第二章采樣要點(diǎn).ppt

1、第二章 試樣的采取、處理和分解,樣品分析過(guò)程,據(jù)試樣性質(zhì)采用不同的溶解方法,計(jì)算分析結(jié)果,測(cè)定,試樣的分解,采樣,應(yīng)該使分析試樣具有代表性,根據(jù)具體要求選擇合適的分析方法,根據(jù)試樣重量,測(cè)量數(shù)據(jù), 和分析反應(yīng)的計(jì)量關(guān)系計(jì)算,（濕法分析）,酸溶 堿溶 熔融,2-1 樣品的采集,一、正確采樣的意義 工業(yè)分析的首項(xiàng)工作是從大量的分析對(duì)象中獲取有代表性的一部分樣品作為分析材料(分析樣品)，即樣品的采集（采樣）。 二、正確采樣的原則 采集的樣品要均勻、有代表性，能反映被檢樣品的組成。 采樣時(shí)要設(shè)法保持原有的指標(biāo)，防止成分逸散或帶入雜質(zhì)。,三 試樣的制備,1 采樣量,mQ kd2,K 縮分常數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值 0

2、.05 1( kg.mm-2),d 試樣的最大粒度直徑(mm),mQ 試樣的最小質(zhì)量,采樣公式,試樣的均勻性越差, K值越大,采樣點(diǎn)由下面兩個(gè)因素決定 a. 試樣組分含量與整批物料中組分平均含量之間的允許誤差，即采樣的準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度要求越高，則采樣單元越多。 b. 物料的不均勻程度。物料愈不均勻，采樣單元愈多。,例題,某物料各試樣單元標(biāo)準(zhǔn)試樣單元標(biāo)準(zhǔn)偏差估計(jì)值為0.15%，置信度為95%，允許誤差E為0.1%，測(cè)定次數(shù)為6次，查表t為2.571，計(jì)算采樣單元數(shù)。,2、采樣方法,1）固體物料 （I） 各種金屬材料 （II） 原料、礦石、煤炭等露天堆放樣。 （III）桶、袋裝：用取樣器 （IV）皮

3、帶運(yùn)輸：每隔一定時(shí)間緊貼皮帶全寬度上取樣,2）液體物料,（I）靜態(tài)物料：在上、中、下不同部位采 小容器 用虹吸管或移液管 （II）流動(dòng)物料：在不同時(shí)間?。涸诠艿郎涎b上取樣管或機(jī)械控制自動(dòng)取樣，實(shí)現(xiàn)在線取樣。,3）氣體物料,（1）正壓氣體：直接用貯樣器接入氣體即可。 （2）常壓或負(fù)壓氣體：a.可用封閉液法；b.抽氣法、抽氣泵 氣體組分含量低，取樣時(shí)將其通過(guò)一定的吸收液進(jìn)行濃縮富集，若有機(jī)械雜質(zhì)可加過(guò)濾管，若溫度高，需冷卻管。 管道 采樣管 過(guò)濾管 冷卻管 吸收液（氣體容器） 抽氣泵,總之：無(wú)論何種狀態(tài)物料的采集都應(yīng)保證 (1)不使待測(cè)組分損失和而不使物料組成發(fā)生任何改變 (2)不摻入雜質(zhì),破碎,

4、過(guò)篩,混勻,縮分,試樣的粒度小到能通過(guò)要求的篩孔,全部通過(guò)篩孔,標(biāo)準(zhǔn)篩的篩號(hào)(網(wǎng)目) 及孔徑大小(mm),篩號(hào) 3 6 10 20 40 80 100 120 140 200 直徑 6.72 3.36 2 .0 0.84 0.42 0.177 0.149 0.125 0.105 0.074,使粉碎后的試樣量逐步減少,破碎（粗碎、中碎、細(xì)碎）,可用手工：鐵錘擊碎，研缽研磨，沖擊缽中打碎 機(jī)械破碎：較硬的用顎式破碎機(jī)、滾磨機(jī) 中等硬度或較軟的用錘磨機(jī)、球磨機(jī) 在破碎過(guò)程中要防止試樣組成的改變 （1）防止水分含量的變化（如煤的水分測(cè)定13mm外在水分，3mm內(nèi)在水分） （2）破碎機(jī)表面的磨損量引入雜

5、質(zhì)（鐵含量測(cè)定） （3）研磨過(guò)程中發(fā)熱，使易揮發(fā)組分逸去（ 鋼中硫的測(cè)定）或由于空氣氧化使組分改變 （4）堅(jiān)硬組分易飛濺，軟組分成粉末而損失 因此粉碎的粒度能保證組成均勻和易分解，不必要過(guò)分研細(xì),混合,大量：堆堆法 小量：掀角法即在光滑紙上，依次提起紙張的一角 機(jī)械勻法等,破碎,過(guò)篩,混勻,縮分,采用四分法,縮分次數(shù)不是隨意的,試樣的粒度與保留的試樣量之間應(yīng)符合采樣公式,縮分次數(shù)多少遵循公式：Q=Kd2 縮分次數(shù)：m = (Q采樣 - Q縮分)/2,例1：有試樣 20 Kg，粗碎后最大粒度為 6mm 左右，設(shè) K 值為0. 2 ，問(wèn)應(yīng)縮分幾次？ 如縮分后，再破碎至全部通過(guò)10號(hào)篩，問(wèn)應(yīng)再縮分幾

6、次？,d 6mm,mQ 0.2kg mm-2 (6 mm)2,即 mQ 0.8kg,20 kg 1/ 2 = 10 kg,縮分一次,破碎至全部通過(guò)10號(hào)篩后,d 2mm,mQ 0.2kg mm-2 (2 mm)2,將10kg 試樣連續(xù)縮分三次,10kg (1/ 2)3 = 1.25kg,即 mQ 7.2kg,mQ kd2,練習(xí)1. 一礦樣質(zhì)量為2 kg已全部通過(guò)20目篩，求需要縮分出有代表性的樣品最小質(zhì)量，至少縮分幾次。已知K=0.2，20目篩d=0.84 mm.（3次）,粗碎,棄去,中碎,分析試樣,細(xì)碎,棄去,細(xì)副樣,粗副樣,在制備樣品的過(guò)程中注意水分的變化 1、可先測(cè)定水分，用干基表示其它

7、組分含量 2、先驅(qū)除水分 3、使水分含量恒定。,2-2 試樣的分解,一般要求是： （1）試樣分解完全 （2）待測(cè)組分不損失 （3）不能引入含有待測(cè)組分的物質(zhì) （4）不能引入對(duì)待測(cè)組分有干擾的物質(zhì), 要求,AL,例如 測(cè)定鋁合金中Fe Mn Ni,Fe Mn Ni,NaOH,如能在分解試樣時(shí)與干擾組分分離，則能簡(jiǎn)化分析手續(xù)。,鋁與 Fe Mn Ni在分解試樣時(shí)就分離,可以省去分離步驟, 分解的方法, 溶解法,溶劑 水 酸 堿 混合酸,鹽酸,硝酸,硫酸,磷酸, 熔融法 燒結(jié)法,水,高氯酸,王水,硝酸+高氯酸,NaOH 分解兩性的金屬或氧化物,玻璃容器中溶解,聚四氟乙烯器皿,常見(jiàn)的酸溶 HCl HN

8、O3 H2SO4 HClO4 HF或混合酸 HCl 12M，恒沸溶液6M，bp110，許多金屬氧化物、硫化物、硅酸鹽的溶劑 HNO3 16M，氧化性酸， 溶解力強(qiáng)， 但Al ，Cr，F(xiàn)e易成氧化膜。 H2SO4 18M，bp340。C 氧化性，脫水性，當(dāng)NO3-，Cl-，F(xiàn)-有干擾時(shí)可加硫酸 HClO4 11.6M，強(qiáng)氧化性，bp203。Cr Cr2O72- V VO3- S SO42-，與有機(jī)物接觸易爆炸，應(yīng)先加HNO3破壞有機(jī)物再加入高氯酸。 HF 27M，分解含Si礦石，生成SiF4，在鉑或聚四氟乙烯容器中，溫度低于250。 H3PO4 14.6M，有較強(qiáng)絡(luò)合能力，常用來(lái)溶解合金鋼和難溶

9、礦物。,堿溶：NaOH，溶解以酸性為主的兩性氧化物如As2O3，Al鉛合金，20%30%在白金器皿或聚四氟乙烯容器中。, 熔融法,利用酸性或堿性熔劑與試樣在高溫下進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng),使被測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苡谒蛩岬幕衔?酸性熔劑 K2S2O7 KHSO4,堿性熔劑 Na2CO3 NaOH Na2O2,分解 氧化物礦石,分解 大多數(shù)酸性礦物,試樣的分解的方法應(yīng)根據(jù)試樣的性質(zhì)進(jìn)行選擇。,石英或鉑坩堝熔融,鐵、銀或剛玉坩堝,熔劑,酸性熔劑K2S2O7能與各種難于分解的氧化物反應(yīng)。400左右 2 K2S2O7+ TiO2= Ti(SO4)2+2K2SO4 熔融后冷卻稀H2SO4浸出，K2S2O7熔融在瓷坩

10、堝或石英坩堝中。,堿性熔劑Na2CO3，K2CO3熔融 Na2CO3：M.P850，K2CO3：M.P890，11 Na2CO3 、K2CO3 M.P 700 用來(lái)分解硅酸鹽、含氧化鋁及難溶的磷酸鹽，硫酸鹽等。 NaAlSi3O8（長(zhǎng)石）+3Na2CO3 = NaAlO2 + 3Na2SiO3 +3CO2 BaSO4（重晶石）+ Na2CO3 =Na2SO4+BaCO3 熔融后可采用不同的方法用酸或水浸泡 碳酸鹽熔融一般在鉑坩堝中進(jìn)行或瓷坩堝鋪多層濾紙代替?？杉尤隟ClO3，KClO3有氧化性，可將S、As、Cr氧化為SO42-，AsO43-，CrO4-。,Na2O2強(qiáng)堿性、強(qiáng)氧化 熔融溫度6

11、00700，可分解難溶于酸的Fe、Cr、Ni、Mo、W合金、Pt合金，熔塊冷卻以水浸取。 可在鐵坩堝中也可用鎳坩堝。為防止侵蝕坩堝可在稍低溫度下燒結(jié)。,NaOH，KOH熔融 NaOH，M.P318；KOH，M.P380。強(qiáng)堿性熔劑可用來(lái)分解硅酸鹽，含SiO2礦樣，含氧化鋁，TiO2，SnO2，鉻鐵礦等試樣。 不能在鉑坩堝進(jìn)行，只能在鐵、鎳、石墨、銀、金坩堝中進(jìn)行。,熔融方法,在坩堝中進(jìn)行。 稱取已經(jīng)磨細(xì)、均勻的試樣于坩堝中加入熔劑混勻，開(kāi)始緩慢升溫，然后逐漸升高溫度到熔融物變澄清，冷卻，溶解。,燒結(jié)法,試樣與固體試劑在低于熔點(diǎn)的溫度下進(jìn)行反應(yīng)。可在瓷坩堝中進(jìn)行。 Na2CO3ZnO 燒結(jié)測(cè)煤或

12、礦石中硫 CaCO3NH4Cl燒結(jié)測(cè)硅酸鹽中K+、Na+,有機(jī)物的分解,通常使用干式灰化法和濕式消化法, 干式灰化法:,試樣在馬弗爐中加高溫( 400700 )分解,有機(jī)物燃燒后留下的無(wú)機(jī)殘?jiān)运崽崛『笾苽涑煞治鲈囈?氧瓶燃燒法是干式灰化法常用的方法,試樣包在定量濾紙內(nèi),用鉑絲固定,放入充滿氧氣的密封燒瓶?jī)?nèi)燃燒.,試樣中的鹵素形成 鹵素離子,硫 形成硫酸根,磷 形成磷酸根,金屬元素形成金屬氧化物,優(yōu)點(diǎn),試樣分解完全, 操作簡(jiǎn)便快速, 適用于少量試樣的分析, 濕式消化法:,混合酸(硝酸+硫酸作為溶劑)分解試樣,優(yōu)點(diǎn): 簡(jiǎn)便, 快速,注意 對(duì)于容易形成揮發(fā)性化合物的被測(cè)物質(zhì),一般采用蒸餾法分解,溶

13、劑浸提法 利用樣品各組分在某一溶劑中溶解度的不同，將各組分溶解分離的方法。 （1）浸泡提取法（液-固萃取法） （2）溶劑萃取法（液-液萃取法）,蒸餾法 是利用液體樣品中各組分沸點(diǎn)溫度的不同，將樣品中有關(guān)成分分離或凈化的方法。樣品中的易揮發(fā)組分在蒸餾時(shí)變?yōu)闅怏w揮發(fā)出來(lái)，收集餾液分析。,（1）常壓蒸餾：常壓下受熱不分解或沸點(diǎn)不太高的物質(zhì)。 （2）減壓蒸餾：常壓下受熱易分解或沸點(diǎn)太高的物質(zhì)。 （3）水蒸氣蒸餾：適用于沸點(diǎn)較高，易炭化，易分解物質(zhì)。 （4）分餾,2-3分析方法的選擇,測(cè)定的具體要求,被測(cè)組分的含量,被測(cè)組分的性質(zhì),共存組分干擾等,2-4定量分析結(jié)果的表示,1 被測(cè)組分的化學(xué)表示形式,

14、結(jié)果通常以待測(cè)組分實(shí)際存在形式的含量表示,例如 測(cè)食鹽樣品中氯的含量, 以 NaCl %表示分析結(jié)果, 如果待測(cè)組分的實(shí)際存在形式不清楚，結(jié)果以氧化物或元素形式的含量表示, 金屬材料或有機(jī)分析中，常以元素 形式的含量表示 C Zn,例如 硅酸鹽水泥中的 Fe AI Ca Mg 含量 常 以 Fe2O3 AI2O3 CaO MgO 的含量表示分析結(jié)果, 結(jié)果通常以待測(cè)組分實(shí)際存在形式的含量表示, 如果待測(cè)組分的實(shí)際存在形式不清楚，結(jié)果以氧化物或元素形式的含量表示,例如 分析鐵礦石， 以 Fe% 表示。, 金屬材料或有機(jī)分析中，常以元素 形式的含量表示, 電解質(zhì)溶液的分析結(jié)果，常以所存在的離子的含量表示。例如 K+ Na+ CI-,工業(yè)分析中常用所需要組分的含量表示分析結(jié)果。, 痕量組分, 常量組分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示), 固體試樣,2 被測(cè)組分含量的表示方法,可用 ugg-1 (ngg-1 pgg-1)表示,待測(cè)組分體積 mL/試液的體積(100mL),100mL試液體積中所含被測(cè)物質(zhì)的質(zhì)量 (g),質(zhì)量百分?jǐn)?shù)% (m/m),體積百分?jǐn)?shù)% (V/V),質(zhì)量體積百分?jǐn)?shù)%(m/V),液體樣品,試液中的痕量組分常以u(píng)g/mL ng/mL pg/mL表示, 氣體樣品,常以體積百分