分析试样的采集-简介.ppt

1,Collection and preparation of test samples,第二章 分析试样的采集与制备,2,2.1 试样的采集2.2 试样的制备2.3 试样的分解2.4 测定前的预处理,3,固体试样液体试样气体试样生物试样,2.1 试样的采集（Sampling）,取样的基本原则：代表性不同物料有不同的取样方法，参照国家标准和行业标准。,试样的采集（Sampling）:从大批配料中采取少量样本作为原始试样（gross sample），经过加工处理后进行分析，试样的组成能代表全部物料的平均组成。,4,采样单元数（采样数目，n）,若测量误差很小,分析结果的误差主要是由采样引起的。整批物料中组分平均含量区间为:,2.1.1 固体试样,:整批物料中组分平均含量，:为试样中组分平均含量，t:与测定次数和置信度有关的统计量（第三章表3-3），:各个试样单元含量标准偏差的估计值，n:采样单元数,采样的代表性取决于：a.采样数目（单元数）b.采样量（质量）,5,a 采样单元数:,E:分析试样中某组分含量和整批物料中该组分平均含量的差，即,1、对分析结果的准确度要求越高，即E越小，采样单元数n越大；2、物料越不均匀，越大，采样单元数n越大；3、增加测定次数，则t值变小，采样单元数n减少。,6,b 采样量：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 计算mQ(kg)：试样的最小质量；k：缩分常数的经验值，试样均匀度越差，越大，通常在0.051 kgmm-2之间；d(mm)：试样的最大粒度直径。,7,例：采集矿石样品，若试样的最大直径为10mm，k=0.2 kg/mm2,则应采集多少试样？解：mQ kd 2=0.2 10 2=20(kg),从分析成本考虑，样品量尽量少，从样品的代表性考虑，不能少于临界值 mQ kd 2,8,Galena(PbS),辰砂HgSCinnabar,以硫酸盐类、硫化物类和其他重矿物形式存在的金属,石膏(CaSO4)Gypsum,ChalcopyriteCuFeS2黄铜矿,1）矿物样品：选择地层出露比较完整、能基本反映地质体的主要地质特征、具有代表性的路线和区域。,9,2）土壤样品:采集深度0-15cm或20cm的表土为试样。按3点式(水田出口，入口和中心点)或5点式(两条对角线交叉点和对角线的其它4个等分点)取样。每点采1-2kg，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分等步骤，取粒径小于0.5 mm的样品作分析试样。,10,3）沉积物:用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分后取小于0.5 mm的样品作分析试样。,4）金属试样:不均匀样品经高温熔炼混匀；均匀的钢片任取；钢锭和铸铁，钻取几个不同点和不同深度取样，将钻屑置于冲击钵中捣碎混匀作分析试样。,11,5）食品试样,根据试样种类、分析项目和采用的分析方法制定试样的处理步骤。可用“随机取样”和“缩分”,防止污染要求更严。除水分：预干燥，含水试样干燥至恒重，计算水分。脱脂：对含脂肪高的样品，置于乙醚（100g样品约需500ml乙醚）中，静置过夜，除去乙醚层，风干、研磨成细而均匀的分析试样。,12,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，以保证它的代表性；液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶，一般情况下两者均可使用，但当要检测试样中的有机物时，宜选用玻璃器皿，而要测定试样中微量的金属元素时，则宜选用塑料取样器，以减少容器吸附和产生微量待测组分的影响。,2.1.2 液体试样,13,液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其进行测试应采取适当保存措施，以防止或减少在存放期间试样的变化。,保存措施以下几种：(1)冷藏：冷藏温度一般是25；(2)冷冻：冷冻温度在-20；(3)加入保存剂：生物抑制剂，氧化剂，还原剂等。,14,15,用泵将气体泵入取样容器；固体吸附剂采样：是让一定量气体通过装有吸附剂颗粒的装置，收集非挥发性物质；过滤法采样：用于收集气溶胶中的非挥发性组分。,2.1.3 气体试样,汽车尾气,燃煤：烟囱出口处,冶金尘除尘设备出口处收集,16,其组成因部位和时季不同而有较大差异（与一般无机或有机样品的不同之处）；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。,2.1.4 生物试样,17,如水稻样品的采集,18,2.2 试样的制备,试样的制备就是对原始样品的分取、粉碎、混匀、缩分的过程；通过制样，使试样能正确代表全体样品；不同的样品制备方法也不同。,19,1.较硬的试样用鄂式扎破碎机；2.中等硬度的或较软的可用锤磨机；3.为了把试样进一步磨碎，较硬的滚磨机，不太硬的用球磨机。,A、碎样（要点：减免正负污染，防止交叉污染）,20,B、过筛要点：不可弃去难破碎颗粒，未过筛的粗颗粒需进一步破碎，直至样品全部过筛。,采集平均试样时的最小质量,21,C、混均D、缩分：试祥每经过一次破碎后，使用机械或人工的方法取出一部分有代表性的试样，再进行下一步处理，这样将试样量逐渐缩小的过程称为缩分。一般为四分法。四分法将试样混匀后堆成圆锥，然后压成圆饼状，再用十字板把圆饼分成均匀的四份，取对角的两份合并成一份试样。,四分法的一般过程,22,中碎,过筛、混均、缩分,弃去,样品处理的四个过程：粉碎、过筛、混匀、缩分,弃去,细碎,细副样,分析试样,23,例：有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm左右，设k值为-2，应保留的试样量为多少？如缩分后，再破碎至全部通过10号筛（试样粒度为2mm），需要继续缩分几次？,24,2.3 试样的分解,试样的分解：采用适当的方法将固体样品转化为溶液的过程。,试样分解,25,2.3.1 溶解法,溶解法：用适当的溶剂将固体样品溶解转化为液体样品，同时将待测组分转化为可测定形态。常用溶剂：水、酸、碱或混合酸,（1）水溶：碱金属盐、铵盐、镁盐等。（2）酸溶：HCl,HNO3,H2SO4,H3PO4,HClO4,HF，混合酸等。（3）碱溶：NaOH、KOH溶解铝、锌及其合金、氧化 物、氢氧化物等,溶剂选择的一般顺序为：H2OHClHNO3碱王水,26,27,2.3.2 熔融法,熔融法：将试样与固体熔剂混匀后置于特定材料制成的坩埚中，在高温下熔融，分解试样，通过复分解反应使被测组分转化为能溶于水或酸的化合物，再用水或酸浸取，使其定量进入溶液。熔剂可分为酸性熔剂（酸熔法）及碱性熔剂（碱熔法）。,28,（1）焦硫酸钾,（2）铵盐混合熔剂,（3）碳酸钠和碳酸钾,（4）过氧化钠,（5）苛性碱（KOH或NaOH）,聚四氟乙烯坩埚,镍坩埚,瓷坩埚,（6）氟氢化钾,常用熔剂,29,30,半熔法也称为烧结法。将试样同熔剂在尚未熔融的高温条件下进行烧结，因在低于熔点的温度下进行反应，可减弱熔融物对器皿的侵蚀作用。但烧结分解能否达到预期的目的，常取决于烧结的条件（熔剂及其用量、烧结温度及时间等）和试样的性质。,2.3.3 半熔法,用来分解铁矿及煤中的硫。其中MgO、ZnO的作用在于其熔点高，可以预防Na2CO3在灼烧时熔合，而保持松散状态，使矿石氧化得更快、更完全，反应产生的气体容易逸出。碳酸钠与氯化铵也用于半熔融分解的溶剂。熔剂与试样混匀置于鉄(或者镍)坩埚内，在750-800左右半熔融。主要用于硅酸盐中 K+、Na+的测定等。,31,2.3.4 干式灰化法,干式灰化法又称燃烧法或高温分解法。有机样品常采用干法灰化分解，这样制备的试液空白值较低，对微量元素的分析有重要意义。,32,2.3.4 湿式灰化法,湿式灰化法通常将硝酸和硫酸混合物与试样一起置于克氏烧瓶内，在一定的温度下进行煮解，试样中的有机物即被氧化成CO2和H2O，金属元素则转变为硫酸盐或硝酸盐，非金属元素转变为相应的阴离子。此法适合测定有机物中的金属、硫、卤素等元素。使用3:1:1的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物效果更好。该法的优点是速度快，缺点是因加入试剂引入杂质；因此，应尽可能使用高纯度的试剂。,33,2.3.5 微波辅助消解法,方法原理：利用微波的穿透性和激活反应能力加热密闭容器内的试剂和样品可使制样容器内压力增加,反应温度提高。优点：反应速率高；样品制备的时间短；可控制反应条件，制样精度高；环境污染小；改善实验人员的工作环境。,34,一般原则：1、根据试样的化学组成、结构及有关性质来选择试样的分解方法。能溶于水的试样最好用水溶解。金属活动顺序中氢以前的金属，可为非氧化性的强酸来分解。金属活动顺序中氢以后的金属，可用氧化性的酸或混合酸来溶解。2、根据待测组分的性质来选择试样的分解方法。3、根据测定方法来选择试样的分解方法。4、在试样分解过程中，常引进某些阴离子或金属离子，因此选择分解方法时要考虑这些离子对以后的测定有无影响。,试样分解小结,35,2.4 样品预处理（Sample pre-treament）,目的：使样品的状态、被测组分存在形式、浓度、共存等 符合所选择的分析技术的要求。,样品预处理方法众多，有许多成熟可行的方法，复杂样品的前处理方法研究是分析化学科研的一个重要方向。,要求：避免待测组分的损失，而且不引入新的干扰成分。,36,