第二章 定量分析的一般步骤

1第二章定量分析的一般步骤本章主要内容•分析化学过程•试样的采集与制备•测定方法的选择•分析结果的表示25数据分析DataAnalysis12436样品制备SamplePreparation样品采集Sampling样品测定SampleAnalysis问题提出FormulationQuestion结果报告WritingReports定量分析过程3一、分析问题的确定Natureofsample?Analyte?Ion?Molecules?Functiongroup?Quatitativeorquantitative?Howmuchobject(sample)?Matrixofcomposition?Singleormulti-component?Timeavailable?Samplesupplyrepeatedly?Destructionornon-destruction?Lookforacontinuoussystem?分析方案首选标准方法4二、分析试样的采集分析试样的采集:从大批物料中采取少量样本作为原始试样，试样的组成能代表全部物料的平均组成。根据具体测定需要，样品状态:气，固，液样品种类:矿物岩石，生物，金属与合金，食品遵循代表性原则，系统或随机采样采样应按照一定的原则、方法进行，可参阅相关的国家标准和各行业制定的标准。取样的基本原则－－－代表性5用泵将气体泵入取样容器；固体或液体吸附剂采样：是让一定量气体通过装有吸附剂颗粒或溶液的装置，收集挥发性和半挥发性物质；过滤法采样：用于收集气溶胶中的非挥发性组分。1.气体试样室内甲醛取样示意图(一)取样操作方法---组成均匀的物料66建筑尘建筑工地冶金尘－除尘设备出口处收集汽车尾气不同来源降尘采集燃煤：烟囱出口处7液体试样一般比较均匀，取样单元数可以较少；当物料的量较大时，应从不同的位置和深度分别采样，混合均匀后作为分析试样，以保证代表性；液体试样采样器多为塑料(检测试样中的有机物)或玻璃瓶(测定试样中微量的金属元素)2.液体试样8液体试样的保存措施有：控制溶液的pH值、加入化学稳定试剂、冷藏和冷冻、避光和密封等以减缓生物作用、水解、氧化还原作用及减少组分的挥发。99根据水的种类不同采样具有多变性：天然水河水—上、中、下（大河：左右两岸和中心线；中小河：三等分，距岸1/3处）；湖水--从四周入口、湖心和出口采样；海水---粗分为近岸和远岸；用水（饮用、工业用、灌溉）排放水生活污水--与作息时间和季节性食物种类有关；工业废水--与产品和工艺过程及排放时间有关。水样取样操作方法---组成很不均匀的物料如矿石、煤炭、土壤等，颗粒大小不等，组成极不均匀1.收集粗样。2.将每份粗样混合或粉碎、缩分至所需量.3.固体试样11采样量的确定平均试样采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关，可按切乔特采样公式：Q≥Kd2Q为保留样品的最小质量(kg)d为样品中最大颗粒直径(mm)K为固体试样特性系数或缩分常数，它由各部门根据经验拟定，通常在0.05～1之间，因固体物料种类和性质不同而异。12固体样品的破碎、过筛、混匀、缩分筛号（网目）筛孔直径(mm)筛号（网目）筛孔直径(mm)36.72800.17763.361000.149102.001200.125200.831400.105400.422000.074600.25标准筛的筛号及孔径的大小破碎与过筛重复进行直至全部过筛；筛孔的选择以样品处理的难易程度确定，二次取样的量由筛孔径确定。问题一次破碎、过筛后，需要缩分几次？1313例3.有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm左右，设k值为0.2kg.mm-2，应保留的试样量为多少？若此时要求再破碎至试样粒度不能大于2mm，需要继续缩分几次？kgkgkdmQ1021202.762.022即可缩分一次：解：次能满足要求。继续缩分）（，如需破碎至354.38.021108.022.0222nkgkgkdmmmnQ14固体样品的破碎、过筛、混匀、缩分四分法缩分FormconePouronapexFlattenReformconePouronapexFlattenReformcornPouronapex样品增量逐一混合示意图1515其组成因部位和时季不同而有较大差异；采样应根据需要选取适当部位和生长发育阶段进行，除应注意有群体代表性外，还应有适时性和部位典型性；鲜样分析的样品，应立即进行处理和分析，生物试样中的酚、亚硝酸、有机农药、维生素、氨基酸等在生物体内易发生转化、降解或者不稳定的成分，一般应采用新鲜样品进行分析。4.生物试样1616如水稻样品的采集根系土水稻籽实17171、分解的基本要求(分解试剂的选择)1）使试样完全分解或有效分解完全分解：使试样各组分都进入溶液，无残渣有效分解：使试样中待测的组分进入溶液。2）与分离方法衔接3）待测组分不应损失（溅失、挥发等）（二）试样的分解18184）减免试剂引入待测组分或干扰组分5）减免器皿引入正负玷污6）对环境友好7）快速、简便、成本低1919（二）试样的分解2.试样分解方法的分类(1)（2）:湿法干法分解法相似者相容有机溶剂溶解法碱熔酸熔包括半熔干法：熔融酸、碱溶水溶湿法)(无机有机溶解：水溶（例(NH4)2SO4中含氮量的测定)酸溶（HCl,H2SO4,HNO3,HF等及混合酸分解金属、合金、矿石等）碱溶（例NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、Ni含量）熔融：酸熔（K2S2O7、KHSO4熔解氧化物矿石）碱熔（Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质）2021熔融示例铬铁矿Na2O2熔融水浸取CrO42-Fe、Mn氢氧化物沉淀高温分解，酸提取氧瓶燃烧法测定有机物中的无机元素湿式分解法：硝酸和硫酸混合物作为试剂干式灰化法22微波溶样传统的加热：主要依靠热传导、热对流、热辐射的形式，先加热表面，热量进入内部，耗时。微波辐射加热：对物体内部直接加热而达到瞬时加热和快速升温的效果。微波密封溶样技术优点：快速；高效；减少试剂用量；避免试样中某些挥发组分的损失；可减少分析工作者的劳动强度；分析检出限低。23被测组分的含量根据被测组分的含量，选择合适的分析方法。常量组分一般采用滴定分析法或重量分析法；当重量分析法和滴定分析法均可采用的情况下，一般采用滴定分析法。微量组分采用光度分析法或其它仪器分析法。三分析方法的选择24被测组分的性质根据被测组分的性质，选择合适的分析方法。一般从酸碱性、氧化还原性、能否形成沉淀和络物以及能否形成有色物质等性质来考虑。25共存组分的影响在选择分析方法时，必须考虑干扰组分对测定的影响，尽量选择特效性较好的分析方法或者加入掩蔽剂或者控制条件可以消除干扰的方法。26测定determination物质物质的性质组分的含量干扰情况分析方法准确度灵敏度选择性适用范围成本时间人力设备消耗品分析方法用户对分析结果的要求和对分析费用的承受度用户27计算Calculation待测组分的化学表示形式以元素形式的含量表示例：有机物或矿样中的Fe、Cu、C、H、O、P、N等以氧化物形式的含量表示例：矿石分析中Fe2O3、P2O5等以待测组分实际存在形式含量的表示例：含氮量测定：NH3,NO3-,N2O5,NO2-,N2O3•mS样品质量•mB待测物质量mS、监测量I化学计量关系mB28待测组分含量的表示方法固体——质量分数SBBmmw例：Fe=0.5643或Fe=56.43%低含量：g/g,ng/g气体——体积百分数29待测组分含量的表示方法液体物质的量浓度mol/L质量摩尔浓度mol/kg质量分数%（mB/mS)体积分数%（mB/Vs)摩尔分数（nB/nS)质量浓度mg/L,ng/L,g/L等