分析試樣采集與制備

1、關(guān)于分析試樣的采集與制備第一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月2.1 分析試樣的采集與預(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。 第二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)具體測定需要，遵循代表性原則隨機采樣。根據(jù)狀態(tài): 氣，固，液等（P2427）根據(jù)對象: 環(huán)境，礦物巖石，生物，金屬與合金，食品等應(yīng)按照一定的原則、方法進行。這些可參閱相關(guān)的國家標準和各行業(yè)制定的標準。例：鐵合金化學(xué)分析用試樣的采取和制備 (GB/T4010-1994)第三張，PPT共五十

2、五頁，創(chuàng)作于2022年6月特點：試樣多樣化，不均勻試樣應(yīng)，選取不同部位進行采樣，以保證所采試樣的代表性。2.1.1 固體試樣土壤樣品: 采集深度0-15cm的表地為試樣，按3點式(水田出口，入口和中心點)或5點式(兩條對角線交叉點和對角線的其它4個等分點)取樣。每點采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。沉積物: 用采泥器從表面往下每隔1米取一個試樣，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。金屬試樣: 經(jīng)高溫熔煉，比較均勻，鋼片可任取。對鋼錠和鑄鐵，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。第

3、四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月整批物料中組分平均含量區(qū)間為: m: 整批物料中組分平均含量， : 為試樣中組分平均含量， t: 與測定次數(shù)和置信度有關(guān)的統(tǒng)計量， s: 各個試樣單元含量標準偏差的估計值，n: 采樣單元數(shù)采樣單元數(shù)若測量誤差很小, 分析結(jié)果的誤差主要是由采樣引起的其中：采樣公式: 分析結(jié)果準確度 En；物料均勻度 n；單個樣測定次數(shù) t n第六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月將原始樣處理成分析試樣，需要經(jīng)過破碎和過篩，混合與縮分。(1)破碎、過篩 破碎分為粗碎、中碎和細碎甚至研磨，以便試樣的粒度小到能通過要求的

4、篩孔。為了保證試樣的代表性，每次破碎過篩時，應(yīng)將未通過篩孔的粗粒進一步破碎，直至全部通過篩孔，決不可將粗顆粒棄去，因為它的化學(xué)成分可能與細顆粒不同。固體試樣制備第七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 篩號(網(wǎng)目)361020406080 篩孔直徑/mm6.723.362.000.830.420.250.177 篩號(網(wǎng)目)100120140200230270325 篩孔直徑/mm0.1490.1250.0740.0740.0630.0530.042 篩孔（網(wǎng)目）指1英寸篩底長度內(nèi)的篩孔數(shù)。 篩孔直徑按美國標準。表2-2 標準篩的篩號及孔徑大小第八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6

5、月混合與縮分：目的是使粉碎后的試樣逐步減小。一般采用四分法。 1. 四分法怎么操作？2. 要分到什么程度為止？第九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月縮分四分法取樣即先堆成錐形，再壓成臺形，從錐心四等分，去掉對角二份后再堆錐，直至附合。圖解第十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月問題2：分到什么程度？一次破碎、過篩后，需要縮分幾次？平均試樣采取量與試樣的均勻度、粒度、易破碎度有關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗，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)驗擬定，通常在0.051之間，因固體物料種類和性質(zhì)

6、不同而異。第十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月 例：一鐵礦石最大顆粒直徑 d=10mm ，K=0.1 ，應(yīng)采原始最低質(zhì)量 Q ， 粗碎破碎或球磨機中碎盤式破碎機細磨過 100 200 目篩。縮分至約 100 300g 均勻試樣?？s分：常采用四分法。 一般：準確要求愈高，采樣量愈大。物料愈不均勻，采取量愈多。第十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月計算舉例：采樣量，縮分次數(shù)例：采集礦石樣品，若試樣的最大直徑為10 mm， k =0.2 kg/mm2, 則應(yīng)采集多少試樣？ 解： mQ kd 2 = 0.2 10 2 = 20 (kg)例： 有一樣品 mQ = 20 kg ， k

7、 =0.2 kg / mm2, 用6號篩過篩, 問應(yīng)縮分幾次？ 解： mQ kd 2 = 0.2 3.36 2 = 2.26 (kg) 縮分1次剩余試樣為20 0.5 = 10 (kg) 縮分3次剩余試樣為20 0.53= 2.5 (kg) 2.26 故應(yīng)縮分3次從樣品的成本考慮，采集量越少越節(jié)約；從樣品的代表性考慮，不能少于臨界值 mQ kd 2第十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月采集平均試樣時的最小質(zhì)量篩號/目篩孔直徑/mm最小質(zhì)量/KgK=0.10.20.30.51.036.724.529.0313.5522.645.263.361.132.263.395.6511.3102

8、.000.400.801.202.004.00200.830.0690.140.210.350.69400.420.0180.0350.0530.0880.176600.250.0060.0130.0190.0310.063800.1770.0030.0060.0090.0160.031可按切喬特采樣公式： QKd2第十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月食品試樣根據(jù)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。可用“隨機取樣”和“縮分”, 防止污染要求更嚴格；預(yù)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（100g樣品需500ml乙醚）中，靜止過夜，

9、除去乙醚層，風(fēng)干、研磨成細而均勻的分析試樣。第十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月特點：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(yīng)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；液體試樣采樣器多為塑料或玻璃瓶 。一般： 檢測試樣中的有機物時，宜選用玻璃器皿； 測定試樣中微量的金屬元素時，宜選用塑料取 樣器，以減少容器吸附和產(chǎn)生微量待測組分的影響。 2.1.2 液體試樣第十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月玻璃（或銅制）采樣瓶：一般為500mL玻璃瓶，適用于貯罐、槽車采樣，玻璃采樣瓶套上加

10、重鉛錘，以便沉入液體物料的較深部位。玻璃采樣瓶 銅制采樣瓶 第十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月注意：（1）液體試樣的化學(xué)組成易發(fā)生變化，應(yīng)立即對其進行測試；（2）采取適當保存措施，防止或減少存放期間試樣的變化；保存措施：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。 目的：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)。保存期長短與待測物的穩(wěn)定性及保存方法有關(guān)。第二十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月根據(jù)水種類：天然水（河、湖、海、地下）；用

11、水（引用、工業(yè)用、灌溉）；排放水（工業(yè)廢水、城市污水）采樣多變性：河水上、中、下（大河：左右兩岸和中心線；中小河：三等分，距岸1/3處）；湖水-從四周入口、湖心和出口采樣；海水-粗分為近岸和遠岸；生活污水-與作息時間和季節(jié)性食物種類有關(guān)；工業(yè)廢水-與產(chǎn)品和工藝過程及排放時間有關(guān)；水樣的保存和預(yù)處理：對于不同測定項目，采用不同目的的保存方法；水樣為例第二十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月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

12、裝置，收集非揮發(fā)性物質(zhì)。 大氣試樣，根據(jù)被測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，應(yīng)在上、中、下等不同處采取部分試樣后混勻。2.1.3 氣體試樣第二十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月采集氣體物質(zhì)裝置(a)小型氣體吸收管；(b)小型沖擊式集塵器第二十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月靜態(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，面對氣流

13、方向常壓，打開取樣管旋塞即可取樣。若為負壓，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連接檢測對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)過濾大氣試樣第二十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月其組成因部位和時季不同而有較大差異。采樣：應(yīng)根據(jù)需要選取適當部位和生長發(fā)育階段進行，除應(yīng)注意有群體代表性外

14、，還應(yīng)有適時性和部位典型性。鮮樣分析的樣品：立即進行處理和分析，生物試樣中的酚、亞硝酸、有機農(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)采用新鮮樣品進行分析。2.1.4 生物試樣第二十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月生物樣品中 藥殘留測定樣品生物試樣：肌肉、肝、腎、皮膚、血液、蛋奶，尿液，血漿、糞便等；對組織樣品宜分取一個完整的解剖部分。儲存生物材料的容器材料有塑料和玻璃，注意儲存期間吸附：塑料易吸附脂溶性組分，玻璃易吸附堿性物質(zhì)。固體樣品制備除一般程序外，還有離心、過濾、防腐和抑制降解等。血樣：血漿、血清、血液。尿樣注意酸敗和細菌污染， 4冷藏和加入氯

15、仿或甲苯防腐。第三十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月冷凍干燥法：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，2-3天后冰全部升華。用于水樣的濃縮，植物、動物血清和其它含有易揮發(fā)組分的干燥。牛肝、菠菜葉、松針、米粉、面粉、河沉積物等物質(zhì)用冷凍干燥技術(shù)，未發(fā)現(xiàn)易揮發(fā)的As，Hg等損失，I有明顯損失，Br在酸性溶液中有損失。第三十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十四張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月分析方法：干法分析（原子發(fā)射光

16、譜的電弧激發(fā)） 和濕法分析 ；試樣的分解：注意被測組分的保護；常用方法：溶解法和熔融法 ；有機試樣：灰化法和濕式消化法。2.2 試樣的分解第三十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月常用溶劑為水、酸、堿及混酸等，酸有鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸、氫氟酸、磷酸；混酸有王水、硝酸+高氯酸、HF+硫酸、HF+硝酸等；NaOH溶液用于溶解一些兩性金屬（Al）和氧化物2.2.1 溶解法（濕法分解）第三十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月濕法(溶解法) 酸 溶HCl(還原性,絡(luò)合性)活潑金屬及合金、碳酸鹽、堿土、堿金屬為主的礦石 HNO3(氧化性)除Al,Cr及某些貴金屬外的大多數(shù)金屬H2SO

17、4(強氧化性,脫水性)多種合金及礦石，有機物(除低沸點的HCl,HNO3,HF )H3PO4(高溫)(強絡(luò)合性)難溶解的高碳、高Cr、高W的合金或礦石HClO4(最強酸,濃熱時具強氧化性及脫水性)含Cr合金及礦石（分解能力極強) 混酸溶HF+H2SO4(較弱酸性,強絡(luò)合劑)硅酸鹽及含硅化合物王水 (HCl的強絡(luò)合性,HNO3的強氧化性)Au,Pt及HgSHNO3+HClO4分解有機物 堿 溶20%30%NaOH分解Al,Al合金及某些酸性氧化物（分解應(yīng)在銀或聚四氟乙烯器皿中進行） 第三十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，P

18、PT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月熔劑分為酸性熔劑和堿性熔劑。K2S2O7與KHSO4為酸性熔劑，銨鹽也屬酸性溶劑，它們與堿性氧化物反應(yīng)。石英或鉑坩堝。NaOH、Na2CO3、Na2O2等為堿性溶劑，用于分解大多酸性礦物。鐵、銀或剛玉坩鍋。2.2.2 熔融法將試樣與固體熔劑混勻后置于特定材料制成的坩堝中，在高溫下熔融，分解試樣，再用水或酸浸取融塊。第四十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月干法(熔融法) 酸熔法K2S2O7或KHSO4 堿性及中性氧化物(Al2O3,Cr2O3,Fe2O3,Zr2O3),鈦鐵礦,鉻鐵礦及堿性或中性耐火材料 堿熔法K2CO3，Na2CO3，NaOH，KOH

19、，Na2O2或它們的混合物 酸性礦渣、酸性爐渣及酸不熔試樣還原熔融法(火試金法)在還原劑(如C)存在下熔融,可將金屬離子還原為合金,沉降在坩堝的低部,用以分解和富集貴金屬,形成貴金屬合金半熔融法(燒結(jié)法)與熔融法一樣,但熔劑較少,熔融時溫度低于熔劑的溫度,可減弱熔劑對器皿的腐蝕 . 濕法 干法H2SO4, HNO3或二者混合有機物被氧化為CO2,H2O和鹽 HNO3+HClO4 有機物被氧化為CO2,H2O和鹽 干式灰化法測定有機物中金屬離子 氧瓶燃燒法測定有機物中鹵素和硫等非金屬元素 有機物第四十一張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月在低于熔點的溫度下，使試樣與熔劑發(fā)生反應(yīng)。通常在瓷坩

20、堝中進行。常用MgO或ZnO與一定比例的Na2CO3混合物作為熔劑。作用：分解鐵礦及煤中的硫。其中MgO、ZnO的作用在于其熔點高，可以預(yù)防Na2CO3在灼燒時熔合，而保持松散狀態(tài)，使礦石氧化得更快、更完全，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體容易逸出。碳酸鈉與氯化銨：半熔融分解的溶劑。熔劑與試樣混勻置于鉄(或者鎳) 坩堝內(nèi)，在750-800左右半熔融。主要用于硅酸鹽中 K+、Na+的測定等。2.2.3 半熔法（又稱為燒結(jié)法）第四十二張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月適于分解有機物或生物試樣，以便測定其中的金屬元素、硫及鹵素元素的含量。將試樣置于馬弗爐中加熱燃燒(一般為400700)分解，大氣中的氧起氧化劑

21、的作用，燃燒后留下無機殘余物。殘余物通常用少量濃鹽酸或熱的濃硝酸浸取，然后定量轉(zhuǎn)移到玻璃容器中。2.2.4 干式灰化法優(yōu)點：不需加入或只加入少量試劑，避免了由外部引入的雜質(zhì)，方法簡便；缺點：因少數(shù)元素（C,I,Br,Hg)揮發(fā)或器皿壁上玷附金屬而造成損失； 第四十三張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月低溫灰化法用射頻放電來產(chǎn)生活性氧游離基，這種游離基的活性很強，能在低溫下（100）分解有機物和生物物質(zhì)。干式灰化法的優(yōu)點：不需加入或只加入少量試劑，這樣避免了由外部引入的雜質(zhì)，而且方法簡便。缺點：因少數(shù)元素（C、I、Br、Hg)揮發(fā)或器皿壁上玷附金屬而造成損失。 第四十四張，PPT共五十五頁

22、，創(chuàng)作于2022年6月第四十五張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月低溫灰化儀EMS1050X第四十六張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月將試樣與硝酸和硫酸混合物一起置于克氏燒瓶內(nèi)，煮解，硝酸能破壞大部分有機物和被蒸發(fā)，最后剩余硫酸冒濃厚的SO3白煙時，在燒瓶內(nèi)進行回流，溶液變?yōu)橥该鳌Ｓ皿w積比為3：1：1的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物進行消化，能收到更好的效果。 濕式消化法的優(yōu)點：速度快，缺點：因加入試劑而引入雜質(zhì)，盡可能使用高純度的試劑2.2.5 濕式灰化法第四十七張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月附：各種材料坩堝的使用性能(熔融在高溫下進行且熔劑有極大的化學(xué)活性,應(yīng)選合適的

23、坩堝,以防坩堝在熔樣時被腐蝕)溶 劑 名 稱 坩 堝 材 料 FeNiPtAg石英瓷無水碳酸鈉（鉀） +-NaOH(KOH) +-+-Na2O2 +-+-焦硫酸鉀 -+-+硫酸氫鉀 -+-+注：表中“+”表示可選用；“-”表示不能選用第四十八張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月熔劑試樣 坩堝材料 碳酸鈉硅酸鹽、粘土、高嶺土、碳酸鹽、磷酸鹽、氟化物等鉑氫氧化鈉硅酸鹽、粘土、耐火材料、黑鎢礦鐵、鎳、銀過氧化鈉幾乎所有礦石（鉬礦、鉻鐵礦、黑鎢礦、鋯英石等）鋯、鎳、墨銨鹽方鉛礦、黃鐵礦、硫化礦等瓷、TFE（四氟乙烯）、鉑KHSO4與K2S2O7鈮、鉭酸鹽，F(xiàn)e、Ti、Al氧化物礦瓷、石英、鉑KH

24、F2與NH4HF2鋯石、綠柱石、鈮鉭酸鹽鉑、銀偏硼酸鋰巖石，硅酸鹽，土壤，陶瓷，鋼渣等 石墨，鉑 坩堝材料第四十九張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月高壓分解技術(shù) 將試樣和試劑置于密封反應(yīng)器（PTFE)中加熱，高溫高壓，酸活性增強;提高了酸分解能力，酸用量少;有效防止易揮發(fā)元素損失;污染小;對試樣粒度大小要求不嚴格（1mm左右）。缺點：溫度小于250 ；樣重?。环纸庠嚇涌赡懿煌耆?；密封難。第五十張，PPT共五十五頁，創(chuàng)作于2022年6月利用試樣和適當?shù)娜?熔)劑吸收微波能產(chǎn)生熱量加熱試樣，微波產(chǎn)生的交變磁場使介質(zhì)分子極化，極化分子在高頻磁場交替排列導(dǎo)致分子高速振蕩，使分子獲得高的能量，這兩種作用，試樣表層不斷被攪動破裂，促使試樣迅速溶(熔)解.微波能直接轉(zhuǎn)遞給溶液中的各分子，溶液整體快速升溫，加熱效