、腐蚀性气体和粉尘等影响。

（2）保持天平罩内清洁。（3）天平安装后不宜经常搬动。（4）应注意保持天平室内干燥。

2、天平性能检查与校准。对于天平的性能和灵敏度、变动性等，应按仪器说明书随时进行检查。天平在安装、修理和移动位置后均需进行计量性能的检定。检定应由计量部门进行。使用中的天平也应定期检定（一般检定周期为一年）。三、常用洗涤液配制

1、铬酸洗涤液（重铬酸钾的浓硫酸溶液）：称取100

g工业用重铬酸钾于烧杯中，加入约100mL水，缓缓加入工业用浓硫酸，边加边用玻璃棒搅动（注意：防止浓酸溅出），开始加入硫酸时有红色沉淀析出，以沉淀刚好溶完为止。

这种洗涤液是一种很强的氧化剂，但作用比较慢，因此需使洗涤的器皿与洗涤液充分接触，浸泡数分钟至数小时。用铬酸洗涤液洗过的器皿，要用自来水充分清洗，一般要冲洗7-10次，最后用纯水淋洗3次。

用铬酸洗涤液洗过的器皿要特别注意吸附在器皿壁上杂质的干扰。铬酸洗涤液应储存于具有磨口塞的玻璃瓶内，以免吸收水分，用后仍倒回瓶中。多次使用后洗涤液呈绿褐色，就不能再用。

2、肥皂液、碱液及合成洗涤剂：用于洗涤油脂和有机物。

3、氢氧化钾酒精溶液（100g/L）：称取100g氢氧化钾，加50mL水溶解，加工业酒精至1000mL。它适用于洗涤油垢、树脂等。四、常用仪器分析法

（一）分光光度法分光光度法用于化学物质含量测定的有可见光和紫外分光光度法，红外分光光度法也有应用。按照是否选用对照（标准）品可分为以下几种类型。

1、∑值法。按规定方法配制样品溶液，在规定的波长测定吸收度，根据所给的吸收系数计算样品的浓度和含量。样品中被测组分含量%=样品溶液吸收度×100%/（∑×100×样品重量）

1%1cm1%1cm

2、对照品法。按规定方法配制样品溶液，在规定的波长测定吸收度，与标准品在相同条件测得的吸收度比较。样品中被测组分量=对照品的量×样品溶液的吸收度/标准溶液的吸收度

3、比色法。按规定方法配制样品溶液，显色后，在规定的波长测定吸收度，与标准品在相同条件和方法测得的吸收度比较。7230G型可见光分光光度计4、分光光度计的日常维护做好仪器的日常维护保养工作，也是用好一台仪器的关键，使用中的比色皿会受污染，其配套性会变异。所以每次用后要及时清洗，污染严重的要用重铬酸钾洗液洗。另外，每次装入比色皿的溶液不要过满，一般装2/3即可。每次倒溶液时应小心操作，减少对近光面的擦洗次数，以防进光面磨损而影响透过率，实验室的温度一般控制在10—25之间。在日常维护工作中要定期开机，以保证仪器的正常使用和测量数据稳定可靠。分光光度计是计量仪器，必须定期检定或校准。

（二）气象色谱法定量方法有以下三种，以峰高或峰面积进行计算：

1、外标法。先以不同量的对照品注入色谱，记录色谱图，测量出峰高或峰面积，以峰面积与对照品的含量作标准曲线，在测定样品时，注入一定量的样品，记录色谱图，测量相应的峰高或峰面积，然后由标准曲线中查

出欲测组分的量，再计算出欲测组分的百分含量。2、内标法。于样品中加入一定重量或体积的内标物质（样品中不含有的成分），然后注入色谱仪，记录色谱图，测出欲测组分的峰面积与内标物质的峰面积，求出两个峰面积之比值。另取欲测组分的对照品及内标物质，按照不同比例配制若干标准混合物，注入色谱仪分别记录色谱图，求出峰面积之比。

以对照品重量与内标物质重量之比为横坐标，对照品中欲测组分的峰面积与内标物质峰面积的比值，从标准曲线中查出欲测物质与内标物质的质量比，从而算出样品中欲测组分的量与百分含量。

当求的欲测后，可按校正因子计算欲测物质的量。校正因子=内标峰面积×内标取量/对照品峰面积×对照品取量欲测组分百分含量=（校正因子×供试品峰面积×内标取量/内标峰面积）×100%

3、归一化法。当进样量少得不易被测准，而样品中所有组分又都能流出色谱柱并显示色谱峰时，可用归一化法计算含量。归一化法是测定样品全部组分的峰面积和相对校正因子后，再按下式计算被测组分P1的含量。

P1=m1/m=(A1f1/A1f1+A2f2……Anfn)×100%其中，A1、

A2…An及f1、f2…fn分别为样品中所有组分的相应峰面积和校正因子，m为样品重量，m1为样品中欲测组分的量。第二节试剂的配制本节一个内容试剂及浓度表示试剂及浓度表示。见下表。几种常用酸、碱的浓度及稀释配方酸、碱名称盐酸硫酸硝酸冰乙酸氨水密度（，g/mL）1.191.841.421.050.88物质的质量百分数（%）36.8-3895-9865-689925-28物质的浓度（mol/L）1218161715配制每升下列溶液所需浓酸或浓碱的毫升数6mol/L溶液5003343753534001mol/L溶液8356635967

1、标准方法中凡未指明规格者，均为分析纯（AR）。当需要其它规格时将另作说明，但指示剂和生物染料不分规格。2、试剂溶液未指明用何种溶剂配制时，均指用纯水配制。

3、文中所用盐酸、硫酸、氨水等均为浓试剂，以HCl（=1.19g/mL）、H2SO4

（=1.84g/mL）等密度表示。4、纯水：符合GB/T6682中三级水的要求。可用蒸馏或离子交换等方法制取。三级水的规格名称三级PH值范围（25℃）5.0—7.5电导率（25℃）/(mS/m)≤0.50可氧化物质含量（以O计）/（mg/L）≤0.4吸光度（254nm，1cm光程）---蒸发残渣（105℃±2℃）含量/（mg/L）≤2.0可溶性硅（以sio2计）含量/（mg/L）---

5、溶剂：在试剂配制中除注明者外，均为水。第三节基本操作本节四个内容一、术语二、加热三、干燥及干燥方法四、过滤与分离

一、术语恒量：系指连续两次干燥后的质量差异在0.2mg以下。量取：指用量筒量取水、溶剂或试液。吸取：指用无分度吸管或分度吸管吸取。定容：系指在容量瓶中用纯水或其他溶剂稀释至刻度。

二、加热1、加热目的是根据检验分析工作中的某种特殊要求而确定的，其目的大致有几种：加快化学反应、蒸发浓缩、加快溶解、加热保温以及保温过滤等。2、加热方法有多种多样，总的可分为两大类，即直接加热和间接加热。直接加热的方法一般指在火焰或火电热仪器上加热。直接加热的容器要选择适当，如需高温直火加热，需选用

瓷质、石英质或金属质及特种玻璃质的容器。

间接加热的方法在分析时较为多用，这种方法比直接加热时温度更为均匀控制。

间接加热的方法除加热器上放有石棉网或石棉板的一种形式外，各种浴器都应属于间接加热法如水浴、油浴、沙浴等。

三、干燥及干燥方法借热能除去物料中水分（或溶剂）的过程叫做干燥。

1、加热干燥。一般在常压下进行，如电炉、电热板、红外线照射，各种热浴、热空气干燥及真空加热干燥的方法。优点在于，能在较短时间达到干燥目的，一般无机物质比较适宜此种方法。加热干燥过程中，应注意产生焦糊，熔融现象。易爆炸或易燃烧的物质不宜采用加热干燥。

2、化学结合法的干燥。这种方法多用于干燥气体和液体中含有游离的水分，作为干燥剂的物质是易与水结合而又不破坏被干燥的物质。常用的干燥剂有氯化钙、无水硫酸钠等。此种方法一般针对被干燥物的特殊性能情

况使用，如加热干燥时，物质本身易变质。但往往被干燥物质易被污染。还应注意氯化钙不能用于干燥醇类和氨类。

3、吸附法干燥。常用吸附剂很多，经常用的滤纸对吸附物质的表面水分是比较方便的。吸附干燥法用于更多的是干燥气体，因为有些吸附剂的表面吸附作用力较强，能吸附水蒸气，选择性非常强，面对其他被干燥的气体则不吸附，如浓硫酸。氯化钙、五氧化二磷也属于吸附干燥剂。

四、过滤与分离过滤一般指分离悬浮在液体中的固体颗粒的操作。滤纸分定性滤纸和定量滤纸两种，重量分析中常用定量滤纸（或称无灰滤纸）进行过滤。定量滤纸一般为圆形，按直径分为12.5cm、11cm、9cm、7cm等几种；按滤纸孔隙大小分为有“快速”（白色）、“中速”（蓝色）和“慢速”（红色）三种。第四节：常用的物理量和单位本节五个内容一、质量单位二、时间单位三、温度单位四、体积单位五、放射性活度单位一、质量单位质量（俗称重量）的法定基本单位是千克（公斤），它等于国际千克原器的质量，符号为㎏“公斤”可作为“千克”的同义语，但在化学中应用“千克”这一名称，不要用“公斤”这一名称。

在化验工作中常用的质量单位有㎏（千克）、g（克）、㎎（毫克）、（微克）。要注意这些符号均为小写体，不应将其分别写成KG、G、Mg等。质量常用的分数单位如下：

1g（克）=1×10-3㎏（千克）

1㎎（毫克）=1×10-6㎏

=1×10-3g

1μg（微克）=1×10-6㎏

=1×10-3g

1ng（纳克）=1×10-12㎏

=1×10-9g

二、时间单位秒是我国的时间法定基本单位，符号为s。除此之外还有非十进制时间单位分、时、天（日）。它是我国选定的非国际单位制的法定计量单位，符号分别为min、h、d，其关系为：

1min=60s

1h=60min

1d=24h使用时间单位秒（s）、分（min）、时（h）、天（日）（d）的国际符号时，要注意它们的符号都是小写正体，不应写成大写体。三、温度单位按照国际单位制规定，热力学温度是基本温度。开尔文是热力学温度的SI单位名称，其定义为：开尔文（k）是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1/273.16.

摄氏温度是表示摄氏温度的SI单位名称，其定义为：摄氏度（℃）是用以代替开尔文表示摄氏温度的专门名称。摄氏温度单位“摄氏度”与热力学温度单位“开尔文”相等。摄氏温度间隔或温差，即可用摄氏度表示，又可用

开尔文表示。以摄氏度（℃）表示的摄氏温度（t）与以开尔文（k）表示的热力学温度（T）之间的数值关系是：

t=T-273.15

例如：水的沸点用摄氏温度表示，为100℃；而用热力学温度表示，则为273.15k。四、体积单位体积的SI单位为立方米，符号为m3。常用的倍数和分数单位有km3（立方千米）、dm3（立方分米）、cm3（立方厘米）、mm3（立方毫米）。

1m3=10dm3=10cm31dm3=10cm3体积的另一个单位是升（L），它是我国选定的法定计量单位。其定义为：升等于1dm3的体积，符号为L。

1L=1dm3

国际单位制dm3与L的关系为：

1L=1dm3

1L=10cm3

1L=1000mL

1mL=1cm3=10-6m3

使用时要注意，不能把升称为“立升”、“公升”等。

五、放射性活度单位放射性活度的定义为：在给定时刻，处于特定能态的一定量放射性核素在dt时间内发生自发核跃迁数的期望值除以dt。其单位名称是贝可〔勒尔

〕，符号是Bq。贝可勒尔（Bq）是每秒发生一次衰变的放射性活度。

1Bq=1s-1贝可勒尔可简称贝可，不可称为贝。

第五节数据处理

本节三个内容一、误差、偏差和标准差二、有效数字及计算规则三、溶液浓度的有关计算

一、误差、偏差和标准差在定量分析中，即使是最好的分析方法，最熟练的分析工作者，分析测得的结果也不可能绝对准确；同批样品的几份平行测定，分析结果也不会完全一致。实际工作中，常以误差来衡量准确的高低，以偏差来衡量精密度高低。1、绝对误差与相对误差。绝对误差是指测定结果和已知真实含量的差数。相对误差是绝对误差和真实数值的比值百分率。

2、绝对偏差、相对偏差和平均偏差。在实际测定中，一般被测物质的含量真值往往是不知道的，因此无法计算绝对误差，而是以偏差来表示每次测定结果和它们的平均值相符合的程度，这就是精密度。

绝对误差=测得值–平均值相对偏差=绝对偏差×100%/平均值平均偏差=绝对偏差的绝对值之和/n相对平均偏差=平均偏差×100%/平均值

3、标准差和变异系数。

(1)标准差也叫标准离差，是反映一组观察值离散程度的统计指标。样本标准差用S表示，总体标准差用表示，计算公式如下：

其中为方差，可用S或SS表示；为离均差平方和，表示每一个观测值和均数差数的平方和。n-1为自由度。也可用下式计算标准差S：

（2）抽样误差和标准误。由抽样不均匀、分配不随机引起的误差称抽样误差。由于存在抽样误差，因此从同一总体中随机抽取许多例数相等的样本，并均数它们的均数，结果大小不一。

如果是在正态总体中抽样，或者抽样例数很大，那么抽得的许多样本均数的频数分布乃是以总体均数为中心的正态分布。这许多样本均数也就是许多变量，反映这些变量离散程度的指标称为标准误。标准误用表示，其

大小与总体标准差成正比，与样本含量n的平方根成反比，即：实际工作中很难求的总体差，常用样本标准差S代替总体标准差，并由样本标准差S求得总体标准的估计值：

其中为样本均数标准误，简称标准误，S为样本标准差，n为样本含量。标准差是说明观测值个体的离散程度，可以表示精密度的大小；标准误是说明样本均数的离散程度，表示抽样

误差的大小。标准误小，说明样本均数与总体均数比较接近，用样本均数估计总体均数可靠性大；标准误大，则反之。为减小标准差，就要减小标准差和适当增加样本容量。

(3)变异系数（相对标准差）。变异系数是反映观察值离散程度的，特别适合于两组观察值单位不同，或者单位相同、但均数相差较大时，用标准差无法进行比较，就应计算成变异系数来进行比较，其公式如下：

二、有效数字及计算规则有效数字是指能够代表一定的物理量的数字，即所有实际能测得的确定数字再加一位不定数字。例如在分析天平上称得某物重0.5020

g

，其中小数点后的前三位是确定

的数字，而小数点后第四位是估读的，因此这最后一位是不定数字。小数点前的“0”不是有效数字，只起定位作用，而小数点后面的两个“0”都是有效数字，故0.5020有四位有效数字。有效数字的记录及计算规则如下：1、记录测量数据只应保留一位不定数字。如一般滴定管可准确读至小数点后第一位数字，而第二位小数是估计值，因此只能保留至第二位小数。2、“四舍六入五单双”法则1）所舍去的数字中，其最左面的第一位数字小于5时，则舍去。例如拟将14.2432修约只留一位小数时，其所舍去的数字中最左面的第一个数字是4，则结果成为14.2.2）所拟舍去的数字中，其最左面的第一个数字大于5时，则进1。例如拟将6.4843修约只留一位小数时，其舍去的数字中最左面的第一个数字时8，应进1.，则结果成为6.5.3）所拟舍去的数字中，其最左面的第一个数字等于5而其后面的数字并非全部为“0”时，则进1。

例如将下列数字修约只留一位小数。

10.05

因保留的数字末位为“0”，以偶数论不进，成为10.0。

10.15因保留的数字末位为1，奇数进1，成为10.2。

10.25因保留的数字末位为2，偶数不进，成为10.2。

10.45因保留的数字末位为4，偶数不进，成为10.4。

例如拟将21.0501修约只留一位小数时，其舍去的数字中最左面的第一个数字是5，5后面的数字还有01，则应进一，则结果为21.1。

4）所拟舍去的数字中，其最左面的第一个数字等于5而后面的数字全部为“0”时，保留的数字末位如为奇数则进一，如为偶数则不进（“0”以偶数论）。5）所以舍去的数字并非单独的一个数字时，不得对该数字进行连续修约。例如，将45.4565修约为整数，不能采取将45.4565→45.456→45.46→45.5→46的方法修约；正确的修约应为45。

3、几个数据相加或相减时，它们的和或差的有效数字的保留，应以小数点后位数最少的数字为根据。例如将1.0079、32.06和26.017三数相加，其中小数点后位数最少的数字32.06，应以它为根据，将其它数字也取舍到小数点扣第二位，然后再相加，即1.01+32.06+25.02=59.09。

4、乘除运算时有效数字的位数应以相对误差最大或有效数字位数最少的那个数为根据。例如计算0.41434/31.32×0.0530=0.2496。

5、在倍数或分数关系以及计算百分率而乘以“100%”时，这些数字的有效数字可视为无限的。三、溶液浓度的有关计算（一）溶液浓度表示法1、百分浓度。（1）重量比重量百分浓度：系指100g溶液中所含溶质的克数。

重量百分浓度（g/g）=溶质重量（g）×100%/溶液重量（g）（2）重量比体积百分浓度：系数100mL溶液中所含溶质的克数。体积百分浓度（g/mL）=溶质重量（g）/溶液体积（mL)×100%

(3)体积比体积百分浓度：系指100mL溶液中所含溶质的毫升数。体积比体积百分浓度（mL/mL）=溶质体积（mL）/溶液体积（mL）×100%2、体积摩尔浓度。系指1L溶液中含有溶质的摩尔数。体积摩尔浓度（mol/L）=溶质体积（mL）/溶液体积（mL）×100%

=溶质重量/(溶质摩尔质量×溶液体积（L）)

摩尔浓度可表示溶液中各种结构单元的浓度，如溶液中物质的克分子数、克离子数等。当用摩尔数表示溶液中物质的克分子数时摩尔浓度即为克分子浓度M。

3、当量浓度。系指1L溶液中所含溶质的克当量数，以符号N表示。当量浓度（N）=溶质克当量数/溶液体积（L）

=溶质克数/（溶质克当量×溶液体积（L）)

4、质量摩尔浓度。系指1000

g溶剂中所含溶质的摩尔数，以符号m表示。质量摩尔浓度（m）=1000

×

溶质克数/(溶质摩尔质量×溶剂克数)

5、其他浓度表示法。（1）比例浓度：系指一份溶质重量

（或体积）与溶液体积份数的比例式来表示的溶液浓度，以1︰x表示（x表示溶液体积）。如1︰5000氯化钠溶液，即是指5000mL氯化钠溶液中含有1g氯化钠。

（2）ppm浓度：系指每百万份重量的溶液中所含溶质的重量份数表示的。溶液浓度。如1ppm就是表示百万分之一浓度1ppm的铅溶液，就是指铅含量为百万分之一的溶液。

（二）不同表示法浓度之间的换算公式1、不用比重进行换算公式（1）百分浓度（g

/mL）和摩尔浓度（mol/L）或当量浓度（N）间的换算：

摩尔浓度（mol/L）=百分浓度（g/mL）×1000/（摩尔质量×100）当量浓度（N）=百分浓度（g/mL）×1000/（克当量×100）注：百分浓度（g/mL）代入时，不计百分

符号，如1%（g/mL）浓度时，直接代入即可。以下换算也同。（2）摩尔浓度与当量浓度间的换算当量浓度（N）=当量数（n）•摩尔浓度（mol/L）其中n为当量数，即参与反应的H离子

数（对于酸）、OH数（对于碱）、离子电荷数（对于盐）和电子转移数（氧化还原反应中的氧化剂和还原剂）。单一气体的浓度单位ppm与mg/m³换算：

mg/m³=M×ppm/22.4其中Ｍ为该气体的分子量。２、需用比重进行换算公式（１）各种百分浓度之间的换算：百分浓度（g/mL）＝百分浓度（g/g

）×ｄ溶液（溶液比重）

百分浓度（g/mL）＝百分浓度（mL/mL）×ｄ溶液（纯溶质比重）百分浓度（g/g

）×ｄ溶液＝百分浓度（mL/mL）×ｄ溶液

（２）重量百分浓度（g/g）和摩尔浓度（mol/L）、当量浓度（Ｎ）间的换算：摩尔浓度（mol/L）=1000×ｄ百分浓度（g/g）/摩尔质量×100当量浓度（mol/L）=1000×ｄ百分浓度（g/g）/克当量×100（三）常用试剂的物质的量浓度的表示方法常用试剂的物质的量浓度的表示方法，见下表试剂名称分子式当量浓度摩尔浓度浓度C表示方法氢氧化钠NaOH0.5N0.5mol/Lc

（NaOH）=0.5mol/L硫酸H2SO41N0.5mol/Lc(1/2H2SO4)=1mol/L盐酸HCl1N1mol/Lc(HCl)=1mol/L硫代硫酸钠Na2S2O20.5N0.5mol/Lc(Na2S2O2)=0.5mol/L碘液I20.05N0.025mol/Lc

(1/2I2)=0.05mol/L重铬酸钾K2Cr2O70.0323N0.00538mol/Lc(1/6K2Cr2O7)=0.0323

mol/L高锰酸钾KMnO40.1N0.01965mol/Lc(1/5KMnO4)=0.1mol/L第六节样品采集及处理

本节二个内容一、样品的采集二、样品前处理

分析结果的质量与获得的样品代表性密切相关，获得的分析结果只有在样品与检测项目相符时才会有意义。在许多情况下，可以提供给分析人员的样品量很少或很有限，而且，样品中欲测组分具有较大的不稳定性，需要经过样品制备才能获得可靠的测定结果，因此，选择和制定周密的样品处理程序和完成准确无误的操作是非常重要的。对气体样品，欲测组分的浓度往往很低，直接采集需要在现场采集体积很大的样品，回实验室进行富集，很不方便。所以气体样品多采用浓缩采集方法，主要有固体吸附法、溶液吸收法、低温浓缩（冰冻析出）法等等，在《民用建筑工程室内环境污染控制规范》的空气中总挥发性有机化合物（TVOC）等的测定中，采用了固体吸附法和溶液吸收法进行富集采集。

（从大量母体物质中搜集欲测定的痕量元素至一较小体积，从而提高其含量至测定下限以上的这一操作步骤。）

（一）固体吸附法1、固体吸附剂。固体吸附法的核心材料是吸附剂，通常使用的吸附剂主要有活性炭、石墨化炭黑、多孔聚合物和多孔硅球等，其中活性炭和多孔聚集物在色谱分析样品制备中使用的最多。吸附剂的物理特性参数主要有比表面积、孔径分布、极性、使用温度范围和组成结构等。

1、玻璃吸附管：内装活性炭用于空气中苯的采集2、不锈钢管：也叫特纳管内装特纳剂用于空气中TVOC采集活性炭对大多数的有机物分子具有很好的吸附捕集特性，但是气体样品中的水分对活性炭的吸附干扰比较大，样品中的水分可能使活性炭采集的有机物成为不可逆吸附，并容易引起某些物质的降解，需要较高的热解吸温度（一般需要溶剂解吸）。石墨化炭黑是非极性和无孔径的吸附材料，具有很高的表面均匀性和疏水特性。石墨化炭黑是比较理想的吸附材料，可吸附和浓缩空气样品中许多有机化合物，诸如从C4~C5的烃类到多氯联苯，多环芳烃和其他的较大的有机物分子。真空约（8kPa）干燥器中100℃干燥3h后降至常温，经过筛后备用。

（二）溶剂吸收法溶剂吸收法通常是使用吸收液（诸如水、酸或碱等水溶液、有机溶剂等）采集气体或者蒸气中某些组分。当气体样品通过吸收液时，样品气泡与吸收液界面上的被测物质的分子由于溶解作用或者化学反应很快进入吸收液中。气泡中间的气体分子由于存在浓度梯度和极快的运动速度可以迅速地扩散到气一液界面上，因此，整个气泡中被测物质分子很快被溶液吸收，达到浓缩收集样品中某些目标组分的目的。气体采样装置一般由收集器、流量计和采样动力3部分组成。

1、大型气泡吸收管内装甲醛酚剂吸收液进行室内空气中甲醛测定；内装0.005mol/L硫酸吸收进行室内空气中氨的测定。2、流量计3、采样动力4、距离地面0.8-1.5m距内墙面0.5m

此图是室内空气中氡的测定，我们使用的是美国设备RAD-7型：采集空气经过滤器、干燥器进入设备进行检测。

二、样品前处理（一）水蒸气蒸馏法：水蒸气蒸馏是分离和纯化样品中有机物的常用方法，特别是在样品中存在大量的树脂状杂质时。被处理的样品组成应当具备以下条件：不溶或者几乎不溶水，在沸腾期间与水长时间共存不会发生化学变化，在100℃左右条件下必须具有大于1.3kPa的蒸汽压。蒸汽携带着挥发性大额组分馏出，在蒸汽混合物中挥发性组分的浓缩与它们在蒸汽混合物中蒸汽压相关。这种技术非常温和，在蒸馏过程中被蒸馏的材料根本不会加热到比蒸汽的温度还高。在过程结束时，蒸汽和分离材料被冷凝。常用的水蒸气蒸馏的简单装置如下图。（