分析化學(xué)PPT第二章

1、上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry02分析試樣的采集與制備Part Two上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry 2.1 分析試樣的采集和預(yù)處理試樣的制備: 試樣的采集和預(yù)處理分析試樣的采集: 指從大批物料中采取少量樣本作為原始試樣，所采試樣應(yīng)具有高度的代表性，采取的試樣的組成能代表全部物料的平均組成。 1、根據(jù)具體測(cè)定需要，遵循代表性原則隨機(jī)采樣根據(jù)狀態(tài): 氣，固，液等2、根據(jù)對(duì)象: 環(huán)境，礦物巖石，生物，金屬與合金，食品等3、應(yīng)按照一定的原則、方法進(jìn)行。這些可參閱相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和各行業(yè)制定的標(biāo)準(zhǔn)上一頁上

2、一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry采樣單元數(shù)若測(cè)量誤差很小, 分析結(jié)果的誤差主要是由采樣引起的整批物料中組分平均含量區(qū)間為整批物料中組分平均含量區(qū)間為: m m: 整批物料中組分平均含量，整批物料中組分平均含量， : 為試樣中組分平均含量為試樣中組分平均含量 t: 與測(cè)定次數(shù)和置信度有關(guān)的統(tǒng)計(jì)量，與測(cè)定次數(shù)和置信度有關(guān)的統(tǒng)計(jì)量， s s: 各個(gè)試樣單元含量標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值，各個(gè)試樣單元含量標(biāo)準(zhǔn)偏差的估計(jì)值，n: 采樣單元數(shù)采樣單元數(shù)tXnsmEXm采樣公式: 2tnEs其中：EXm上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemist

3、ry1 固體試樣試樣多樣化，不均勻試樣應(yīng)，選取不同部位進(jìn)行試樣多樣化，不均勻試樣應(yīng)，選取不同部位進(jìn)行采樣，以保證所采試樣的代表性。采樣，以保證所采試樣的代表性。1.土壤樣品: 采集深度0-15cm的表地為試樣，按3點(diǎn)式(水田出口，入口和中心點(diǎn))或5點(diǎn)式(兩條對(duì)角線交叉點(diǎn)和對(duì)角線的其它4個(gè)等分點(diǎn))取樣。每點(diǎn)采1-2kg，經(jīng)壓碎、風(fēng)干、粉碎、過篩、縮分等步驟，取粒徑小于0.5 mm的樣品作分析試樣。2.沉積物: 用采泥器從表面往下每隔1米取一個(gè)試樣，經(jīng)壓碎、風(fēng)干、粉碎、過篩、縮分，取小于0.5 mm的樣品作分析試樣。3.金屬試樣: 經(jīng)高溫熔煉，比較均勻，鋼片可任取。對(duì)鋼錠和鑄鐵，鉆取幾個(gè)不同點(diǎn)和深

4、度取樣，將鉆屑置于沖擊缽中搗碎混勻作分析試樣。上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical ChemistryLOREM IPSUM DOLOR SIT AMET固體試樣制備破碎和過篩混合與縮分 平均試樣采取量與試樣的均勻度、粒度、易破碎度有關(guān)，可按切喬特采樣公式： QKd2 Q為保留樣品的最小質(zhì)量(kg) d為樣品中最大顆粒直徑(mm) K為固體試樣特性系數(shù)或縮分常數(shù)，它由各部門根據(jù)經(jīng)驗(yàn)擬定，通常在0.051之間，因固體物料種類和性質(zhì)不同而異。上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry縮分四分法取樣圖解上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1

5、-6Analytical Chemistry有試樣有試樣20kg，粒度，粒度6mm，縮分后剩，縮分后剩10kg若要求試樣粒度不大于若要求試樣粒度不大于2mm,那么那么mQ0.2kgmm-2(2mm)2;即即mQ0.8kg; 10kg縮分縮分3次后，剩次后，剩1.25kg，大于，大于0.8kg mQ0.2kgmm-2(6mm)2;即即mQ7.2kg;礦石樣品要求過礦石樣品要求過100200目篩，相當(dāng)于目篩，相當(dāng)于0.1490.074mm直徑直徑上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemis

6、try液體試樣的化學(xué)組成容易發(fā)生變化，應(yīng)立即對(duì)其進(jìn)行測(cè)試應(yīng)采取適當(dāng)保存措施，以防止或減少在存放期間試樣的變化保存措施有：控制溶液的pH值、加入化學(xué)穩(wěn)定試劑、冷藏和冷凍、避光和密封等。 采取這些措施旨在減緩生物作用、化合物或配合物的水解、氧化還原作用及減少組分的揮發(fā)。保存期長短與待測(cè)物的穩(wěn)定性及保存方法有關(guān)。下表所示為幾種常見的保存方法 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry2.水樣 根據(jù)水種類：天然水（河、湖、海、地下）；用根據(jù)水種類：天然水（河、湖、海、地下）；用水（引用、工業(yè)用、灌溉）；排放水（工業(yè)廢水水（引用、工業(yè)用、灌溉）；排放水（工業(yè)廢水、城

7、市污水）、城市污水） 根據(jù)分析項(xiàng)目要求根據(jù)分析項(xiàng)目要求 采樣多變性：河水采樣多變性：河水上、中、下（大河：左右兩上、中、下（大河：左右兩岸和中心線；中小河：三等分，距岸岸和中心線；中小河：三等分，距岸1/3處）；處）；湖水湖水-從四周入口、湖心和出口采樣；海水從四周入口、湖心和出口采樣；海水-粗粗分為近岸和遠(yuǎn)岸；生活污水分為近岸和遠(yuǎn)岸；生活污水-與作息時(shí)間和季節(jié)與作息時(shí)間和季節(jié)性食物種類有關(guān)；工業(yè)廢水性食物種類有關(guān)；工業(yè)廢水-與產(chǎn)品和工藝過程與產(chǎn)品和工藝過程及排放時(shí)間有關(guān)及排放時(shí)間有關(guān) 水樣的保存和予處理水樣的保存和予處理 對(duì)于不同測(cè)定項(xiàng)目，采用對(duì)于不同測(cè)定項(xiàng)目，采用不同目的的保存方法不同目的

8、的保存方法上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry3 氣體試樣 用泵將氣體充入取樣容器；采用裝有固體吸附用泵將氣體充入取樣容器；采用裝有固體吸附劑或過濾器的裝置收集；過濾法用于收集氣溶劑或過濾器的裝置收集；過濾法用于收集氣溶膠中的非揮發(fā)性組分膠中的非揮發(fā)性組分 固體吸附劑采樣：是讓一定量氣體通過裝有吸固體吸附劑采樣：是

9、讓一定量氣體通過裝有吸附劑顆粒的裝置，收集非揮發(fā)性物質(zhì)附劑顆粒的裝置，收集非揮發(fā)性物質(zhì) 大氣試樣，根據(jù)被測(cè)組分在空氣中存在的狀態(tài)大氣試樣，根據(jù)被測(cè)組分在空氣中存在的狀態(tài)(氣態(tài)、蒸氣或氣溶膠氣態(tài)、蒸氣或氣溶膠)、濃度以及測(cè)定方法的、濃度以及測(cè)定方法的靈敏度，可用直接法或濃縮法取樣靈敏度，可用直接法或濃縮法取樣 貯存于大容器貯存于大容器(如貯氣柜或槽如貯氣柜或槽)內(nèi)的物料，因密內(nèi)的物料，因密度不同可能影響其均勻性時(shí)，應(yīng)在上、中、下度不同可能影響其均勻性時(shí)，應(yīng)在上、中、下等不同處采取部分試樣后混勻等不同處采取部分試樣后混勻 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemist

10、ry采集氣體物質(zhì)裝置采集氣體物質(zhì)裝置（a)小型氣體吸收管；（小型氣體吸收管；（b)小型沖擊式集塵器小型沖擊式集塵器上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry3 氣體試樣 用泵將氣體充入取樣容器；采用裝有固體吸附劑或過濾器的裝置收集；過濾法用于收集氣溶膠中的非揮發(fā)性組分 固體吸附劑采樣：是讓一定量氣體通過裝有吸附劑顆粒的裝置，收集非揮發(fā)性物質(zhì) 大氣試樣，根據(jù)被測(cè)組分在空氣中存在的狀態(tài)(氣態(tài)、蒸氣或氣溶膠)、濃度以及測(cè)定方法的靈敏度，可用直接法或濃縮法取樣 貯存于大容器(如貯氣柜或槽)內(nèi)的物料，因密度不同可能影響其均勻性時(shí)，應(yīng)在上、中、下等不同處采取部分試樣后

11、混勻 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry大氣試樣靜態(tài)氣體試樣 直接采樣，用換氣或減壓的方法將氣體試樣直接裝入玻璃瓶或塑料瓶中或者直接與氣體分析儀連接動(dòng)態(tài)氣體試樣 采用取樣管取管道中氣體，應(yīng)插入管道1/3直徑處，面對(duì)氣流方向常壓，打開取樣管旋塞即可取樣。若為負(fù)壓，連接抽氣泵，抽氣取樣固體吸附法取樣 用裝有吸附劑如硅膠（吸附帶氨基、羥基的氣體）、活性炭（吸附苯、四氯化碳） 、活性氧化鋁和分子篩等的柱子吸附氣體，吸附的氣體用加熱法或萃取法解脫，或與GC連接檢測(cè)對(duì)于大氣粉塵采用過濾式、沖擊式和靜電式取樣，過濾式最普遍-采用玻璃纖維素纖維(0.3 mm)過濾

12、上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry4 生物試樣其組成因部位和時(shí)季不同而有較大差異采樣應(yīng)根據(jù)需要選取適當(dāng)部位和生長發(fā)育階段進(jìn)行，除應(yīng)注意有群體代表性外，還應(yīng)有適時(shí)性和部位典型性鮮樣分析的樣品，應(yīng)立即進(jìn)行處理和分析，生物試樣中的酚、亞硝酸、有機(jī)農(nóng)藥、維生素、氨基酸等在生物體內(nèi)易發(fā)生轉(zhuǎn)化、降解或者不穩(wěn)定的成分，一般應(yīng)采用新鮮樣品進(jìn)行分析。上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical

13、 Chemistry上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry生物樣品中藥殘留測(cè)定樣品生物樣品中藥殘留測(cè)定樣品生物試樣：肌肉、肝、腎、皮膚、血液、蛋奶，生物試樣：肌肉、肝、腎、皮膚、血液、蛋奶，尿液，血漿、糞便等；對(duì)組織樣品宜分取一個(gè)完尿液，血漿、糞便等；對(duì)組織樣品宜分取一個(gè)完整的解剖部分整的解剖部分儲(chǔ)存生物材料的容器材料有塑料和玻璃，注意儲(chǔ)儲(chǔ)存生物材料的容器材料有塑料和玻璃，注意儲(chǔ)存期間吸附：塑料易吸附脂溶性組分，玻璃易吸存期間吸附：塑料易吸附脂溶性組分，玻璃易吸附堿性物質(zhì)附堿性物質(zhì)固體樣品制備除一般程序外，還有離心、過濾、固體樣品制備除一般程序外，還有

14、離心、過濾、防腐和抑制降解等防腐和抑制降解等血樣：血漿、血清、血液血樣：血漿、血清、血液尿樣注意酸敗和細(xì)菌污染，尿樣注意酸敗和細(xì)菌污染， 4 4度冷藏和加入氯仿度冷藏和加入氯仿或甲苯防腐或甲苯防腐上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry冷凍干燥法冷凍干燥法 樣品放在冷凍干燥室內(nèi)，抽真空至樣品放在冷凍干燥室內(nèi)，抽真空至1.3-6.5bar（10-50mmHg),水變成冰，水變成冰，2-3天后冰天后冰全部升華全部升華用于水樣的濃縮，植物、動(dòng)物血清和其它含有易用于水樣的濃縮，植物、動(dòng)物血清和其它含有易揮發(fā)組分的干燥揮發(fā)組分的干燥NBS的果葉、牛肝、菠菜葉、松針

15、、米粉、面粉、的果葉、牛肝、菠菜葉、松針、米粉、面粉、河沉積物等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用冷凍干燥技術(shù)，未發(fā)現(xiàn)易河沉積物等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用冷凍干燥技術(shù)，未發(fā)現(xiàn)易揮發(fā)的揮發(fā)的As,Hg等損失，等損失，I有明顯損失，有明顯損失，Br在酸性溶在酸性溶液中有損失液中有損失上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry例如：固體CaCO3的測(cè)定，可先加入一定量的過量鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱使試樣完全溶解，冷卻以后，再用NaOH標(biāo)準(zhǔn)液返滴定剩余的HCl量。CaCO3+2HCl(過量) CaCl2+CO2 +H2OHCl(剩余) + NaOH NaCl + H2OA BC上一頁上一頁下一頁下一頁202

16、2-1-6Analytical Chemistry 3） 置換滴定法 A B C D不按一定反應(yīng)式進(jìn)行或伴有副反應(yīng)的反應(yīng)，可選用置換滴定法。置換滴定法：先加入適當(dāng)試劑與被測(cè)物質(zhì)起作用置換出一定量的另一生成物再用標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定此生成物例：Cr2O72 + 6I + 14H+ = 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O I2 + 2S2O32 = 2I + S4O62C與D的反應(yīng)符合直接滴定的條件上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry 4） 間接滴定法 A B C 當(dāng)被測(cè)物質(zhì)不能直接與標(biāo)準(zhǔn)溶液作用，卻能和另一種可與標(biāo)準(zhǔn) 溶液作用的物質(zhì)反應(yīng)時(shí)，可用間接滴定法。例

17、如， Ca2+不能直接與高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液作用，但可與高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液作用的C2O42 起反應(yīng)，定量生成 CaC2O4 ，可通過間接測(cè)定 C2O42 ，而測(cè)定 Ca2+ 的含量。Ca2+ + C2O42 = CaC2O4CaC2O4 + H2SO4 = CaSO4 + H2C2O45H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4 = 10CO2 +2MnSO4+K2SO4 + 8H2O上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry酸堿滴定法（acid-base titration）以質(zhì)子傳遞反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法例：NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定HAc含量 OH + HAc A

18、c + H2O主要用于測(cè)量酸堿性物質(zhì)的含量3）按化學(xué)反應(yīng)類型分類上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry配位滴定法（complexometric titration）以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法例：EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定Ca2+的含量 Y4 + Ca2+ CaY2主要用于測(cè)定金屬離子的含量上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry氧化還原滴定法（redox titration） 以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法例：KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定Fe2+含量 MnO4 + 5Fe2+ + 8H+ Mn2+ + 5Fe3+ + 4

19、H2O主要用于測(cè)定氧化、還原性物質(zhì)上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry沉淀滴定法（precipitation titration）以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的滴定分析法例：AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定Cl-的含量 Ag+ + Cl AgCl （白色）常用的是銀量法上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry1.7 基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液 1. 試劑 試劑是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的藥品咖啡色染色劑：玫紅色目前中國主要?jiǎng)澐譃楦呒?、光譜純、基準(zhǔn)、分光純、優(yōu)級(jí)純、分析純和化學(xué)純等7種 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical C

20、hemistry優(yōu)級(jí)純硝酸，65.0%，ppm級(jí) CNW 2.5L 300.00 優(yōu)級(jí)純鹽酸，37.0%，ppm級(jí) CNW 2.5L 300.00 優(yōu)級(jí)純硫酸，95%97%，ppm級(jí) CNW 2.5L 360.00 優(yōu)級(jí)純甲酸，98.0%，ppm級(jí) CNW 2.5L 750.00 優(yōu)級(jí)純乙酸，99.8%，ppm級(jí) CNW 2.5L 450.00 優(yōu)級(jí)純磷酸，85%，ppm級(jí) Merck 2.5L 338.00 優(yōu)級(jí)純氫氟酸，48%，ppm級(jí) Merck 1L 536.00 農(nóng)殘級(jí)氫氟酸，40%，ppb級(jí) Merck 500ml 769.00 超純級(jí)硝酸，65%，ppb級(jí) Merck 1L 10

21、05.00 上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry2. 基準(zhǔn)物質(zhì)能夠直接配置或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)應(yīng)該符合下列條件： 1）穩(wěn)定 2）純度足夠高（一般應(yīng)在99.9%以上） 3）組成和化學(xué)式完全相符 4）試劑參加滴定反應(yīng)時(shí)，應(yīng)按反應(yīng)式定量進(jìn)行，沒有副反應(yīng)。 5）試劑最好有較大的摩爾質(zhì)量(以減少稱量誤差)上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry基準(zhǔn)物質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)溶液（3）上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry3. 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制例如：欲配制 0.01000mol/LK2Cr2O7 溶

22、液1升首先在分析天平上精確稱取2.9420 克K2Cr2O7 置于燒杯中，加入適量水溶解后，定量轉(zhuǎn)移到1000mL容量瓶中，再定容即得。(1)直接配制法 基準(zhǔn)物可直接配制標(biāo)準(zhǔn)溶液 配制步驟：稱量溶解 定量轉(zhuǎn)移稀釋 定容 計(jì)算濃度上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry達(dá)不到基準(zhǔn)試劑的要求: (2) 間接配制法： 1.粗配溶液 配制成近似所需濃度的溶液2.標(biāo)定 用基準(zhǔn)物或另一種已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液來滴定3.確定濃度 由基準(zhǔn)物質(zhì)量（或體積、濃度），計(jì)算確定之。例： NaOH （標(biāo)定 滴定）上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemi

23、stry4. 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的表示方法VnVMmcBBBB（2） 滴定度（1）物質(zhì)的量濃度（CB） 基本單元：原子、分子、離子、電子等每毫升標(biāo)準(zhǔn)溶液A相當(dāng)于待測(cè)組分B的質(zhì)量 表示法：TB/A 單 位：g/mL上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry例：用0.02718mol/L的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定鐵含量，其濃度用滴定度表示為： T Fe/KMnO4 = 0.007590 g/mL即：表示1mL KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于0.007590克鐵?？煞奖憧焖俅_定試樣中鐵的含量： m Fe = T Fe / KMnO4 V KMnO4 上一頁上一頁下一頁下一頁20

24、22-1-6Analytical Chemistry5. 滴定分析中的計(jì)算以物質(zhì)的量濃度表示根據(jù)化學(xué)計(jì)量關(guān)系計(jì)算常換算為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或滴定度上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry滴定分析計(jì)算的依據(jù):對(duì)于任一滴定反應(yīng) t T + a A P T為滴定劑，A為待測(cè)物質(zhì)，P為生成物。 tVCaVCTTAAtnanTATAnban TTAAVCtaVC上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry例: 稱取鄰苯二甲酸氫鉀(KHP)基準(zhǔn)物質(zhì)0.4925克，標(biāo)定NaOH 溶液，終點(diǎn)時(shí)用去NaOH溶液23.50ml，求NaOH溶液的濃

25、度。解： NaOH + KHP NaKP + H2OtnaVCTAA11x0.023500.4925/204.2CNaOH=0.1026mol/L上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6Analytical Chemistry例: 測(cè)定工業(yè)純堿Na2CO3的含量，稱取0.2560克試樣，用0.2000mol/L HCl液滴定，若終點(diǎn)時(shí)消耗HCl液22.93ml，計(jì)算試樣中Na2CO3的百分含量。解： 2HCl + Na2CO3 2 NaCl +CO2 +H2OtnaVCTAA210.20000.02293x%9.94%1002560.0%3232CONaMxCONa上一頁上一頁下一頁下一頁2022-1-6