章農(nóng)業(yè)化學(xué)分析的基礎(chǔ)知識課件

農(nóng)化分析的基礎(chǔ)知識第一章本章主要內(nèi)容實(shí)驗(yàn)室純水的制備與檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)試劑的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格、選用與保藏常用器皿的性能、選用和洗滌濾紙的性能與選用農(nóng)業(yè)化學(xué)分析質(zhì)量的控制和數(shù)據(jù)處理

本章學(xué)習(xí)要求了解實(shí)驗(yàn)室純水制備的方法了解制水的離子交換樹脂的性質(zhì)及制水原理掌握純水水質(zhì)純度的物理和化學(xué)檢驗(yàn)方法掌握實(shí)驗(yàn)室試劑的規(guī)格和選用掌握溶液的配制方法和溶液濃度的表示方法掌握實(shí)驗(yàn)室常用玻璃、塑料器皿的特性和使用注意事項(xiàng)了解定性、定量濾紙的性能掌握農(nóng)業(yè)化學(xué)分析誤差的來源及減免方法了解誤差的表示方法掌握分析數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理方法和分析結(jié)果的表示方法

一、純水的制備1.蒸餾法

蒸餾水——利用水與雜質(zhì)的沸點(diǎn)不同，通過加熱蒸餾，去除雜質(zhì)后制得的水。根據(jù)純度和蒸餾次數(shù)，分為：普通蒸餾水 一次蒸餾制得，適用于一般分析。重蒸(餾)水 多次蒸餾制得，適用于精密分析?！?-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水一、純水的制備蒸餾水的制備裝置冷水蒸餾瓶冷凝管溫度計(jì)尾接管收集瓶Back2.離子交換法（1）離子交換樹脂根據(jù)活性基團(tuán)（及其所交換的離子）不同，分為：

陽離子交換樹脂：R-SO3-H+，活性基團(tuán)為磺酸基

陰離子交換樹脂：R≡N+OH-，活性基團(tuán)為季銨基-CH2N+(CH3)3OH- （-R表示樹脂網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架）§1-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水一、純水的制備（3）制備方法復(fù)柱法：陰、陽離子交換柱串聯(lián)（陽—陰—陽—陰）優(yōu)點(diǎn)：樹脂再生處理簡單缺點(diǎn)：逆反應(yīng),制得的水純度不是很高混柱法： 陽離子交換樹脂按總交換容量相等配比混合，裝于一個交換柱內(nèi)（陽、陰離子1:1.5或1:2或1:3） 優(yōu)點(diǎn)：交換作用更完全，制得的去離子水純度高 缺點(diǎn)：樹脂分離和再生較麻煩聯(lián)合柱法：陽離子樹脂單柱—陰離子樹脂單柱—陰陽混柱（陽—陰—混） 優(yōu)點(diǎn)：可制得優(yōu)質(zhì)純水，且可減少混合柱中樹脂分離和再生的次數(shù)§1-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水一、純水的制備濾膜陽離子樹脂單柱陰離子樹脂單柱陰陽混柱去離子水活性C（5）新樹脂的處理商品樹脂一般是R-SO3-Na+和R≡N+Cl-等中性鹽形式。在使用前必須進(jìn)行凈化和轉(zhuǎn)型處理，使之轉(zhuǎn)化為H+型和OH-型的樹脂。處理的原理：和再生的原理相同。處理的方法：去除有機(jī)雜質(zhì)酸堿浸泡水洗至pH5.5，8.0§1-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水一、純水的制備新樹脂凈化和轉(zhuǎn)型制備純水老化再生Back3.蒸餾水和去離子水的比較：蒸餾水：經(jīng)高溫處理，不易發(fā)生霉變，可使用較長時間去離子水：未經(jīng)高溫處理，含有微生物，易霉變§1-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水一、純水的制備微量元素分析、精密分析、農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法的研究不宜使用普通純水，應(yīng)選用重蒸水或純度更高的去離子水。Back4.實(shí)驗(yàn)室用純水機(jī)§1-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水一、純水的制備反滲透技術(shù)（RO）Back二、純水的質(zhì)量檢查名

稱一級二級三級pH值范圍（25℃）——5.0-7.5電導(dǎo)率（μs/cm.25℃）

≤0.11.05.0比電阻（MΩ.cm.25℃）

≥1010.2可氧化物質(zhì)[以(O)計(jì)]，mg/L＜—0.080.40吸光度（254nm，1cm光程）

≤0.0010.01—蒸發(fā)殘?jiān)?05±2℃），mg/L≤—1.02.0可溶性硅[以（SiO2]計(jì)，mg/L＜0.010.02—1.農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用水的標(biāo)準(zhǔn)中國國家實(shí)驗(yàn)室用水標(biāo)準(zhǔn)

GB6682–92§1-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水二、純水的質(zhì)量檢查2.

質(zhì)量檢查方法（1）外觀無色透明、無沉淀、不渾濁（2）pH

6.0~7.5檢查方法：pH計(jì)、pH試紙、指示劑（甲基紅、溴百里酚藍(lán)、酚酞）臺式酸度計(jì)(Delta320,瑞士MettlerToledo)便攜式酸度計(jì)(CyberscanpH300,新加坡EUTECH)筆式酸度計(jì)(HI98107,意大利Hana)§1-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水二、純水的質(zhì)量檢查（4）Cl-：無Cl-反應(yīng)檢查方法：10ml水樣，加濃HNO31滴和0.1mol/LAgNO35滴，幾分鐘后在黑色背景上觀察有無白色渾濁）

（5）NH3

：<0.05mg/L（6）Ca2+、Mg2+

：遇草酸（銨）無反應(yīng)（7）單項(xiàng)分析用的純水有時需作單項(xiàng)檢查。例如，測定氮時須檢查無氮或無酸堿，測定磷時須檢查無磷。普通去離子水用于鉬藍(lán)比色法測P、Si時，應(yīng)特別注意水質(zhì)的檢驗(yàn)?！?-1農(nóng)業(yè)化學(xué)分析用純水二、純水的質(zhì)量檢查Back試劑，廣義上指：為實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)而使用的化學(xué)藥品。狹義：化學(xué)分析中為測定物質(zhì)成分而使用的純粹化學(xué)藥品?！霸诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中使用的化學(xué)藥品”都可稱為“化學(xué)試劑”。有時，習(xí)慣上，用試劑配成的溶液或試液也稱為試劑?！?-2試劑試劑的標(biāo)準(zhǔn)試劑的規(guī)格與選用試劑的保存溶液的配制我國化學(xué)試劑的標(biāo)準(zhǔn)分為3種：GB（國家標(biāo)準(zhǔn)）代號：GB（國標(biāo)）HB（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)）代號：HG（化工）QB（企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）代號：Q/HG（企/化工）化學(xué)試劑編號形式：“標(biāo)準(zhǔn)名稱”“試劑編號”—“頒布年份”例如，GB2299-80表示：國家標(biāo)準(zhǔn)2299號1980年頒布，其內(nèi)容包括：試劑名稱（高純硼酸）、性狀（白色粉末）、分子式（H3BO3）、分子量、試劑的最低含量和雜質(zhì)的最高含量、檢驗(yàn)規(guī)則、實(shí)驗(yàn)方法、包裝及標(biāo)志、等等?！?-2試劑一、試劑的標(biāo)準(zhǔn)二、試劑的規(guī)格與選用試劑規(guī)格，又叫試劑級別、試劑類別。根據(jù)國家和化工部頒布的質(zhì)量指標(biāo)，我國化學(xué)試劑按純度劃分：§1-2試劑二、試劑的規(guī)格與選用規(guī)格優(yōu)級純分析純化學(xué)純G.RGuaranteedReagents

A.RAnalyticalReagentsC.PChemicalPure

類別一級試劑二級試劑三級試劑標(biāo)簽顏色綠色紅色藍(lán)色適用范圍精密分析和科學(xué)研究工作一般的科研和分析工作工礦、學(xué)校一般分析工作除了這三種規(guī)格外，還有：高純、光譜純（S.P）、基準(zhǔn)、分光純。不含雜質(zhì)的試劑是沒有的?；鶞?zhǔn)試劑的含量指標(biāo)應(yīng)該在99.9%~100.1%。試劑的保存瓶式藥品儲存柜藥品冷藏箱危險藥品儲存柜四、溶液的配制一般步驟：洗滌（玻璃或塑料）器皿→檢查純水與藥品的質(zhì)量→核對配制方法→計(jì)算用量→配制（稱量→溶解→定容→混勻）→貯存視具體情況和實(shí)際需要的不同，有粗配和細(xì)配兩種方法?！?-2試劑四、溶液的配制（1）粗配得到的試劑濃度是近似值，通常只有一位或兩位有效數(shù)字。適用情況：一些化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定、易揮發(fā)、易潮解或易與空氣發(fā)生反應(yīng)物質(zhì)，如鹽酸、氫氧化鈉、硫酸亞鐵等試劑。如果要得到精確濃度的溶液，需要經(jīng)過基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定。見教材PP.480，附表5“濃酸堿的濃度（近似值）”。沒有必要使用精確濃度的溶液，使用近似濃度就行了。使用儀器：粗天平容量器皿（如量筒、燒杯）§1-2試劑四、溶液的配制（2）細(xì)配可以得到精確濃度，通常要求四位有效數(shù)字。這種方法一般用來配制標(biāo)準(zhǔn)溶液。標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制：首先要確定基準(zhǔn)物質(zhì)，然后干燥或平衡。作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，必須：化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、物質(zhì)組成嚴(yán)格符合化學(xué)式、分子量較大?！俺Ｓ没鶞?zhǔn)試劑的處理方法”（見教材PP.480，附表7）選用精度符合要求的定量儀器，如分析天平、容量瓶、移液管（槍）、等。操作要特別細(xì)心和精確。標(biāo)準(zhǔn)溶液的誤差要<±0.2%?！?-2試劑四、溶液的配制配制溶液時還要注意以下幾點(diǎn)：應(yīng)當(dāng)是清澈、透明、無沉淀的。配混和溶液時，加物質(zhì)的順序不能顛倒。某些試劑應(yīng)當(dāng)現(xiàn)配現(xiàn)用。例如，鉬藍(lán)比色法測磷時，抗壞血酸的配置?！?-2試劑四、溶液的配制溶液濃度的表示方法：物質(zhì)的量的濃度 mol·L-1,mmol·L-1

（須標(biāo)明物質(zhì)的“基本單元”）體積比 1:z（z為所加水的體積）質(zhì)量濃度（W/V） g·L-1,mg·L-1質(zhì)量分?jǐn)?shù)（W/W） %,mg·kg-1

體積分?jǐn)?shù)（V/V） %,ml·L-1§1-3常用器皿玻璃器皿瓷、石英、瑪瑙器皿金屬器皿塑料器皿一、玻璃器皿§1-3常用器皿一、玻璃器皿1.玻璃軟質(zhì)玻璃（普通玻璃）熱膨脹系數(shù)大，容易炸裂、破碎多制成不需加熱的器皿，如試劑瓶、漏斗、量筒、等硬質(zhì)玻璃（硼硅玻璃）耐溫、耐腐蝕，不易破碎，熱膨脹系數(shù)小，耐較大溫差多制成可加熱的器皿，如燒杯、燒瓶、消煮管、等。不能用于B、Zn、As測定。石英玻璃無硼玻璃高硅玻璃§1-3常用器皿一、玻璃器皿移液管的使用2.玻璃器皿的洗滌方法總要求：“用完立即洗”。先用自來水洗，再用少量純水淋洗2-3遍。一般污痕可用洗衣粉或鉻酸洗液浸泡后再洗。假如仍然不能洗凈，就必須根據(jù)污垢的化學(xué)性質(zhì)選用適當(dāng)?shù)南匆航菹礈?。幾種洗液的配方（教材PP.480附表6）

用過的洗液應(yīng)倒回原瓶，還可繼續(xù)使用。

洗凈的玻璃器皿內(nèi)壁應(yīng)被水均勻濕潤，不沾水滴?！?-3常用器皿一、玻璃器皿§1-3常用器皿二、瓷、石英、瑪瑙器皿二、瓷、石英、瑪瑙器皿瓷器皿瑪瑙器皿瑪瑙研缽瑪瑙研缽瑪瑙罐不能用水洗§1-3常用器皿三、金屬器皿三、金屬器皿鉑金蒸發(fā)皿鉑坩堝鎳坩堝鐵坩堝銀坩堝四、塑料器皿

§1-3常用器皿四、塑料器皿塑料器皿不能用于存放有機(jī)溶劑。貯存水、標(biāo)準(zhǔn)溶液和某些試劑溶液（比玻璃容器好）。特別適用于微量元素的分析工作。聚四氟乙烯的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都很好。使用溫度可達(dá)到250~300℃。可用來做燒杯、蒸發(fā)皿、表面皿、坩堝等。§1-4濾紙的性能與選用濾紙的種類定性濾紙灰分含量高，<0.2%，用于一般的定性分析，不能用于重量分析。定量濾紙經(jīng)鹽酸和氫氟酸處理，蒸餾水處理，灰分含量低，用于精密的定量分析。此外，還有層析濾紙、微孔濾膜。國產(chǎn)定量濾紙的類型：濾紙類型 慢速 中速 快速色帶標(biāo)志 紅色 藍(lán)色 白色參閱教材PP.13表1-3和1-4，國產(chǎn)定量濾紙的類型、規(guī)格和適用范圍。對濾紙的選擇：要根據(jù)分析工作對過濾沉淀的要求、沉淀的性質(zhì)及其量的多少來決定。§1-5農(nóng)化分析質(zhì)量的控制

和分析數(shù)據(jù)的處理農(nóng)化分析誤差的來源及控制分析誤差的表示方法分析數(shù)據(jù)的處理一、農(nóng)化分析誤差的來源及控制農(nóng)業(yè)化學(xué)分析的一般步驟：樣品的采集、制備和保存→稱樣→提取待測成分（浸提、消化、灰化等）→檢測待測成分（比色、滴定等）→計(jì)算樣品中待測成分的含量→撰寫實(shí)驗(yàn)報告→實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析與應(yīng)用§1-5農(nóng)化分析質(zhì)量的控制和分析數(shù)據(jù)的處理一、農(nóng)化分析誤差的來源及控制采樣誤差分析誤差稱樣誤差差錯（粗差）是可以避免的。誤差是不可避免的?！?-5農(nóng)化分析質(zhì)量的控制和分析數(shù)據(jù)的處理一、農(nóng)化分析誤差的來源及控制1.采樣誤差來源：樣品的采集、制備、保存過程。樣品的代表性是引起采樣誤差的主要原因。屬于偶然誤差的范疇，符合數(shù)學(xué)上的概率規(guī)律。減免方法：

根據(jù)要求正確采樣；適當(dāng)增加采樣點(diǎn)數(shù)。

2.稱樣誤差來源：是由于待測樣品沒有混勻而產(chǎn)生的誤差。主要取決于樣品混合的均勻程度和樣品的粗細(xì)。減免方法：將待測樣品充分磨細(xì)混勻，盡量做到稱取的少量樣品具有最大的代表性。3.分析誤差（1）系統(tǒng)誤差來源：由于分析過程中某些固定原因引起的。變異方向一致。較容易找出誤差產(chǎn)生的原因。誤差可測。減免方法：①對照試驗(yàn)：用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（或參比樣品）或標(biāo)準(zhǔn)方法（或參比方法）與待測樣品或待測方法同時進(jìn)行相同的分析測定，檢驗(yàn)和校正實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果的誤差的方法。②空白試驗(yàn)：除不加樣品外，完全按照樣品測定的同樣操作步驟和條件進(jìn)行測定，所得結(jié)果稱為空白試驗(yàn)值，用以校正樣品的測定值，減少試劑、儀器誤差和滴定終點(diǎn)等所造成的誤差?！?-5農(nóng)化分析質(zhì)量的控制和分析數(shù)據(jù)的處理一、農(nóng)化分析誤差的來源及控制③試劑質(zhì)量的控制④儀器、量具校準(zhǔn)⑤分析方法的選用（2）偶然誤差來源：由某些偶然因素引起，屬于隨機(jī)誤差，服從正態(tài)分布。變異方向不定，或正或負(fù)。難以測定。減免方法：多次平行測定，取其平均值。一般分析只需重復(fù)1~3次；測定某標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，重復(fù)3~4次；評價某一測定方法，重復(fù)10次左右?！?-5農(nóng)化分析質(zhì)量的控制和分析數(shù)據(jù)的處理一、農(nóng)化分析誤差的來源及控制1.誤差——用于表示分析結(jié)果的準(zhǔn)確度。絕對誤差=