工業(yè)分析課件

第一章

緒論

§1.1工業(yè)分析的任務(wù)和作用

工業(yè)分析是分析化學(xué)在工業(yè)生產(chǎn)上的具體應(yīng)用。

通過本門課程的學(xué)習(xí)，可以掌握如何把分析化學(xué)中學(xué)過的理論和方法應(yīng)用於工業(yè)分析中。

工業(yè)分析的任務(wù)工業(yè)分析的任務(wù)是研究工業(yè)生產(chǎn)的原料、輔助材料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品、副產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中各種廢物的組成的分析檢驗方法。

水泥生產(chǎn)

SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2、MnO、FeO、P2O5、燒失量，水泥分析還有SO3、f-CaO，在特殊情況下，也要求測定其他元素。CS-H60D型高智能碳硫分析儀CS-H60DD型高智能電導(dǎo)碳硫分析儀能快速、準(zhǔn)確地檢測鋼鐵、其他金屬以及非金屬材料中碳硫兩元素的品質(zhì)分?jǐn)?shù)。適用於鋼鐵、冶金、機械製造加工、鑄造有色金屬等行業(yè)化驗室進行碳、硫品質(zhì)分?jǐn)?shù)檢測的主要手段。是分析工作者檢測碳硫的理想設(shè)備。煤質(zhì)分析煤的工業(yè)分析是評價煤的基本依據(jù)。

它包括煤的水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率和固定碳四個專案的測定。工業(yè)分析的作用

通過工業(yè)分析能評定原料和產(chǎn)品的品質(zhì)，檢查工藝過程是否正常。從而能夠及時地、正確地指導(dǎo)生產(chǎn)，並能夠經(jīng)濟合理的使用原料、燃料，及時發(fā)現(xiàn)、消除生產(chǎn)的缺陷，減少廢品，提高產(chǎn)品品質(zhì)。因此，工業(yè)分析起著指導(dǎo)和促進生產(chǎn)的作用，是國民經(jīng)濟的許多生產(chǎn)部門（如化學(xué)、化工，冶金、煤炭、石油、環(huán)保、建材等等）中不可缺少的生產(chǎn)檢驗手段，分析化學(xué)被譽為“工業(yè)生產(chǎn)的眼睛”，由此可見工業(yè)分析在工業(yè)生產(chǎn)中所起的重要作用.§1.2

工業(yè)分析的特點

一、工業(yè)生產(chǎn)中原料、產(chǎn)品等的量是很大的，往往以千、萬噸計，而其組成又很不均勻，但在進行分析時卻只能測定其中很小的一部分，因此，正確採取能夠代表全部物料的平均組成的少量樣品，是工業(yè)分析中的重要環(huán)節(jié)，是獲得準(zhǔn)確分析結(jié)果的先決條件。二、對所採取的樣品，要處理成適合分析測定的試樣。多數(shù)分析操作是在溶液中進行的；因此，在工業(yè)分析中，應(yīng)根據(jù)測定樣品的性質(zhì)，選擇適當(dāng)?shù)姆椒▉矸纸庠嚇印?/p>

三、工業(yè)物料的組成是比較複雜的，共存的物質(zhì)對待測組份可能會產(chǎn)主幹?jǐn)_，因此，在研究和選擇工業(yè)分析方法時，必須考慮共存組分的影響，並且採取相應(yīng)的措施消除其干擾。

四、工業(yè)分析的一個重要作用，是用來指導(dǎo)和控制主產(chǎn)的正常進行，因此，必須快速、準(zhǔn)確地得到分析結(jié)果，在符合生產(chǎn)所要求的準(zhǔn)確度的前提下，提高分析速度也是很重要的，有時不一定要達到分析方法所能達到的最高準(zhǔn)確度。代表性、分解方法、除干擾、分析速度§1.3

工業(yè)分析的方法一、快速分析法二、標(biāo)準(zhǔn)分析法三、新方法的建立四、允許差§1.3

工業(yè)分析的方法快速分析法和標(biāo)準(zhǔn)分析法一、快速分析法

主要用以控制生產(chǎn)工藝過程中最關(guān)鍵的階段，要求能迅速得到分析結(jié)果，而對準(zhǔn)確度則允許在符合生產(chǎn)要求的限度內(nèi)適當(dāng)降低，此法多用於車間生產(chǎn)控制分析。快Fastanalyticalmethod§1.3

工業(yè)分析的方法快速分析法和標(biāo)準(zhǔn)分析法二、標(biāo)準(zhǔn)分析法標(biāo)準(zhǔn)分析法的結(jié)果是進行工藝核算及評定產(chǎn)品品質(zhì)的依據(jù)，因此，需要很高的準(zhǔn)確度，完成分析的時間可適當(dāng)長些。此種分析方法主要用於測定原料，產(chǎn)品的化學(xué)組成，也常用於校核和仲裁分析．此項工作通常在中心試驗室進行。準(zhǔn)Standardanalyticalmethod標(biāo)準(zhǔn)分析法的制定

制定和採用標(biāo)準(zhǔn)方法是品質(zhì)保證的重要措施。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）為此下設(shè)162個技術(shù)委員會（TC），制定各種標(biāo)準(zhǔn)方法。以ＩＳＯ標(biāo)準(zhǔn)每５年復(fù)審一次．但ISO標(biāo)準(zhǔn)不帶強制性。我國在國家標(biāo)準(zhǔn)管理方法中規(guī)定國家標(biāo)準(zhǔn)實施５年內(nèi)要進行復(fù)審，即國家標(biāo)準(zhǔn)有效期一般為５年．工業(yè)分析的方法

我國的標(biāo)準(zhǔn)分析法是由國家技術(shù)監(jiān)督局或有關(guān)主管業(yè)務(wù)行辦審核、批準(zhǔn)並作為“法律”公佈施行。前者稱為國家標(biāo)準(zhǔn)（代號GB）；後者稱為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號：各個行辦不同）；此外，還有地方或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但只在一定範(fàn)圍內(nèi)有效。工業(yè)分析的方法國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

一些主管部門為了貫徹國家標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)具體測試要求，參照國家標(biāo)準(zhǔn)，使其具體化，制定出本行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，並注明與國家標(biāo)準(zhǔn)等效。國家標(biāo)準(zhǔn)也可參照國際標(biāo)準(zhǔn)法進行制定，使與之等效。

國家技術(shù)監(jiān)督局和各行辦根據(jù)生產(chǎn)的發(fā)展和對產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提高，每隔一段時間（一般4年1次）發(fā)佈新標(biāo)準(zhǔn)。工業(yè)分析的方法新標(biāo)準(zhǔn)公佈後，舊標(biāo)準(zhǔn)即相應(yīng)作廢。三、新方法的建立

新方法具有快速準(zhǔn)確簡便等優(yōu)點，除了簡便快速能夠直接看出來以外,如何衡量其準(zhǔn)確性？按照擬定的方法進行測定

首先進行精密度檢驗，平行做10~20次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差和變異係數(shù)。然後進行準(zhǔn)確度檢驗（三種）。新方法的建立1.

採用標(biāo)準(zhǔn)樣品對照

新標(biāo)準(zhǔn)制定時，還要由制定部門將該類樣品發(fā)至各個單位（如100多個）,按照新標(biāo)準(zhǔn)方法進行測試,測試結(jié)果綜合處理,判斷其方法的可行性(準(zhǔn)確性)以便確定能否制訂等。新方法的建立2.標(biāo)準(zhǔn)方法或公認(rèn)的方法的結(jié)果對照3.標(biāo)準(zhǔn)加入回收試驗法（最好方法）四、允許誤差

或允許差又稱公差，允許誤差是指某一分析方法所允許的平行測定值間的絕對偏差。

或者說，是指按此方法進行多次測定所得的一系列數(shù)據(jù)中最大值與最小值的允許界限即極差。它是主觀部門為了控制分析精度而規(guī)定的依據(jù)。

標(biāo)準(zhǔn)分析法都注有允許誤差（或允許差），允許誤差是根據(jù)特定的分析方法統(tǒng)計出來的，它僅反映本方法的精確度，而不適用於另一種方法。

一般工業(yè)分析只做兩次平行測定，若兩次平行測定的絕對偏差超出允許差，稱為超差，則必須重新測定。允許誤差允許誤差分類－室內(nèi)允許差和室間允許差室內(nèi)允許差:

在同一實驗室內(nèi)，用同一種分析方法，對同一試樣，獨立地進行兩次分析，所得兩次分析結(jié)果之間在95%置信度下可允許的最大差值。如果兩個分析結(jié)果之差的絕對值不超過相應(yīng)的允許誤差，則認(rèn)為室內(nèi)的分析精度達到了要求，可取兩個分析結(jié)果的平均值報出；否則，即為超差，認(rèn)為其中至少有一個分析結(jié)果不準(zhǔn)確。例:氯化銨重量法測定水泥熟料中的二氧化矽含量國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定SiO2允許差範(fàn)圍為0.15%，若實際測得數(shù)值為23.56%和23.34%，其差值為0.22%，必須重新測定。

如果再測得數(shù)據(jù)為23.48%，與23.56%的差值為0.08%，小於允許誤差，則測得數(shù)據(jù)有效，可以取其平均值23.52%作為測定結(jié)果。允許誤差室間允許差

兩個實驗室，採用同一種分析方法，對同一試樣各自獨立地進行分析時，所得兩個平均值,之間在95%置信度下可允許的最大差值。兩個結(jié)果的平均值之差符合允許差規(guī)定，則認(rèn)為兩個實驗室的分析精度達到了要求；否則就叫作超差，認(rèn)為其中至少有一個平均值不準(zhǔn)確。

允許誤差水泥化學(xué)分析方法國家標(biāo)準(zhǔn)(GB176—96)、鈉鈣矽玻璃成分化學(xué)分析方法國家標(biāo)準(zhǔn)(GB8285—88)中規(guī)定的允許差附錄九所示。

在鋼鐵分析及鐵合金的化學(xué)分析國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，此允許差僅為保證與判斷分析結(jié)果的準(zhǔn)確度而設(shè)，與其他部門不發(fā)生任何關(guān)係，在平行兩份或兩份以上試樣時，所得之分析數(shù)據(jù)的極差值不超過所載允許差兩倍者（即

允許差以內(nèi)），均應(yīng)認(rèn)為有效，以求得平均值。用標(biāo)準(zhǔn)試樣校驗時，結(jié)果偏差不得超過所載允許差。碳、硫、矽、錳、磷的允許差如附錄九所示。允許誤差

允

許

差

範(fàn)

圍

(%)

允

許

差

範(fàn)

圍

(%)測定專案ab測定專案ab

同一實驗室不同實驗室

同一實驗室不同實驗室燒失量0.15—MnO

不溶物(含量

3%)(含量

3%)0.100.15

0.100.20游離CaO(含量

2%)(含量

2%)

0.100.20

——SiO2(基準(zhǔn)法)(代用法)0.150.20

0.200.35MgO(含量

2%)(含量

2%)

0.150.20

0.250.30Fe2O30.150.20K2O0.100.15Al2O30.200.30Na2O0.100.15CaO0.250.40SO30.150.20TiO20.050.10S0.030.05

F0.100.15附錄九允許差

附9-1水泥化學(xué)分析結(jié)果的允許差範(fàn)圍

§1.4

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是具有一種或多種足夠均勻和很好確定了的特性值，用以校準(zhǔn)設(shè)備，評價測量方法或給材料賦值的材料或物質(zhì)．一、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的種類（一）按技術(shù)特性分類1.化學(xué)成分和純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，如鋼鐵、合金、礦石、爐渣和基準(zhǔn)試劑等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；

2.物理化學(xué)特性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，如燃燒熱、pH值、高聚物分子量等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；3.工程類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，如橡膠、工程塑膠的機械性能、電性能的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。（二）按照特性值的準(zhǔn)確度水準(zhǔn)分類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的種類

一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、二級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和工作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，其中一級水準(zhǔn)最高，二級次之，工作標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)最低，可有科研部門和企業(yè)根據(jù)規(guī)定要求自己製備。我國標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)編號為GBW

二級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：

GBW(E)060001-06001717種化工產(chǎn)品成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；

GBW(E)080009-080038鹽酸、硝酸鹽、磷酸鹽、矽酸鹽等標(biāo)準(zhǔn)溶液系列；

GBW(E)080064-080096水中各種成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：

GBW06101基準(zhǔn)試劑碳酸鈉；

GBW07210-072123種磷礦石成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；

GBW013101-132377種pH標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為統(tǒng)一量值的計量單位，必須具備定值準(zhǔn)確、穩(wěn)定性好、均勻性好三個基本條件。除此之外，還要考慮能小批量生產(chǎn)、具備製備上再現(xiàn)性好等。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)通常有下列幾條途徑獲取。二、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的製備（一）純物質(zhì)製備化學(xué)氣體標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，就是採用高純氣中加入一種或幾種特定成分氣體的方法配製的。（二）直接由高純度的物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（三）由生產(chǎn)物料中選取如無機固體物、礦物、化肥、水泥、鋼鐵等，可以從生產(chǎn)物料中選取有代表性的樣品，按照試樣的製備方法制得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。（四）特殊的製備如高聚物分子量窄分佈的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，可以用柱分離技術(shù)制得。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的製備

水泥、玻璃、陶瓷、鋼鐵、合金、礦石和爐渣等標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)習(xí)慣上叫作標(biāo)準(zhǔn)試樣，簡稱標(biāo)樣。標(biāo)樣的研製過程比較複雜。標(biāo)準(zhǔn)試樣

國家計量局早在50年代開始研製標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，現(xiàn)在冶金、機械、化工、地質(zhì)、環(huán)保、建材和中科院等部門已研製出了近千種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，門類也有數(shù)十種，特別是近幾年來發(fā)展十分迅速。國家計量局還專設(shè)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)管理委員會，負責(zé)鑒定、審核標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的生產(chǎn)和發(fā)行。四、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在工業(yè)分析中的作用

（一）作為參照物質(zhì)，檢驗測定結(jié)果的可靠性。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)與試樣進行平行分析，比較測定值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的差異，是檢驗結(jié)果可靠性的最好方法之一。

（二）標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)用於定標(biāo)儀器或標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(基準(zhǔn)試劑還可直接法配製標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液，即基準(zhǔn)溶液)。儀器在使用前或使用中，須用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)定標(biāo)或製作校正曲線，才能給出正確的分析結(jié)果。

（三）作為已知試樣用以發(fā)展新的測量技術(shù)和新的儀器。當(dāng)採用不同方法或不同儀器進行測量時，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)幫助我們判斷測量結(jié)果的可靠程度。

（五）採用標(biāo)準(zhǔn)試樣消除基體效應(yīng)。解決基體效應(yīng)最好的辦法是採用標(biāo)準(zhǔn)試樣作為分析測試的標(biāo)準(zhǔn)。對基體效應(yīng)明顯的待測試樣，在組成和性質(zhì)上與標(biāo)準(zhǔn)試樣越接近，測定結(jié)果越準(zhǔn)確。這是基準(zhǔn)試劑所不及的。

（四）在仲裁分析和進行實驗室品質(zhì)考核中經(jīng)常採用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)作為評價標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在工業(yè)分析中的作用§1.5

干擾的消除方法

試樣分解後製成的試驗溶液中，往往有多種組分(離子)共存，測定時常常會彼此干擾，不僅影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，有時甚至使測定無法進行。必須預(yù)先除去干擾組分。

通常採用的方法有掩蔽法（含解蔽）和分離法。一、掩蔽法

（一）掩蔽法分類

1.配位掩蔽法

2.沉澱掩蔽法

3.氧化還原掩蔽法（二）掩蔽劑類型無機掩蔽劑和有機掩蔽劑兩大類二、分離法

常用的分離方法：沉澱分離法萃取分離法離子交換樹脂分離法色譜分離及揮發(fā)法蒸餾分離法等§1.6

測定方法的選擇

每一種組分的測定往往有幾種分析方法，選擇何種測定方法，直接影響分析結(jié)果的可靠性。

例如，鐵的測定方法常用的有:

配位滴定法氧化還原滴定法氫氧化物重量法鄰二氮菲光度分析法等一、根據(jù)測定的具體要求二、根據(jù)待測組分的含量範(fàn)圍三、根據(jù)待測組分的性質(zhì)四、根據(jù)共存組分的影響測定方法的選擇§1.7

工業(yè)分析的發(fā)展

隨著科學(xué)技術(shù)水準(zhǔn)的提高，工業(yè)分析將向著準(zhǔn)確、高速、自動化、線上分析以及與電腦結(jié)合以實現(xiàn)過程品質(zhì)控制分析的方向發(fā)展。學(xué)習(xí)要求

一、注意理論聯(lián)繫實際，掌握工業(yè)分析的基本知識；二、通過單項實驗—綜合實驗—設(shè)計實驗的實踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)自己觀察、分析問題的能力及綜合素質(zhì)的提高；三、積極參加開放實驗，使自己得到全方位的科學(xué)素養(yǎng)訓(xùn)練—思維方式和研究方法，以論文的形式寫出實驗報告；四、通過聽課、專家講座、查閱資料完成專題性的綜述。作業(yè)1.什麼是工業(yè)分析?其任務(wù)和作用是什麼?2.工業(yè)分析的特點是什麼?

工業(yè)分析的方法是什麼?什麼是允許差?3.什麼是標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)？工業(yè)分析中常用的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)指哪些？當(dāng)基體效應(yīng)顯著時，應(yīng)注意什麼問題。4.消除干擾離子的方法有哪些？哪種方法最簡便？7.

選擇分析方法時應(yīng)注意哪些方面的問題？8.

通過查閱資料，概述工業(yè)分析的發(fā)展。December29,2023

試樣的採取和製備

§2.1概述工業(yè)分析的任務(wù)是從大批物料(工業(yè)生產(chǎn)中的原料、輔助材料、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品、副產(chǎn)品及生產(chǎn)過程中的廢物等）中確定某種或某些組分的平均品質(zhì)分?jǐn)?shù)。用於指導(dǎo)和促進工業(yè)生產(chǎn)，被譽為工業(yè)生產(chǎn)的“眼睛”，起到“把關(guān)”的作用。

工業(yè)分析測定步驟：1採樣2制樣3分解樣品4消除干擾5方法的選擇6結(jié)果的計算和數(shù)據(jù)的評價本章我們的重點：

樣品的採取與處理試樣的製備與分解一、樣品採集的意義December29,2023

在工業(yè)分析工作中，常需要從大批物料中或大面積的礦山上採取實驗室樣品。實驗室樣品就必須有較高的代表性.實驗室樣品(laboratorysample)

—送實驗室供檢驗或測試而製備的樣品。就是按科學(xué)的方法所選取的少量能代表整批物料或某一礦山地段的平均組成的樣品,也叫原始平均試樣。試樣(testsample)

—由實驗室樣品制得的樣品.試料(testportion)—用以分析測定所稱取的一定量的試樣若試樣與實驗室樣品兩者相同，則稱取實驗室樣品，供分析所用的試料.

二、樣品採集的原理December29,2023

在採樣點上採集一定量的物料稱為子樣；在一個採集對象中分布的取樣品點的個數(shù)稱為子樣的數(shù)目；合併所有的子樣稱為實驗室樣品即原始平均試樣；應(yīng)採取一個實驗室樣品的物料總量，稱為分析化驗單位。採樣注意的問題

採取有代表性的實驗室樣品時，應(yīng)根據(jù)物料的堆放情況及顆粒大小，從不同部位和深度選取多個採樣點，採取一定量的樣品，混合均勻。採取的份數(shù)越多越有代表性。但是採樣量過大，會給後面的制樣帶來麻煩。December29,2023採集量經(jīng)驗計算公式對於不均勻的物料，可採用下列試樣的採集量經(jīng)驗計算公式：mQ≥kda

式中

d—實驗室樣品中最大顆粒的直徑，mmmQ—採取實驗室樣品的最低可靠品質(zhì)，kgk、a—經(jīng)驗常數(shù)，由實驗室求得一般k值在0.02~1之間，樣品越不均勻，k值越大，物料均勻0.1~0.3，物料不太均勻0.4~0.6，物料極不均勻0.7~1.0；a=1.8~2.5，地質(zhì)部門一般規(guī)定為2December29,2023December29,2023結(jié)論：物料的顆粒越大，則最低採樣量品越多；樣品越不均勻，最低採樣量也越多。因此，對塊狀物料，應(yīng)在破碎後再採樣。December29,2023例如：採集某礦石樣品時，若此礦石的最大顆粒直徑為20mm，k值為0.06kg/mm2mQ≥0.06kg/mm2×(20mm)2＝24kg如果將上述礦石最大顆粒破碎至4mmmQ≥0.06kg/mm2×(4mm)2＝0.96kg≈1kg結(jié)論：樣品的顆粒越大，稱樣量越大§2.2

採樣方法

採樣對象不同，採樣方法也不相同：一、氣態(tài)物料樣品的採集二、液態(tài)物料樣品的採集三、固態(tài)物料樣品的採集December29,2023一、氣態(tài)物料樣品的採集December29,2023

由於氣體物料易於擴散，而容易混合均勻。工業(yè)氣體物料存在狀態(tài)如：動態(tài)、靜態(tài)、正壓、常壓、負壓、高溫、常溫、深冷等，且許多氣體有刺激性和腐蝕性，所以，採樣時一定要按照採樣的技術(shù)要求，並且注意安全。採樣設(shè)備

一般運行的生產(chǎn)設(shè)備上安裝有採樣閥。氣體採樣裝置一般有採樣管、篩檢程式、冷卻器及氣體容器組成。採樣管用玻璃、瓷或金屬製成。氣體溫度高時，應(yīng)以流水冷卻器將氣樣降至常溫。冷卻器有玻璃制的和金屬制的。玻璃冷卻器適用於氣溫不太高的氣體物料，金屬冷卻器適用於氣溫很高的氣體物料。December29,2023

氣體物料的3種採樣方法

December29,2023採樣方法的詳細介紹

eg.常壓狀態(tài)氣體採樣氣體狀態(tài)：等於大氣壓或低正壓或低負壓採樣方法：封閉液採樣法使用容器：採樣瓶或採樣管December29,2023December29,2023採樣瓶採樣的步驟December29,2023December29,2023December29,2023

抽氣泵減壓法採樣（適用於低氣壓或負壓不太高的負壓狀態(tài)氣體）December29,20232020空氣採樣器December29,2023二、液態(tài)物料樣品的採集

（一）輸送管道中的物料（二）儲罐器中的物料

1．大型儲罐中的物料

2．小型儲罐中的物料

3．槽車中的物料December29,20231.上浮球2.支撐桿3.高液位取樣管4.中間取樣管5.低液位取樣管6.罐壁

7.取樣泵8.支座December29,2023HFCY油罐自動採樣器原理圖December29,2023ZSC-II智能恒溫水樣採樣器三、固態(tài)物料樣品的採集December29,2023（一）不同包裝中固態(tài)工業(yè)產(chǎn)品的採集

如對於袋裝化肥，通常規(guī)定50件以內(nèi)抽取5件；51～100件，每增10件，加取1件；101～500件，每增50件，加取2件；501～1000件以內(nèi)，每增100件，加取2件；1001～5000件以內(nèi)，每增100件，加取1件。將子樣均勻地分佈該批物料中，然後用採樣工具進行採集。December29,2023取樣鑽

自袋、罐、桶中採集粉末裝物料樣品時，通常採用取樣鑽。取樣鑽為鑽身750mm，外徑18mm，槽口寬12mm，下端30

角錐的不銹鋼管或銅管

取樣時，將取樣鑽由袋（罐、桶）口的一角沿對角線插入袋（罐、桶）內(nèi)的1/3～3/4處，旋轉(zhuǎn)180

後抽出，刮出鑽槽中物料作為一個子樣。

（二）商品煤樣品的採集December29,20231.物料流中採樣

在物料流中採樣，通常採用舌形鏟，一次橫斷面採取一個子樣。採樣應(yīng)按照左、中、右進行布點，然後採集。在橫截皮帶運輸機採樣時，採樣器必須緊貼皮帶，而不能懸空鏟取物料。2.運輸工具中的物料

當(dāng)車皮容量為30t以下時，沿斜線方向，採用三點採樣；當(dāng)車皮容量為40t或50t時，採用四點採樣；當(dāng)車皮容量為50t以上時，採用五點採樣。商品煤採樣點圖December29,2023

30t以下40t-50t50t以上

December29,20233.物料堆中採樣

進廠的成批物料，如果在運輸過程中沒有取樣，進廠後可在分批存放的料堆上取樣。

其方法是：在料堆的周圍，從地面起每隔0.5m左右，用鐵鏟劃一橫線，然後每隔1～2m劃一豎線，間隔選取橫豎線的交叉點作為取樣點，如圖所示。在取樣點取樣時，用鐵鏟將表面刮去0.1m，深入0.3m挖取一個子樣的物料量，每個子樣的最小品質(zhì)不小於5kg。最後合併所採集的子樣。December29,20231～2mh=0.3mm=5kg0.5m

料堆上採樣點的分佈

（三）礦石物料樣品的採集December29,2023

礦山取樣一般採用刻槽取樣、鑽孔取樣、炮眼取樣、揀塊取樣或沿礦山開採面分格取樣等方法。December29,2023

（四）建材行業(yè)生產(chǎn)過程中的半成品和成品取樣1．出磨生料、水泥的取樣2．水泥熟料的取樣3．出廠水泥取樣4．陶瓷半成品和成品的取樣5．玻璃成品的取樣（五）鋼樣樣品的採集1.熔煉階段分析試樣的採集2.鋼材分析試樣的取樣3.採集試樣的注意事項December29,2023§2.3

試樣的製備December29,2023

從實驗室樣品到分析試樣的這一處理過程稱為試樣的製備。試樣的製備一般需要經(jīng)過破碎、過篩、混合、縮分等步驟。一、破碎December29,2023

破碎可分為粗碎、中碎、細碎和粉碎4個階段。根據(jù)實驗室樣品的顆粒大小、破碎的難易程度，可採用人工或機械的方法逐步破碎，直至達到規(guī)定的粒度。破碎工具:

鍔式破碎機、輥式破碎機、圓盤破碎機、球磨機、鋼臼、鐵錘、研缽等。二、過篩December29,2023

物料在破碎過程中，每次磨碎後均需過篩，未通過篩孔的粗粒再磨碎，直至樣品全部通過指定的篩子為止(易分解的試樣過170目篩，難分解的試樣過200目篩)。三、混勻December29,2023混勻法通常有鐵鏟法或環(huán)錐法、掀角法。

鐵鏟法或環(huán)錐法常用於手工混合大量實驗室樣品。如鐵鏟法是在光滑而乾淨(jìng)的混凝土或木制平臺上，用鐵鏟將物料往一中心堆積成一圓錐，然後從錐底一鏟一鏟將物料鏟起，重新堆成另一個圓錐，來回翻倒數(shù)次。操作時物料必須從錐堆頂部自然灑落，使樣品充分混合均勻。也可採用機械混勻器進行混勻。四、縮分December29,2023

縮分是在不改變物料的平均組成的情況下，逐步縮小試樣量的過程。

常用的有錐形四分法、正方形挖取法和分樣器縮分法。1.錐形四分法

將混合均勻的樣品堆成圓錐形，用鏟子將錐頂壓平成截錐體，通過截面圓心將錐體分成四等份，棄去任一相對兩等份。

December29,2023四分法示意圖

2．正方形挖取法

將混勻的樣品鋪成正方形的均勻薄層，用直尺或特製的木格架劃分成若干個小正方形。用小鏟子將每一定間隔內(nèi)的小正方形中的樣品全部取出，放在一起混合均勻。其餘部分棄去或留作副樣保管。December29,2023正方形挖取法3．分樣器縮分法

分樣器為中間有一個四條支柱的長方形槽，槽低並排焊著一些左右交替用隔板分開的小槽（一般不少於10個且須為偶數(shù)），在下面的兩側(cè)有承接樣槽。將樣品倒入後，即從兩側(cè)流入兩邊的樣槽內(nèi)，把樣品均勻地分成兩份，其中的一份棄去，另一份再進一步磨碎、過篩和縮分。

December29,2023分樣器示意圖

結(jié)果December29,2023

對分析試樣粒度的要求與試樣分解的難易程度等因素有關(guān)。經(jīng)最後縮分得到的試樣一般為20～30g（可根據(jù)需要或少或多些），還需要在瑪瑙研缽中充分研細，使樣品最終全部通過170目(0.088mm)或200目(0.074mm)篩。

§2.4試樣的分解

—將固體試樣處理成溶液，或?qū)⒔M成複雜的試樣處理成簡單、便於分離和測定的形式，為各組分的分析操作創(chuàng)造最佳條件。December29,2023分解試樣的目的一、

酸堿溶解法（一）酸溶法

1．鹽酸（HCl）2．氫氟酸（HF）

3．

硝酸（HNO3）4．磷酸（H3PO4）

5．硫酸（H2SO4）6．高氯酸（HClO4）（一）堿溶法

300～400g/L的氫氧化鈉溶液能劇烈分解鋁及其合金。December29,2023常用的分解方法有酸堿溶解法、熔融法和半熔法。二、熔融法

熔融分解的目的是利用酸性或鹼性熔劑與試樣在高溫下進行複分解反應(yīng)，使試樣中的組分轉(zhuǎn)化成易溶於水或酸的化合物。December29,2023

熔融矽酸鹽礦物和其他礦物的熔劑很多，一般多為鹼金屬化合物。常用的有無水碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、氫氧化鈉、焦硫酸鉀、硼砂、偏硼酸鋰等。三、半熔法

是指熔融物呈燒結(jié)狀態(tài)的一種熔樣方法，又稱燒結(jié)法。此法在低於熔點的溫度下，讓試樣與固體試劑發(fā)生反應(yīng)。December29,2023

常用的半混合熔劑有:MgO-Na2CO3（2+3）,MgO-Na2CO3（2+1），ZnO-Na2CO3（1+2）。

矽酸鹽分析中採用的半熔法一般是在鉑坩堝中，加入試料品質(zhì)的0.6～1倍的無水碳酸鈉，於950℃溫度下灼燒5～10min。石灰石、白堊土、水泥生料的系統(tǒng)分析，常用此方法分解試樣。四、其他的分解法

（一）電解氧化溶解法（二）加壓溶解法（三）超聲波振盪溶解法（四）微波溶解法December29,2023習(xí)題

1．試樣的製備過程一般包括幾個步驟？2．正確地採取實驗室樣品及正確地製備和分解試樣對分析工作有何意義？3．?dāng)⑹龈黝悩悠返膾窦椒ā?.分解試樣常用的方法大致可分為哪兩類?什麼情況下採用熔融法?5．酸溶法常用的溶劑有哪些?6.簡述下列各溶(熔)劑對試樣分解的作用：

HCl、HF、HClO4、H3PO3、NaOH、KOH、

Na2CO3、K2S2O7

7．查閱相關(guān)文獻，闡述新的分解樣品的方法。December29,2023

概述

水是生物生長和生活所必需的資源，人類生活離不開水。在工業(yè)生產(chǎn)中，也需要用到大量的水，主要用作溶劑、洗滌劑、冷卻劑、輔助材料等。水的品質(zhì)的好壞，對於人們的生活以及工業(yè)生產(chǎn)等都有直接的影響，必須經(jīng)過分析檢驗。一、水的用途

二、水的分類1.天（自）然水2.生活用水3.工業(yè)用水1．天（自）然水

自然界的水稱為天然水。天然水有雨水、地面水（江、河、湖水）、地下水（井水、泉水）等，因為在自然界中存在，都或多或少地含有一些雜質(zhì)，如氣體、塵埃、可溶性無機鹽等，如礦泉水中含有多種微量元素。我們學(xué)校的地下水質(zhì)很好，鍶Sr含量較高。2.生活用水

人們?nèi)粘Ｉ钪兴褂玫乃Q為生活用水：主要是自來水，也有少量直接使用天然水的。對生活用水的要求，主要是不能影響人類的身體健康，因此應(yīng)檢驗分析一些有害元素的含量，對其含量都有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不能超標(biāo)。

比如F-的含量，正常情況下應(yīng)為0.5~1.0mg/L，如果F-

1.0~1.5mg/L，易得黃斑病，如果F-

4.0mg/L，則易得氟骨病。3.工業(yè)用水

指工業(yè)生產(chǎn)所使用的水，要求為不影響產(chǎn)品品質(zhì)，不損害設(shè)備、容器及管道，使用時也要經(jīng)過分析檢驗，不合格的水要先經(jīng)處理後才能使用。

另外還有廢水，特別是工業(yè)廢水，污染環(huán)境，必須符合一定的標(biāo)準(zhǔn)才允許排放。三、水質(zhì)分析專案

水質(zhì)分析專案繁多，主要有以下幾類：

1．物理性質(zhì)

2．金屬化合物

3．非金屬化合物

4．有機化合物1.物理性質(zhì)

主要包括：水溫、外觀、顏色、臭、濁度、透明度、pH值、殘渣、礦化度、電導(dǎo)率等。2.金屬化合物

主要包括：總硬度、鉀、鈉、鈣、鎂、鐵、銅、鋅、鎳、錳、汞、鉛、鉻、鉻、砷、硒等。3.非金屬化合物

主要包括：酸度、鹼度、二氧化碳、溶解氧、氮（氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、總氮）、磷、氯化物、氟化物、碘化物、氰化物、硫化物、硫酸鹽、硼、可溶性二氧化矽等。4.有機化合物

主要包括：化學(xué)需氧量、生化需氧量、總有機碳、礦化油、揮發(fā)性酚類、苯系物、多環(huán)芳烴、有機磷、苯胺類、硝基苯類、陰離子洗滌劑、各類農(nóng)藥等。不同用途的水，對水質(zhì)的要求各不相同，因此其分析檢測專案也有區(qū)別?！?.2工業(yè)用水分析

一、懸浮固形物和溶解固形物的測定二、pH值的測定三、鹼度的測定四、硬度的測定五、總鐵量的測定六、溶解氧的測定七、氯化物的測定八、亞硫酸鹽的測定九、磷酸鹽的測定六、溶解氧的測定

地面水與大氣接觸以及某些含葉綠素的水生植物在其中進行生化作用，結(jié)果使水中常溶解一些氧稱為“溶解氧”，水中溶解氧的含量隨水的深度而減少，也與大氣壓力、空氣中的氧分壓及水的溫度有關(guān)。常溫常壓下，水中溶解氧一般在8～10mg/L，隨水中還原性雜質(zhì)污染程度加重而下降，如果含量低於4mg/L，水生動物有可能因窒息而死亡。溶解氧氧化鐵而腐蝕金屬，因此在工業(yè)分析中也是一個很重要的指標(biāo)。一、間接碘量法基本原理

二價錳在鹼性溶液中，生成白色的氫氧化亞錳沉澱

MnSO4+2NaOH=Mn(OH)2↓（白色）+Na2SO4

水中的溶解氧立即將生成的Mn(OH)2沉澱氧化成棕色的Mn(OH)42Mn(OH)2+O2+2H2O=2Mn(OH)4↓棕色

加入酸後，Mn(OH)4沉澱溶解並氧化I-離子（已加入KI）釋放出一定量的I2：

Mn(OH)4+2KI+2H2SO4=MnSO4+I2+K2SO4+4H2O

然後用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定釋出的I22Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI1O22Mn(OH)2↓2Mn(OH)42I24Na2S2O3

二、測定步驟1.取樣將膠皮管一端接水龍頭，另一端插入溶解氧測定瓶瓶底，待水溢出幾分鐘後，取出膠管，迅速塞緊塞子。

2.反應(yīng)取好水樣後，取下瓶塞，用刻度吸量管緊靠瓶口內(nèi)壁，插入樣品液面下0.5cm，準(zhǔn)確加入1mL硫酸錳溶液，再用同法加入鹼性KI溶液2mL，蓋緊瓶塞，將瓶反復(fù)顛倒，充分混合均勻，放置5min待沉澱下降至瓶底，用上法加濃硫酸1.5mL，塞緊瓶塞，顛倒混合至沉澱完全溶解此時溶液中因碘釋出而呈黃色。

3.滴定精確移取100.00mL溶液於250mL錐形瓶中，用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(Na2S2O3)=0.01mol/L]滴定至淡黃色後，加入1mL澱粉(10g/L)，繼續(xù)滴定至蘭色恰好消失，即為終點。任務(wù)1.重鉻酸鉀標(biāo)定硫代硫酸鈉溶液硫代硫酸鈉溶液重鉻酸鉀

2.溶解氧的測定因為溶解氧的量少得到的沉澱少，移取100mL試液注意事項1.溶解氧測定瓶溶解氧的測定，切勿使樣品過多接觸空氣，以防溶解氧損失或增加，導(dǎo)致含量改變，因此最好使用專用的“溶解氧測定瓶”取樣，如果沒有測定瓶，也可用250mL玻璃磨口瓶代替。2.自來水取樣應(yīng)該先放開水龍頭流一段時間，水樣穩(wěn)定後再取樣，可將一橡皮管插入瓶底,另一端接水龍頭，使水溢出幾分鐘，注意流速要慢，以免氣泡，迅速蓋緊瓶塞。3.塘水、井水、蓄水池中取樣如何水中取樣，不能直接在水面取樣而是應(yīng)在一定深度取樣，可用二階式取樣瓶。4.試劑問題

硫代硫酸鈉用新煮沸並冷卻的蒸餾水配製好後放置暗處7天後標(biāo)定。

預(yù)先加入硫代硫酸鈉消除Cl2干擾5.氧化性物質(zhì)干擾如Fe3+、Cl2等，與I-作用時結(jié)果偏高。

將硫酸改為磷酸，起到2個作用一是酸化，二是掩蔽Fe3+

也可以另行測定，從總量中扣除Fe3+、Cl26.還原性物質(zhì)可能會與I2作用,使結(jié)果偏低,可以預(yù)先出去。如水被還原性雜質(zhì)污染，在測定時要消耗一部分I2而使測定結(jié)果偏低，則要增加處理雜質(zhì)的過程(可在未加MnSO4溶液前，先加適量硫酸使水樣酸化，加入KMnO4溶液使其氧化還原性雜質(zhì)，再加適量草酸鉀溶液還原過量的KMnO4，從而消除雜質(zhì)影響）。7.體積校正（修正）問題工業(yè)分析中可以忽略由於加入試劑，樣品會由瓶中溢出，但由於損失量很小，而且在只吸取一部分溶液滴定的情況下，影響很小。在一般工業(yè)分析中，可不必進行樣品體積的校正，計算中可忽略此影響。

8.測定水中溶解氧時，關(guān)鍵在於勿使水中含氧量有所變更。要求取樣時，切勿與空氣接觸。最好在現(xiàn)場加入MnSO4及鹼性KI溶液，使溶解氧固定在水中，其餘步驟可送至實驗室後進行。§3.3廢水及環(huán)境水樣分析

工業(yè)生產(chǎn)所排放的廢水，大多含有對人體或?qū)Νh(huán)境有害的成分，需經(jīng)過分析檢驗，符合一定的標(biāo)準(zhǔn)之後，才允許排放，不同廠礦排出的廢水含有不同的污染物，需根據(jù)污染源確定檢測專案。一、化學(xué)需氧量的測定

化學(xué)需氧量（COD），是指在一定條件下，用強氧化劑處理水樣時所消耗氧化劑的量，以氧的量（mg/L）來表示。水中還原性物質(zhì)包括有機物和亞硝酸鹽、亞鐵鹽、硫化物等，化學(xué)需氧量反映了水中受還原性物質(zhì)污染的程度。

對於工業(yè)廢水，我國規(guī)定用重鉻酸鉀法測定，其測得值稱為化學(xué)需氧量，用CODCr表示。

1．原理在強酸性溶液中，用一定量的重鉻酸鉀氧化水樣中還原性物質(zhì)，過量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)其用量計算水樣中還原性物質(zhì)消耗氧的量。反應(yīng)式如下

Cr2O72-+14H++6e=2Cr3++7H2OCr2O72-+14H++6Fe2+=6Fe3++2Cr3++7H2O2．干擾及其消除

酸性重鉻酸鉀氧化性很強，可氧化大部分有機物。加入硫酸銀作催化劑時，直鏈脂肪族化合物可完全被氧化，而芳香族有機物卻不易被氧化，吡啶不被氧化，揮發(fā)性直鏈脂肪族化合物、苯等有機物存在於蒸氣相，不能與氧化劑液體接觸，氧化不明顯。

氯離子能被重鉻酸鹽氧化，並且能與硫酸銀作用產(chǎn)生沉澱，影響測定結(jié)果，可在回流前向水樣中加入硫酸汞，使成為絡(luò)合物以消除干擾。氯離子含量高於2000mg/L的樣品應(yīng)先作定量稀釋，使含量降低至2000mg/L以下再進行測定。3．方法的適用範(fàn)圍

用0.25mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定大於50mg/L的COD值。用0.025mol/L濃度的重鉻酸鉀溶液可測定5～50mg/L的COD值，但準(zhǔn)確度較差?；亓餮b置

分析步驟1取20.00mL混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00mL）置於250mL磨口的回流錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石，連接磨口回流冷凝管，從冷疑管上口慢慢地加入30mL硫酸一硫酸銀溶液，輕輕搖動錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h（自開始沸騰時計時）。2冷卻後，用90mL水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶，溶液總體積不得少於140mL，否則因酸度太大，滴定終點不明顯。3溶液再度冷卻後，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量。4測定水樣的同時，以20.00mL重蒸餾水，按同樣分析步驟作空白試驗，記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量。

計算式中c——硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol·L；

V0——滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液用量，mL；

V1——滴定水樣時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的用量，mL；

V——水樣的體積，mL；

M(1/2O)——氧(1/2O)的摩爾品質(zhì)，8g/mol。

氣體分析

工業(yè)生產(chǎn)中常使用氣體作為原料或燃料；化工生產(chǎn)的化學(xué)反應(yīng)常常有副產(chǎn)物廢氣；燃料燃燒後也產(chǎn)生廢氣（如煙道氣）；生產(chǎn)廠房空氣中常混有一定量生產(chǎn)氣體。

所以工業(yè)氣體共分四大類：化工原料氣、氣體燃料、廢氣和廠房空氣?！?概述

（1）天然氣：主要是CH4?95%（煤或石油組成物的分解產(chǎn)物）（2）煉油氣：CH4及其它低分子量的C、H化合物（原油熱處理產(chǎn)物）（3）焦?fàn)t煤氣：H2

、CH4（煤?800℃煉焦油氣態(tài)產(chǎn)物）（4）水煤氣：CO、H2（水蒸氣和熾熱的煤作用，得到半水煤氣）（5）硫鐵礦焙燒爐氣：SO26-9%用於製造硫酸（6）石灰焙燒窯氣：CO232-40%用於制堿和制糖工業(yè)

化工原料氣是無機、有機合成的重要原料，主要有：

上述天然氣、煉油氣、焦?fàn)t、煤氣、水煤氣及半水煤氣等，除了作為化工生產(chǎn)原料氣體之外，也可作為氣體燃料。氣體燃料廢氣：

燃燒爐的煙道氣的組成為：N2、O2、CO2、CO、水蒸氣及少量其他氣體。如：硫酸、硝酸廠排入大氣的廢氣中含有少量的SO2和NO2；制堿廠排出廢氣中含有少量CO2；

總之，有機化工的廢氣是各種各樣的。廠房空氣：

生產(chǎn)設(shè)備漏氣→生產(chǎn)廠房內(nèi)空氣含生產(chǎn)用氣→危害健康→甚至燃燒爆炸。氣體分析意義：在工業(yè)生產(chǎn)中為了正常安全生產(chǎn)，對各種工業(yè)氣體都要經(jīng)過分析，瞭解其組成。1.化工原料氣分析正確配料；2.中間產(chǎn)品氣體分析生產(chǎn)是否正常；3.（燃料燃燒後生成）煙道氣分析燃燒是否正常；4.廠房空氣分析通風(fēng)、設(shè)備漏氣情況有無有害氣體是否危及生命及廠房安全。氣體分析的特點：

一般測定氣體的V而不是品質(zhì)m，並同時測定環(huán)境的T和P。

§2氣體試樣的採取

共有：4部分結(jié)構(gòu)、4種採樣形式、3種採樣方法4種採樣形式

3種採樣方法

採樣方法的詳細介紹:

1．常壓狀態(tài)氣體採樣氣體狀態(tài)：等於大氣壓或低正壓或低負壓採樣方法：封閉液採樣法使用容器：採樣瓶或採樣管採樣瓶採樣的步驟是：採樣瓶裝置圖如下所示：

氣樣管採樣的步驟是：

氣樣管裝置圖如下：抽氣泵減壓法採樣步驟：（適用於低氣壓或負壓不太高的負壓狀態(tài)氣體）

流水抽氣法採樣裝置圖：

說明：如果用氣樣管採樣，則進行分析時，先將氣樣管旋塞2的一端經(jīng)橡皮管和氣體分析儀器的進氣管連接，旋塞3的一端插入不能溶解被分析氣體的封閉液中，然後利用氣體分析儀器的水準(zhǔn)瓶產(chǎn)生的負壓將氣體吸入氣體分析儀器中。

氣體狀態(tài)：氣體壓力遠高於大氣壓力的為正壓氣體；

採樣工具：採樣瓶、採樣管、橡皮囊或直接採樣。

特點：不要改變封閉液的位置，氣體借助自己的正壓進入氣體的氣囊。

注意事項：壓力過大，應(yīng)注意調(diào)整採樣管旋塞，或者在採樣裝置與氣體容器之間加裝緩衝瓶。2．正壓狀態(tài)氣體的採樣

3.負壓狀態(tài)氣體的採樣氣體狀態(tài)：遠低於大氣壓力的氣體稱負壓氣體；採樣方法：抽氣泵減壓法（負壓不太高）；抽空容器法（負壓過高），抽空容器是0.5～3.0L容器，由優(yōu)質(zhì)厚壁的玻璃瓶或管瓶組成具有旋塞。

負壓狀態(tài)氣體的採樣採樣步驟：

§3.

氣體的化學(xué)分析方法

1．原理：利用氣體的化學(xué)特性，使混合氣和特定試劑接觸。則混合氣體中的被測組分與試劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被定量吸收，其他組成則不發(fā)生反應(yīng)（或不干擾）。如果吸收前後的溫度及壓力不一致，則吸收前後的體積之差即為被測組分的體積。一、吸收法

（一）氣體容量法（或氣體體積）

原理：根據(jù)吸收前後體積之差=被測組分體積計算出體積比（V/V）的分?jǐn)?shù)

例如：混合氣：

鋼鐵樣中C的測定：2.氣體吸收劑及吸收順序

定義：用來吸收氣體的試劑稱作氣體吸收劑；重點以煤氣為例講解氣體的吸收劑及吸收順序，其中煤氣的組成成分為：煤氣中各種成分的吸附劑及吸附順序表成分吸附劑反應(yīng)順序CO233%KOH(1)CnHm飽和溴水(臭)（石蠟封口）

加成反應(yīng)苯緩慢溶解於溴水，不與之反應(yīng)(2)濃硫酸、Ag2SO4或HgSO4作催化劑

強氧化性磺化反應(yīng)O2焦性沒食子酸的堿溶液(3)

O2保險粉（Na2S2O4）蒽醌-β-磺酸鈉作催化劑CO氯化亞銅氨溶液(4)氯化亞銅鹽酸溶液CH4燃燒法測無適當(dāng)?shù)奈談?5)H2海綿狀鈀（吸收）常用燃燒法N2剩餘部分(6)

氣體分析是有一連串裝有吸附劑的吸附瓶來進行吸收的，因此吸附劑的順序必須進行合適的安排，否則會干擾測定。

下表列出了各種吸附劑和各種氣體之間的作用：混合氣與吸附劑作用情況表CO2CnHmO2COCH4H2N2編號KOH(33%)√

(1)飽和溴水√√

(2)焦性沒食子酸的堿溶液√

√

(3)氯化亞銅氨溶液√√√√

(4)燃燒法√√√√√√

(5)

標(biāo)注表格：

√表示發(fā)生了相互作用或干擾；

表示不干擾

(1)KOH溶液只吸附CO2；

(2)飽和溴水只吸附不飽和烴，其他的不干擾，但是要用堿溶液除去吸附時混入的溴重氣，此時CO2也被吸附故排在KOH之後；

(3)焦性沒食子酸的堿溶液能吸附鹼性氣體CO2，所以排在KOH之後；

(4)氯化亞銅氨溶液不但吸附CO而且吸附CO2、O2、CnHm等，故應(yīng)為第4位。

（二）吸附容量滴定法

原理：綜合使用吸附法和重量滴定法。

方法實質(zhì)：吸附劑吸附被測組分（混合氣

體），然後用標(biāo)準(zhǔn)滴定法。

存在的兩種反應(yīng)是：吸收反應(yīng)和滴定反應(yīng)。

例如：示例表

氣體吸收反應(yīng)滴定反應(yīng)H2SNH3Cl2示例表SO2H2O2吸收I2吸收HClNaOH吸收AgNO3吸收（三）吸收重量法

綜合應(yīng)用吸收法和重量分析法，測定氣體物質(zhì)或可以轉(zhuǎn)化為氣體物質(zhì)的元素含量的方法。例如：

然後根據(jù)吸附劑增加的重量計算C、H的含量。

二.燃燒法利用可燃燒性氣體的性質(zhì)進行測定的方法，特別適用於無適當(dāng)吸收劑的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定的氣體。如：CH4無適當(dāng)?shù)奈談?，H2、CO可用燃燒法也可以用吸收法。燃燒法原理：

根據(jù)可燃性氣體燃燒後，其體積縮減V縮，消耗氧的體積VO2或生成CO2的體積VCO2與可燃性氣體的體積V可燃的比例關(guān)系，由測定得V縮、VO2或VCO2計算V可燃從而求得其含量。V可燃與V縮、VO2或VCO2有一定的比例關(guān)係，是計算的依據(jù)，也是燃燒法的主要理論依據(jù)。

例1，以氫氣燃燒為例找出比例關(guān)係：

例2，以甲烷燃燒為例：

例3，以CO燃燒為例：

(二)一元可燃性氣體含量的測定（含一種可燃性氣體）

可用吸收法除去干擾組分（如O2，CO2等），再加入一定量的O2或空氣，燃燒後根據(jù)體積的變化或生成CO2的體積，可計算可燃性氣體含量。

例如：一混合氣體有N2、O2、CO2、CO取樣50mL測CO，測CO時O2、CO2有干擾，吸收干擾物後再補充O2使混合氣燃燒測出生成CO2的體積VCO2=20.00mL，求混合氣體中CO的含量？

（三）二元可燃性氣體含量的測定（含兩種可燃性氣體）

先吸收除去干擾組分，經(jīng)空氣或充分的O2燃燒後，測V縮、VO2、VCO2，列出相關(guān)的方程式求解。二元可燃燒氣體含量測定表混合氣化學(xué)反應(yīng)式聯(lián)立方程式(選其中兩個)解聯(lián)立方程式CH4與CO(1)、(2)聯(lián)立：CH4與H2（1）、（2）、（3）聯(lián)立：例1：CH4、CO和N2的混合氣20.00mL。加一定量過量的O2，燃燒後體積縮減21.00mL，生成CO218.00mL，計算各種成分的含量？解：反應(yīng)式：，

，得到：解聯(lián)立方程式得到：

則：

例2：含CH4、H2和N2的混合氣20.00mL。精確加入空氣80.00mL。燃燒後用KOH溶液吸收生成的CO2，剩餘氣體的體積為68.00mL，再用沒食子酸的堿溶液吸收剩餘的O2後，體積為66.28mL。計算混合氣體中CH4、H2和N2的體積含量？（1）求消耗O2的體積為：燃燒前準(zhǔn)確加入80.00mL空氣，空氣中含O220.90％，所以加入的O2的體積是：

燃燒後吸收法測得O2：

則消耗的O2為：

（1）

（2）再求

燃燒後除去CO2後剩餘體積為68.00mL，所以燃燒中的總體積縮減與生成CO2的總體積的和共為100-68.00=32.00mL。其中：，即：

（2）

解（1）（2）聯(lián)立方程得到：

則：

（四）燃燒法

燃燒法共分為三類：爆燃法、緩燃法、氧化銅燃燒法。幾個概念：

爆炸上限：使可燃性氣體能引起爆炸的最高含量(含量指可燃性氣體與空氣或氧氣的濃度關(guān)係百分比)。

爆炸下限：使可燃性氣體能引起爆炸的最低含量。

爆炸極限：爆炸上限和爆炸下限之間的範(fàn)圍。例如：

氫氣的爆炸極限是：4.1～74.2％。即氫氣在空氣中的體積占4.1～74.2％時，此混合氣體有爆炸性。下限以下可避免爆炸，上限以上氧氣不足，可燃氣體不能完全燃燒。爆燃法（爆炸燃燒法）：

可燃氣體與空或氧氣混合，其比例能使可燃氣體完全燃燒且在爆炸極限內(nèi)的方法。

特點：所需時間最少即快速。爆炸極限在工業(yè)生成防火防爆工作中極重要的意義。

緩燃法(緩慢燃燒法)：可燃氣體與空氣或氧氣混合，且濃度控制在爆炸極限以下，使之經(jīng)過熾熱的鉑質(zhì)螺絲而引起緩慢燃燒。

特點：需時太長。適合於可燃性組分濃度較低的混合氣體或空氣中可燃物的測定

氧化銅燃燒法：利用氧化銅在高溫下的氧化活性，使可燃性氣體緩慢燃燒。

特點：不要加入燃燒所需氧，所用的氧氣由氧化銅還原得出。CuO使用後，可在400℃通入空氣使之氧化即可再用。

優(yōu)點：因不通入氧氣，可減少一次體積測量而減少誤差，並且測量後的計算也因不加入氧氣而簡化。氧化銅燃燒法的反應(yīng)方程式：

§4

氣體分析的儀器主要部件：

這是測量氣體體積用的部件

供氣體進行吸收作用的部件

供氣體進行燃燒反應(yīng)的部件梳形管：連接量氣管、吸收瓶及燃燒管的部件。旋塞：三通、普通、四通旋塞，控制氣體流動的部件。

肥料分析

植物生長，幾乎需要所有的化學(xué)元素，但最主要的是N、P、K三要素。

肥料的作用？肥料是促進植物生長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量的重要物質(zhì)之一。N、P、K由何而來呢？植物生長的三要素？肥料§5.1

概述

肥料包括自然肥料和化學(xué)肥料。

以礦物、空氣、海水等為原料，經(jīng)化學(xué)和機械加工方法製造，能供給農(nóng)作物營養(yǎng)及提高土壤肥力的化學(xué)物質(zhì)。引入主要內(nèi)容

化學(xué)肥料的分類營養(yǎng)元素氮肥磷肥鉀肥複合肥料微量元素肥料含氮的肥料含磷的肥料含鉀的肥料化學(xué)性質(zhì)酸性肥料中性肥料鹼性肥料

化學(xué)肥料的分析專案包括水分含量，有效成分含量和雜質(zhì)含量等分析。

有效成分含量，氮肥以氮元素的品質(zhì)分?jǐn)?shù)表示。磷肥以有效五氧化二磷的品質(zhì)分?jǐn)?shù)表示。鉀肥以氧化鉀的品質(zhì)分?jǐn)?shù)表示。微量元素以該元素的品質(zhì)分?jǐn)?shù)表示。

§5.2

氮肥分析化學(xué)氮肥銨鹽：硫酸銨、碳酸氫銨、硝酸銨、氯化銨等硝酸鹽：硝酸鈉、硝酸鈣尿素：有機化學(xué)肥料氨水；硝酸銨鈣；硝硫酸銨氰氨基化鈣(石灰氮)含氮的肥料稱為氮肥。

自然肥料人畜尿類、油餅、腐草等

一、概述二、測定方法

氮在化合物中，通常以氨態(tài)，硝酸態(tài)，有機態(tài)三種形式存在，由於三種狀態(tài)的性質(zhì)不同，因而分析方法也不同。

氨態(tài)氮強酸的銨鹽甲醛法強鹼分解-蒸餾法氨水、碳酸氫銨：硝酸態(tài)氮先還原成氨態(tài)氮甲醛法強鹼分解-蒸餾法酸標(biāo)準(zhǔn)溶液直接滴定法

三、尿素中氮的測定有機態(tài)氮濃硫酸消化氨態(tài)氮甲醛法強鹼分解-蒸餾法

尿素是中性氮肥。尿素[CO(NH2)2]是碳酸的醯二胺。氮原子以醯胺(-CONH2)狀態(tài)存在。只有經(jīng)過土壤中微生物加工分解，轉(zhuǎn)化為氨態(tài)或硝態(tài)後，才被吸收產(chǎn)生肥效。

性質(zhì)

農(nóng)業(yè)用尿素通常要求檢驗水分，縮二脲，氮含量及粒度四項指標(biāo)。

檢測指標(biāo)基本原理

醯胺態(tài)氮是有機態(tài)氮，採用凱達爾法

1、首先尿素與H2SO4共熱CO(NH2)2

+H2SO4+H2O=

(NH4)2SO4

+CO2有機分析學(xué)過？2、然後，對所得的(NH4)2SO4和剩餘的H2SO4用蒸餾法或甲醛法測定。

蒸餾法：

向(NH4)2SO4和H2SO4中加入蒸餾，(NH4)2SO4分解逸出NH3：

(NH4)2SO4+2NaOH=H2SO4+2NH3+2H2O

用一定過量的硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收，然後用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩餘的酸。H2SO4+2NH3=2(NH4)2SO4H2SO4(剩)+2NaOH=Na2SO4+2H2O甲醛法：

用強酸中和(NH4)2SO4+H2SO4中的H2SO4，然後加入甲醛和(NH4)2SO4作用，最後用強鹼標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定NH4++6HCHO=

(CH2)6N4H+

+3H++6H2O

(CH2)6N4H+-

六甲基四胺鹽(Ka=7.1×10-6)可用強鹼滴定?；貞浺幌路治龌瘜W(xué)學(xué)的內(nèi)容？這是一種什麼手段？回憶一下分析化學(xué)的內(nèi)容？其原理可用下圖表示：CO(NH2)2H2SO4共熱(NH4)2SO4

+H2SO4消化蒸餾法強鹼中和H2SO4，且過量NH3H2SO4標(biāo)液(過量)吸收(NH4)2SO4+H2SO4

(標(biāo)剩)NaOH定量強鹼中和混合物中H2SO4(NH4)2SO4HCHO強化3H+(CH2)6N4H+NaOH標(biāo)液定量條件1、消化反應(yīng)的催化劑及加熱溫度

為使消化反應(yīng)完全和較迅速完成並防止消化過程中N的損失，最主要的條件是選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖妥⒁饧訜釡囟取?1)催化劑

常用的催化劑有：Se、HgO、CuSO4及H2O2等。其中以Se效果最好，HgO次之，但兩者價格都比CuSO4貴，又易中毒。目前最好的是CuSO4。CuSO4的催化作用如下：2CuSO4=CuSO4+SO2+2(O)CuSO4+2H2SO4=CuSO4+2H2O+SO2此作用周而復(fù)始地迴圈進行，過程中析出的新生態(tài)的氧使有機物迅速分解。(a)使用CuSO4的優(yōu)點除有催化作用外，消化完畢，使溶液具有清澈的藍綠色(CuSO4·5H2O)，可以指示終點。(b)

H2O2是氧化劑，加入後可使消化時間大為縮短，但也因價格昂貴，只有當(dāng)CuSO4對測定有干擾時使用。(c)

加入Na2SO4或K2SO4，可以提高H2SO4的bp(boiling-point)而加速反應(yīng)，但加入的數(shù)量與對H2SO4的比例應(yīng)按照規(guī)定。如果加入量過多，使H2SO4形成KHSO4，則影響作用的效率。(2)加熱溫度

最初：低溫，避免碳化物反應(yīng)激烈；

以後：逐漸升高溫度，保持微沸至消化完畢。若溫度高碳化太快使部分N未成銨態(tài)而成為分子N2逸出>500oC(NH4)2SO4分解損失2、蒸餾裝置不漏氣

(1)以免在蒸餾過程中NH3損失(3)吸收必須保證完全(4)操作過程中防止倒吸。(2)加入堿必須過量由加堿後生成淺藍色氫氧化銅沉澱(Δ變成黑色CuO)或者氫氧化銅溶於過濃的堿液所生的深藍色判斷。

此方法適用於消化後其中N可變?yōu)榘钡挠袡C化合物。有些有機化合物中，其N原子系於另外N原子或O原子相連(如偶氮化合物、肼、硝基化合物及亞硝基化合物等)時，則不能應(yīng)用，因為在消化時其中的含N不能轉(zhuǎn)變成NH3，而成游離氮或氮的氧化物逸出。3、方法的適用範(fàn)圍若有機肥中含有銨態(tài)氮堿蒸餾時可一併蒸出有機態(tài)氮銨態(tài)氮之和

若有硝酸態(tài)氮因消化時，已成為硝酸而揮發(fā)無法測定

先將硝酸態(tài)氮固定為硝基物，再用還原劑還原為氨基物，然後消化。

若欲求三種態(tài)氮之和一般用水楊酸固定，Na2S2O3還原4、食品中蛋白質(zhì)的測定常用凱達爾法(凱氏法)，得出N%乘以6.25，即為蛋白質(zhì)的百分?jǐn)?shù)(因為蛋白質(zhì)中平均含有16%的氮)?！?.3

磷肥的分析一、概述

含磷的肥料稱為磷肥

分類自然磷肥：磷礦石、骨粉及骨灰等化學(xué)磷肥：以自然礦石為原料，經(jīng)化學(xué)加工處理的含磷的肥料根據(jù)化學(xué)磷肥根據(jù)加工方法不同可以分為：

酸性磷肥(速效磷肥)：用無機酸加工處理磷礦石所製造的，如磷酸鈣，重過磷酸鈣，因其中含有易溶於水的磷化物，植物易吸收，故又稱為“速效磷肥”。

熱性磷肥(遲效磷肥)：磷礦石和其他配料(如白雲(yún)石、滑石等)或不加配料，經(jīng)高溫?zé)彑纸馑u造的磷肥。如鈣鎂磷肥、鋼渣磷肥等。因其所含磷化物難溶於水，施用後經(jīng)長時間後可被土壤中有機弱酸緩慢溶解而被植物吸收，故又稱為“遲效磷肥”。

磷肥中磷的測定方法通常有：

磷鉬酸銨容量法、重量法、磷鉬酸喹啉容量法、重量法和釩鉬酸銨分光光度法。其中磷鉬酸喹啉重量法為國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)仲裁方法。

二、磷肥中全磷的測定在分析檢驗中：

因為對象或目的的不同，常分別測定有效磷及全磷的含量，結(jié)果均用P2O5表示。(一)磷肥的組成有效磷：水溶性磷化物檸檬酸溶性磷化合物中的磷。全磷：磷肥中所有含磷化合物中含磷量的總和。

磷肥的組成較為複雜，往往一種磷