一般物質(zhì)的分析步驟

第十三章一般物質(zhì)的分析步驟我們通過化學(xué)分析法的學(xué)習(xí)，掌握了不少的物質(zhì)測(cè)定的分析方法。但是對(duì)于一個(gè)樣品的全部分析過程，你還不能做得好，因?yàn)樵嚇映藴y(cè)定之外，還要有其他的環(huán)節(jié)，這是我們還未涉及到的內(nèi)容。一般步驟：1.試樣的采取和制備。定性檢驗(yàn)。試樣分解。干擾組分的分離。定量測(cè)定（選擇測(cè)定方法）。數(shù)據(jù)處理。本章對(duì)試樣的采取、制備、分解、分離、測(cè)定方法的選擇進(jìn)行討論。g13—1試樣的采取和制備代表性：分析試樣的組成必須代表全部物料的平均組成。因?yàn)槲覀兯治龅奈镔|(zhì)只稱取零點(diǎn)幾克或幾克，它應(yīng)反映物料的真實(shí)情況，否則分析結(jié)果再準(zhǔn)確也是毫無意義的。因此在分析前必須了解試樣來源，明確分析目的，做好試樣的采取和制備。一、采取均勻物料一一液體、氣體I所謂均勻是相對(duì)的，不均勻也不是絕對(duì)的［不均勻物料一一固體（部分）》采樣法：均勻的物料直接取少量分析試樣，不需再制備不均勻的物料在不同部位（深度）各采取一部分加以混合。廣大氣樣品距地面50—180cm的高度采樣，吸收劑吸收濃縮1?氣體試樣的采取 煙道氣、廢氣中某些有毒污染物，不準(zhǔn)將氣體采入空瓶或大型注射器中液體采樣’大容器：不同深度取樣，混合均勻小容器：隨機(jī)抽取件數(shù)SV，N/2 N：總件數(shù)水樣的采取水管、泵水井：先打開放10—15min之后用凈瓶子取滿池、江、河：干凈的空瓶子沉入這水體一定深度，拉繩拔塞，水灌滿瓶后取樣，在不同深度的樣品混合均勻注意事項(xiàng)（無論是氣體還是液體）：①勿引入雜質(zhì)：②去處表面油污、雜質(zhì)固體樣品的采?。汗腆w樣品一一礦石、合金、鹽類、金屬錠、土壤等。（1） 金屬和金屬制品試樣的采?。篴. 片、絲狀的認(rèn)為均勻，隨意剪一部分b. 鋼錠、鑄鐵不均勻，表面清洗，再用鉆在不同部位、深度鉆取碎屑混勻c. 極硬的白口鐵、硅鋼，用鋼錘砸碎，放入鋼缽中搗碎，取一部分（2） 粉狀或松散物的采取鹽類、化肥、農(nóng)藥、精礦等，較均勻，取樣點(diǎn)少且量小。（3） 礦石的采?。翰煌课唬瑩?jù)顆粒大小，物料性質(zhì)，按取樣量公式取樣。Q=KdaQ—采取的最小質(zhì)量Kgd一最大顆粒直徑.mma、a、K是經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，由物料平均程度、易破碎程度而定a：1.8?2.5地質(zhì)部門將a=2.Q=Kd2K：0.02~1「均勻0.05不均勻0.1］極不均勻0.2-含有粗金0.4??0.8例：赤鐵礦d=20mmK=0.06 Q=?Q=0.06X202=24Kg破碎d=1mm

Q=0.06X12=0.06Kg=60g由此看來，顆粒越小，采樣量越少二、各種各樣方式：料堆（點(diǎn)取樣）離地面0.5m畫橫線，每隔2—3m畫縱線，用鏟子插入堆中0.75m深，每點(diǎn)取2Kg。對(duì)火車、大車（八點(diǎn)取樣）總之根據(jù)目標(biāo)或部頒標(biāo)準(zhǔn)取樣，也可到工分書上去查。對(duì)小車（五點(diǎn)取樣）石油產(chǎn)品、紙漿、化學(xué)試劑等對(duì)粉末（方格取樣）三、樣品的制備采樣后進(jìn)一步制備成適用于分析用的試樣量，“量少而高度均勻”?？煞譃樗牟剑浩扑榉乐够烊腚s質(zhì)和粉末飛散混勻縮分：過篩（過濾）100~~150目，最大200目混勻縮分：―568… 1篩號(hào)（目數(shù)）351020406080100120200篩孔直徑/mm6.354.002.000.840.420.250.1770.1490.1250.074四分法循環(huán)下去直至全部破碎。目數(shù)——1平方吋內(nèi)的孔數(shù)1.1.按規(guī)定的目數(shù)進(jìn)行破碎、過篩四分法：2.2.全部破碎好的樣品應(yīng)取多少？根據(jù)Q=Kd2，進(jìn)行縮分支直達(dá)需要的量，所以縮分次數(shù):根據(jù)Q=Kd2計(jì)算本書：100?300g樣品條件：一般取200~500g樣品目數(shù)100~200例：24Kg，縮分幾次。5目要求：d=4mm所以Q=0.06X42=0.96Kg"1Kg24Kg 一次12Kg二次6Kg所以24Kg，需篩分四次三次3Kg才能達(dá)到要求四次1.5Kg若再縮一次，則小于Q失去代表性24Kg 用200目d=0.074Q=0.06X0.0742=0.33g（十六次）五次0.75Kg十一次0.012Kg六次0.38Kg十二次0.006Kg七次0.19Kg十三次0.003Kg八次0.09Kg十四次0.0015Kg九次0.05Kg十五次0.00073Kg十次0.02Kg十六次0.00037KgQ大X（1/2）n=Q?。≦小/Q大）加=1/2lg（1/2）=（1/n）lg（Q小/Q丿=15.7次吸鐵，用吸鐵石吸由破碎機(jī)來的鐵屑。貯存：：分析樣保留樣，至少保留半年標(biāo)鑒：采樣日期、地點(diǎn) 樣品名稱 采樣者 收到樣品，一般應(yīng)盡快分析，否則妥善保存，避免受潮、揮發(fā)、風(fēng)干、變質(zhì)等。尤其應(yīng)注意保存或加入適量不影響測(cè)定結(jié)果的穩(wěn)定劑?！?—2試樣的分解分解試樣是分析工作的主要步驟之一，一般的是將被分析樣品轉(zhuǎn)化成溶液。

二、二溶解法v、要求：1.完全。處理后的溶液中不留有細(xì)屑、粉末分解過程中，待測(cè)組分不應(yīng)損失不應(yīng)引入待測(cè)組分或干擾物質(zhì)、常用分解試樣的方法：廠酸溶法「HC1二、二溶解法v、要求：1.完全。處理后的溶液中不留有細(xì)屑、粉末分解過程中，待測(cè)組分不應(yīng)損失不應(yīng)引入待測(cè)組分或干擾物質(zhì)、常用分解試樣的方法：廠酸溶法「HC1H2SO4HNO3IH3PO4「NaOHKOHnh3?h2o有機(jī)堿液I堿溶解HF堿溶法HClO4

混酸｝水溶液酸溶法(一)(一)酸溶法利用物質(zhì)的酸堿性，氧化還原性和配合作用，使試樣溶解物、硫化物、碳酸鹽礦物、磷酸鹽礦物等，用酸溶。NaCO?KCO,2 3 2 3NaOH?KOHNa2O222半溶試劑 「2MgO+3Na2CO3IZnO+2Na2CO3 ClMgO+2Na2cO3’K2S2O7?Na2S2O7'227 227銨鹽NH4ClNH4NO3(NH4)42S2O84NH34F422 8 4P575常有鋼鐵、合金、部分氧化1.HCl(濃HC112N38%p=1.19)溶解原理：酸性、c卜絡(luò)和能力、Cl-的弱還原性。nM+nHCloMCln+HT可溶解：①H以前金屬 22②部分金屬氧化物，部分金屬硫化物，碳酸鹽CuO+2HCl=CuCl+HO2MnO+4HCl=MnCl+HO+Clf2222Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OBaCO+32HCl=BaCl+3HO2+COf3 2 2 2不溶氧化物：灼燒的Al、Cr、Be、Fe、Ti、礦物、 、黃鐵礦、???SiO2HCl+Br2—③部分硫化物：Fe、Mn、Zn、Cd產(chǎn)生H2Sf④HCl+H2O2可溶Cu、Al、鋼、鎢、合金等Cu+HCl+H2O2^CuCl2+H2O??易揮發(fā)的金屬：砷、銻、硒、鍺2.HNO3溶解原理：酸性、強(qiáng)氧化性可溶解：①除Au、Pt之外所有的金屬，反應(yīng)生成NO2、NO、NH3Cu+HNO3—Cu+HNO3^Cu(NO3)2+NO2f+H2OPb+HNO3—Pb(NO3)2+NOf+H2OMg+HNO3-Mg(NO3)2+NH4NO3+H2O注意：Al、Fe、Cr等與HNO3(濃)生成氧化膜——鈍化，這時(shí)用HCl溶。銻、錫、鎢生成不溶性的酸，不宜用hno3與非金屬有氧化作用：s+hno3-h2so4+noP+HNOPO+NO3 3 4C+HNO^CO+HO+NO3 2 2硫化物：Pb、Bi、Cu、CdHgS不溶試樣中的有機(jī)物做干擾，不用hno3并加熱使之氧化而除去。注意：hno3溶解的樣品，不在體系中含有hno2?NO(N的低價(jià)氧化物)，這些物質(zhì)破壞有機(jī)試劑，因煮沸除去。H2SO4(18M)熱、濃H2SO4—H2O沸點(diǎn)338°C濃H2SO4氧化性和脫水性稀H2SO4的酸性可溶解：①稀H2SO4可溶H以前的金屬，放H2②濃H2SO4的強(qiáng)氧化性和強(qiáng)脫水性2HSO2+C=4CO+2SO+2HO2 4 2 2 2

濃H2SO4+(NH4)2SO4提高溶解溫度，可溶解TiO2、ZrO2、Nb、Ta礦石H2SO4加熱至冒白煙，趕凈HNO3、HC1、HF和H2SO3f以免生成難溶于水的硫酸鹽注意：Hg2+、Sn4+、Re7+揮發(fā)損失H3PO4中強(qiáng)酸PO43+具有很強(qiáng)的配位能力不溶解：①單純H3PO4溶解鉻鐵礦，鐵氧體鉻鐵礦0.2g10?20ml85%H3PO4加熱冒煙多數(shù)與h2so4混用，利用PO43啲絡(luò)合能力高溫產(chǎn)生H4P2O7對(duì)W6+、Fe2+、M06+等有絡(luò)合能力注意：加熱溫度不宜過高，時(shí)間不宜太長(zhǎng)。一般500?600°C5min以內(nèi)，以免形成不易溶解的焦磷酸鹽HClO4(72%12M)強(qiáng)氧化性和脫水性不溶解：①濃、熱HClO4與所有金屬作用(除Au、Pt)氧化成最高價(jià)分解合金鋼常與h2so4、hno3、h3po4混和，溶解多種合金特別注意一點(diǎn)：易爆炸，HClO4濃度達(dá)85%以上，與有機(jī)物木質(zhì)，紙膠塞等濃熱HClO4在加熱溶解含Bi合金，含Sb鋼，不要加熱太長(zhǎng)遇次磷酸鹽注意防護(hù)，一般在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行HF較弱酸性F—具有較強(qiáng)的配位能力單團(tuán)，也可與HCl、H2SO4混用——分解硅酸鹽注意：②趕HF時(shí)，多用H2SO4或HClO4—起冒煙除F過程中，Si全部損失，B、As、Sb、Hg、Ge、Cr、Os、Ae部分損失使用HF時(shí)，選用鉑、聚四氟乙烯(250C)、聚丙烯(135C)燒杯或坩堝混合酸「HNO3:HCl=1:3王水HCl:HNO3=1:3逆王水$H2SO4+H3PO4 H2SO4+HF H2SO4+HClO3HCl+HNQ+HCiq等王水、可溶鋼、HgS、Au、Pt等堿溶法遠(yuǎn)離：陽離子生成M(0H)n加入M2(CO3)n與陰離子分離。凡是具有酸性的物質(zhì)可用堿溶解可溶解：①兩性金屬及合金。酸性氧化物如：WO3、MoO3溶于濃NH3?H2O,SiO2、GeO2、V2O5溶于稀NaOH、KOH。 例如：SiO2+30%NaOH加熱248C加壓4—5h陰陽離子定性分解，用Na2CO3溶解定量分析：CaSO4、PbSO4、BaSO4用Na2CO3沉淀轉(zhuǎn)化應(yīng)提出的是：①稀堿液使用玻璃容器②濃堿液可用塑料、聚乙烯、聚丙烯、鎳、鉑、聚四氟乙烯用燒杯熔融法是將試樣與固體溶劑混合，在高溫下加熱使試樣的全部組成轉(zhuǎn)化為易溶于水生成的化合物。(Na)銨鹽混合溶劑不同的試樣可選用不同比例的混合銨鹽1?酸溶法：K2S2O7 熔點(diǎn)419C(Na)銨鹽混合溶劑不同的試樣可選用不同比例的混合銨鹽KHSO4 熔點(diǎn)219CNH4F 熔點(diǎn)110C INH4Cl 熔點(diǎn)330C ?(NH4)2SO4 熔點(diǎn)350C(NH4)2S2O8 熔點(diǎn)120C遠(yuǎn)離：k2s2o7溶時(shí)放出SO3生成不溶性硫酸鹽TiO2+2K2S2O7+Ti(SO4)2+2K2SO4容器：(見表)鉑、石英、瓷坩堝注意：揮發(fā)性陰離子S2-、CO32-、BO32-、AsO33-損失若有F－、Si損失不適于硅酸鹽大量硅酸進(jìn)入溶液原理：NH4F昌NH3+HF(無水酸)高溫下有很強(qiáng)的溶解能力容器：瓷坩堝對(duì)硅酸鹽則用鎳坩堝2.堿溶法酸性試樣采用堿溶法，如：酸性礦渣，酸性爐渣等試劑：Na2CO3、K2CO3、NaOH、KOH、Na2O2強(qiáng)堿性和高溫下853°C903°C318°C404°C460°C的強(qiáng)氧化性(1) (1) Na2CO3、K2CO3溶原理 「 850(V ?長(zhǎng)石Al2o3?2SiO2?H2o 溶 2NaAlO2+2NaSiO3+3CO2f重晶石BaSO4+NaCO3 850上_BaCO3I+Na2SO4容器：鉑、鎳、鐵坩堝，使用瓷坩堝時(shí)，先做內(nèi)襯，加Na2SO4，慎用銀、金坩堝(2) (2) NaOH、KOHA粘土 ?2SiO2?H2O+6NaOHoZNaFeQ+ZNaSiq+AH?0優(yōu)點(diǎn)：溶快，熔點(diǎn)低容器：鎳、鐵、銀不能使用鉑坩堝(NaOH=Na2O2腐蝕Pt)不能高于600C~700C，也不能用瓷坩堝(3)Na2O2強(qiáng)氧化劑容器：鎳、鐵、銀應(yīng)用：分解穩(wěn)定金屬合金，合金礦石，鈦鐵礦，鈮—鉭礦注意：不要與有機(jī)物共用，爆炸！(3) (3)半溶混合劑：是將試樣與溶劑混合，小心加熱至溶解(半溶物收縮成整塊)。因不是全融，故稱為半溶。(燒結(jié)法)常用半溶混合劑：2份MgO_+3Na2CO31份MgO+2Na2CO31份ZnO+2Na2CO3應(yīng)用：鐵礦，煤中S優(yōu)點(diǎn)：MgO、ZnO熔點(diǎn)高，防止Na2CO3在灼燒時(shí)熔合。三、試樣分解方法和溶(熔)劑的選擇(自學(xué))P577表及表上坩堝的使用溫