分析化學 分析試樣的采集與制備

1、1定量分析過程定量分析過程1.1.取樣取樣2.2.試樣分解試樣分解3.3.試樣制備試樣制備4.4.分離和富集分離和富集5.5.分析測定、分析結果的計算及評價分析測定、分析結果的計算及評價22.1 分析試樣的采集分析試樣的采集分析試樣的采集分析試樣的采集: : 指從大批物料中采取少量樣本作為原指從大批物料中采取少量樣本作為原始試樣，所采試樣應具有高度的代表始試樣，所采試樣應具有高度的代表性，采取的試樣的組成能代表全部物性，采取的試樣的組成能代表全部物料的平均組成。料的平均組成。 根據根據 具體測定需要，遵循代表性原則隨機采樣具體測定需要，遵循代表性原則隨機采樣 狀態(tài)狀態(tài): : 氣，固，液等氣，固

2、，液等 對象對象: : 環(huán)境，礦物巖石，生物，金屬與合金，食品等環(huán)境，礦物巖石，生物，金屬與合金，食品等 采樣應按照一定的原則、方法進行，可參閱相關的國家采樣應按照一定的原則、方法進行，可參閱相關的國家標準和各行業(yè)制定的標準標準和各行業(yè)制定的標準取樣的基本原則取樣的基本原則代表性代表性3 采樣的代表性取決于：采樣數目（單元數）采樣的代表性取決于：采樣數目（單元數） 采樣量（質量）采樣量（質量）若測量誤差很小若測量誤差很小, , 分析結果的誤差主要是由采樣引起的。分析結果的誤差主要是由采樣引起的。1. 1. 固體試樣固體試樣4 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: : :

3、: 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: t: 與測定次數和置信度有關的統(tǒng)計量，與測定次數和置信度有關的統(tǒng)計量， : : 各個試樣單元含量標準偏差的估計值，各個試樣單元含量標準偏差的估計值，n: n: 采樣單元數采樣單元數tXn2tnEEX采樣公式：（采用單元數）采樣公式：（采用單元數）其中：其中：EX5采樣公式：（采集的量）采樣公式：（采集的量） 平均試樣采取量與試樣的均勻度、粒度、易破碎度有關，平均試樣采取量與試樣的均勻度、粒度、易破碎度有關，可按切喬特采樣公式：可按切喬特采樣公式： QKd2 Q為保留樣品的最小質量為保留樣

4、品的最小質量(kg) d為樣品中最大顆粒直徑為樣品中最大顆粒直徑(mm) K為固體試樣特性系數或縮分常數，它由各部門根據經驗為固體試樣特性系數或縮分常數，它由各部門根據經驗擬定，通常在擬定，通常在0.051之間，因固體物料種類和性質不同而異。之間，因固體物料種類和性質不同而異。6試樣多樣化，不均勻試樣應選取不同部位進行采樣，以試樣多樣化，不均勻試樣應選取不同部位進行采樣，以保證所采試樣的代表性。保證所采試樣的代表性。1. 1. 固體試樣固體試樣1）土壤樣品）土壤樣品: 采集深度采集深度0-15cm的表地為試樣，按的表地為試樣，按3點式點式(水田水田出口，入口和中心點出口，入口和中心點)或或5點

5、式點式(兩條對角線交叉點和兩條對角線交叉點和對角線的其它對角線的其它4個等分點個等分點)取樣。每點采取樣。每點采1-2kg，經壓，經壓碎、風干、粉碎、過篩、縮分等步驟，取粒徑小于碎、風干、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。的樣品作分析試樣。2）沉積物）沉積物: 用采泥器從表面往下每隔用采泥器從表面往下每隔1米取一個試樣，經壓米取一個試樣，經壓碎、風干、粉碎、過篩、縮分，取粒徑小于碎、風干、粉碎、過篩、縮分，取粒徑小于0.5 mm的樣品作分析試樣。的樣品作分析試樣。3）金屬試樣）金屬試樣: 經高溫熔煉，比較均勻，鋼片可任取。對鋼錠經高溫熔煉，比較均勻，鋼片可任取。對

6、鋼錠和鑄鐵，鉆取幾個不同點和深度取樣，將鉆屑置于和鑄鐵，鉆取幾個不同點和深度取樣，將鉆屑置于沖擊缽中搗碎混勻作分析試樣。沖擊缽中搗碎混勻作分析試樣。74 4）食品試樣）食品試樣 根據試樣種類、分析項目和采用的分析方法制定試樣的根據試樣種類、分析項目和采用的分析方法制定試樣的處理步驟。處理步驟?？捎每捎谩半S機取樣隨機取樣”和和“縮分縮分”, , 防止污染要求更嚴。防止污染要求更嚴。預干燥：含水試樣干燥至恒重，計算水分。預干燥：含水試樣干燥至恒重，計算水分。脫脂：對含脂肪高的樣品，置于乙醚（脫脂：對含脂肪高的樣品，置于乙醚（100g100g樣品需樣品需500ml500ml乙醚）中，靜置過夜，除去乙

7、醚層，風干、研磨成細而均勻乙醚）中，靜置過夜，除去乙醚層，風干、研磨成細而均勻的分析試樣。的分析試樣。8液體試樣一般比較均勻，取樣單元可以較少；液體試樣一般比較均勻，取樣單元可以較少；當物料的量較大時，應從不同的位置和深度分別采樣，混當物料的量較大時，應從不同的位置和深度分別采樣，混合均勻后作為分析試樣，以保證它的代表性；合均勻后作為分析試樣，以保證它的代表性；液體試樣采樣器多為塑料或玻璃瓶，一般情況下兩者均可液體試樣采樣器多為塑料或玻璃瓶，一般情況下兩者均可使用，但當要檢測試樣中的有機物時，宜選用玻璃器皿，而使用，但當要檢測試樣中的有機物時，宜選用玻璃器皿，而要測定試樣中微量的金屬元素時，則

8、宜選用塑料取樣器，以要測定試樣中微量的金屬元素時，則宜選用塑料取樣器，以減少容器吸附和產生微量待測組分的影響。減少容器吸附和產生微量待測組分的影響。 2. 2. 液體試樣液體試樣9液體試樣的化學組成容易發(fā)生變化，應立即對其進行測試應液體試樣的化學組成容易發(fā)生變化，應立即對其進行測試應采取適當保存措施，以防止或減少在存放期間試樣的變化。采取適當保存措施，以防止或減少在存放期間試樣的變化。保存措施有：控制溶液的保存措施有：控制溶液的pHpH值、加入化學穩(wěn)定試劑、冷藏和值、加入化學穩(wěn)定試劑、冷藏和 冷凍、避光和密封等。冷凍、避光和密封等。 采取這些措施旨在減采取這些措施旨在減 緩生物作用、化合物或配

9、合物的水解、氧化還緩生物作用、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)。保存期長短與待測原作用及減少組分的揮發(fā)。保存期長短與待測 物的穩(wěn)定性及保存方法有關。物的穩(wěn)定性及保存方法有關。1011 根據水種類：天然水（河、湖、海、地下）；用水（引根據水種類：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、城市污水）用、工業(yè)用、灌溉）；排放水（工業(yè)廢水、城市污水） 根據分析項目要求：根據分析項目要求：采樣多變性：河水采樣多變性：河水上、中、下（大河：左右兩岸和中心上、中、下（大河：左右兩岸和中心線；中小河：三等分，距岸線；中小河：三等分，距岸1/31/3處）；湖水

10、處）；湖水-從四周入從四周入口、湖心和出口采樣；海水口、湖心和出口采樣；海水-粗分為近岸和遠岸；生活粗分為近岸和遠岸；生活污水污水-與作息時間和季節(jié)性食物種類有關；工業(yè)廢水與作息時間和季節(jié)性食物種類有關；工業(yè)廢水- -與產品和工藝過程及排放時間有關與產品和工藝過程及排放時間有關水樣的保存和預處理：對于不同測定項目，采用不同目的水樣的保存和預處理：對于不同測定項目，采用不同目的的保存方法的保存方法1 1）水樣水樣1213 用泵將氣體充入取樣容器；用泵將氣體充入取樣容器； 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；

11、置，收集非揮發(fā)性物質； 過濾法采樣：用于收集氣溶膠中的非揮發(fā)性組分。過濾法采樣：用于收集氣溶膠中的非揮發(fā)性組分。 1 1）大氣試樣，根據被測組分在空氣中存在的狀態(tài)）大氣試樣，根據被測組分在空氣中存在的狀態(tài)( (氣態(tài)、蒸氣氣態(tài)、蒸氣或氣溶膠或氣溶膠) )、濃度以及測定方法的靈敏度，可用直接法或濃、濃度以及測定方法的靈敏度，可用直接法或濃縮法取樣?？s法取樣。2 2）貯存于大容器）貯存于大容器( (如貯氣柜或槽如貯氣柜或槽) )內的物料，因密度不同可能內的物料，因密度不同可能影響其均勻性時，應在上、中、下等不同處采取部分試樣后影響其均勻性時，應在上、中、下等不同處采取部分試樣后混勻混勻 。 3.3.

12、氣體試樣氣體試樣14其組成因部位和時季不同而有較大差異；其組成因部位和時季不同而有較大差異；采樣應根據需要選取適當部位和生長發(fā)育階段進行，除采樣應根據需要選取適當部位和生長發(fā)育階段進行，除應注意有群體代表性外，還應有適時性和部位典型性；應注意有群體代表性外，還應有適時性和部位典型性；鮮樣分析的樣品，應立即進行處理和分析，生物試樣中鮮樣分析的樣品，應立即進行處理和分析，生物試樣中的酚、亞硝酸、有機農藥、維生素、氨基酸等在生物體的酚、亞硝酸、有機農藥、維生素、氨基酸等在生物體內易發(fā)生轉化、降解或者不穩(wěn)定的成分，一般應采用新內易發(fā)生轉化、降解或者不穩(wěn)定的成分，一般應采用新鮮樣品進行分析。鮮樣品進行分

13、析。4. 4. 生物試樣生物試樣15縮分：四分法 2.2 試樣的制備試樣的制備1617 假設你進行某一礦物的分析，能否將磨不碎的大假設你進行某一礦物的分析，能否將磨不碎的大顆粒棄去？為什么？顆粒棄去？為什么？ 不行，因為不易粉碎的大顆粒往往具有不行，因為不易粉碎的大顆粒往往具有不同的組成。不同的組成。182.3 試樣的分解試樣的分解目的：使待測組分定量地轉入溶液中。目的：使待測組分定量地轉入溶液中。 原則：試樣分解完全、防止組分丟失和引入干擾原則：試樣分解完全、防止組分丟失和引入干擾方法：方法：1.溶解法（濕法）溶解法（濕法）:選擇合適的溶劑將試樣溶解成溶液。選擇合適的溶劑將試樣溶解成溶液。2

14、.熔融法（干法）：將試樣與酸性或堿性溶劑混合在高溫下進熔融法（干法）：將試樣與酸性或堿性溶劑混合在高溫下進行復分行復分 解反應，使待測組分轉變成可溶于水或酸的化合物。解反應，使待測組分轉變成可溶于水或酸的化合物。3.半熔法：在低于熔點的溫度下，使試樣與熔劑發(fā)生反應。半熔法：在低于熔點的溫度下，使試樣與熔劑發(fā)生反應。4.干式灰化法：將試樣置于馬弗爐中高溫加熱燃燒。干式灰化法：將試樣置于馬弗爐中高溫加熱燃燒。5.濕式灰化法：將試樣與濃硫酸、濃硝酸一起置于克氏瓶中煮濕式灰化法：將試樣與濃硫酸、濃硝酸一起置于克氏瓶中煮解。解。6.微波輔助消解法：利用試樣和適當的溶（熔）劑吸收微波能微波輔助消解法：利用

15、試樣和適當的溶（熔）劑吸收微波能產生熱量加熱試樣。產生熱量加熱試樣。19（一）（一） 無機物的分解無機物的分解1.溶解法溶解法 水水鹽酸（還原性，絡合作用）鹽酸（還原性，絡合作用）硝酸（強氧化性）硝酸（強氧化性）硫酸（強脫水和強氧化性）硫酸（強脫水和強氧化性）磷酸（中強酸，絡合作用強）磷酸（中強酸，絡合作用強）高氯酸（強脫水和強氧化性）高氯酸（強脫水和強氧化性）氫氟酸（分解硅酸鹽，具絡合作用）氫氟酸（分解硅酸鹽，具絡合作用）混合酸混合酸堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液）堿（氫氧化鈉、氫氧化鉀溶液）202.熔融法熔融法酸熔法酸熔法K2S2O7、KHSO4 ，銨鹽混合熔劑，氟氫化鉀，銨鹽混合熔劑，氟氫化

16、鉀堿熔法堿熔法NaOH，Na2O2 ，Na2CO3 半熔法半熔法Na2CO3 :MgO=1:221（二）（二） 有機物的分解有機物的分解1.溶解法（根據相似相溶的原理選擇合適的溶劑）溶解法（根據相似相溶的原理選擇合適的溶劑）2.分解法分解法 干法灰化法：氧瓶燃燒法干法灰化法：氧瓶燃燒法 定溫灰化法定溫灰化法 封管燃燒法封管燃燒法 濕法灰化法濕法灰化法22微波輔助消解法微波輔助消解法 利用試樣和適當的溶利用試樣和適當的溶(熔熔)劑吸收微波能產生熱量加熱試樣，劑吸收微波能產生熱量加熱試樣，微波產生的交變磁場使介質分子極化，極化分子在高頻磁場交微波產生的交變磁場使介質分子極化，極化分子在高頻磁場交替

17、排列導致分子高速振蕩，使分子獲得高的能量，這兩種作用替排列導致分子高速振蕩，使分子獲得高的能量，這兩種作用使試樣表層不斷被攪動破裂，促使試樣迅速溶使試樣表層不斷被攪動破裂，促使試樣迅速溶(熔熔)解。解。 微波能直接傳遞給溶液中的各分子，溶液整體快速升溫，微波能直接傳遞給溶液中的各分子，溶液整體快速升溫，加熱效率高。加熱效率高。 微波消解一般采用密閉容器，這樣可以加熱到較高溫度和微波消解一般采用密閉容器，這樣可以加熱到較高溫度和較高壓力，使分解更有效，同時也可減少溶劑用量和易揮發(fā)組較高壓力，使分解更有效，同時也可減少溶劑用量和易揮發(fā)組分分(As,B,Cr,Hg,Se,Sb,Sn等）的損失。等）的損失。 微波消解法可用于有機和生物樣品的氧化分解，也可用于微波消解法可