环境监测实验室基础培训讲学课件.ppt
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1、1,环境监测实验基础知识,培训教案,山西省环境监测中心站2018年5月,2,Company Logo,培训内容,环境监测分析实验基本要求环境监测分析操作基本技术,3,Company Logo,一、环境监测分析实验基本要求,4,Company Logo,1、实验室环境,5,Company Logo,2、实验用水,实验用水的要求(GB6682-2008分析实验用水规格和试验方法),6,Company Logo,2、实验用水,实验用水的要求(GB6682-2008分析实验用水规格和试验方法)实验用水的制备:蒸馏法、离子交换法、电渗析法、组合法 以及特殊要求的实验用水制备。 三级水:蒸馏法或离子交换法
2、,用于一般的化学分析。 二级水:多次蒸馏法或离子交换法,用于无机痕量分析,如原子吸收 光谱分析。 一级水:二级水经过石英设备蒸馏器或离子交换混合床处理后,在经 过0.2um微孔滤膜过滤。用于高效液相色谱分析。,7,Company Logo,2、实验用水,实验用水的检验:可氧化物:量取200mL(1000mL)用20 硫酸、0.01mol/L高锰酸钾溶液,加热至沸保持5分钟,溶液的粉红色不得完全消失。吸光度:水样分别注入1cm及2cm比色皿中,与254nm处,以1cm样比色皿为参比,测定2cm样的吸光度。蒸发残渣:取500mL水样与旋转蒸发器中浓缩,后转至蒸发皿中蒸干,于105 2 至恒重,称量
3、。,8,Company Logo,2、实验用水,实验用水的检验:可溶性硅:量取520mL一级水(二级水取270mL),注入铂皿中,在防尘条件下,亚沸腾至约20mL,停止加热,冷却至室温,加1.0mL钼酸铵溶液(50g/L),摇匀,放置5min后,加1.0mL草酸溶液(50g/L),摇匀,放置1min后,加1.0mL对甲胺基酚硫酸盐溶液(2g/L),摇匀。移入比色管中,稀释至25mL,摇匀,于60水浴中保温10min。溶液所呈蓝色不得深于标准比色溶液。 标准比色溶液的制备是取0.50mL二氧化硅标准溶液(0.01mg/mL),用水样稀释至20mL后,与同体积试液同时同样处理。,9,Company
4、 Logo,2、实验用水,实验用水的贮存:各级用水均使用密闭的、专用聚乙烯容器。三级水也可使用密闭、专用的玻璃容器。各级水在贮存期间,其沾污的主要来源是容器可溶成分的溶解、空气中的二氧化碳和其它杂质。因此,一级水不可贮存,使用前制备。二级水、三级水可适量制备,分别贮存在预先经同级水清洗过的相应容器中。,10,Company Logo,2、实验用水,特殊要求的实验用水:不含氯的水:加入亚硫酸钠等还原剂将自来水中的余氯还原为氯离子,用附有缓冲球的全玻璃蒸馏器(以下各项中的蒸馏均同此)进行蒸馏制取。不含氨的水:向水中加入硫酸至pH小于2,使水中各种形态的氨或者胺最终都转变成不挥发的盐类,收集溜出液即
5、得(注意:避免实验室内空气中含有氨而重新污染,应在无氨气的实验室进行蒸馏)。,11,Company Logo,2、实验用水,特殊要求的实验用水:不含二氧化碳的水:将蒸馏水或去离子水煮沸至少10min(水多时),或使水量蒸发10以上(水少时),加盖放冷即可。不含酚的水:加碱蒸馏法:加入氢氧化钠至水的pH大于11(可同时加入少量高锰酸钾溶液使水呈紫红色),使水中酚生成不挥发的酚钠后进行蒸馏制得。不含砷的水:通常使用的普通蒸馏水或去离子水基本不含砷,对所用蒸馏器、树脂管和储水容器要求不得用软质玻璃(钠钙玻璃)制品。进行痕量砷测定时,则应使用石英蒸馏器或聚乙烯树脂管及储水容器来制备和盛放不含砷的水。,
6、12,Company Logo,2、实验用水,特殊要求的实验用水:不含铅(重金属)的水:用氢型强酸性阳离子交换树脂制备不含铅(重金属)的水,储水容器应做无铅处理方可使用(将储水容器用6mol/L硝酸浸洗后用无铅水充分洗净)。不含有机物的水:将碱性高锰酸钾溶液加入水中再蒸馏,在再蒸馏过程中应始终保持水中高锰酸钾的紫红色不得消退,否则应及时补加高锰酸钾。,13,Company Logo,3、化学试剂,试剂的质量规格,试剂的选用试剂的保管试剂及标准溶液的配制和使用,14,Company Logo,4、气体钢瓶及其使用,概述,钢瓶使用注意事项,15,Company Logo,5、环境标准物质和质控样品
7、的应用,标准物质制备的复杂性:制备、样品定值、均匀性检验和稳定性检验应用中应注意的问题:以标准物质测试结果比对实际样品时,要考虑两者之间的差异性;选择与待测样品的基体组成和待测浓度水平相类似的标准物质。 购买标准物质时,应清楚了解保存条件、使用有效期限、以及其量 值特点、化学组成、最小取样量和标准值的测定条件等;必须在测量系统稳定、测试条件可控的状态下,才可使用标准物质;根据工作本身对准确度的要求,选用不同级别的标准物质;例如在研制标准物质及仪器检定是选用国家一级标准标准物质,实验室一般的检测质量控制选用国家二级标准物质。,16,Company Logo,二、环境监测分析操作基本技术,1、实验
8、室各种器皿的选用和洗涤2、称量操作及天平的使用3、吸量、定容和滴定操作4、酸度计的使用5、分光光度计的操作与使用,17,Company Logo,二、环境监测分析操作基本技术,分析实验从分析任务分类:,18,Company Logo,二、环境监测分析操作基本技术,按分析对象分类: (1) 无机分析 : 无机阴离子(硫化物、氰化物等)。 (2) 有机分析 :苯系物、酚类化合物、有机氯农药等。 (3) 生物分析 :细菌总数、粪大肠菌群等。 (4) 药物分析:,19,Company Logo,1、电化学分析 2、光化学分析 3、色谱分析 4、波谱分析,1、重量分析2、容量分析(各种滴定分析),二、环
9、境监测分析操作基本技术,化学分析,仪器分析,按分析方法分类:,20,Company Logo,1、实验室各种器皿的选用和洗涤,器皿的选用 玻璃器皿、瓷质器皿、石英器皿、铂制器皿 镍器皿、聚四氟乙烯类器皿,21,Company Logo,1、实验室各种器皿的选用和洗涤,器皿的洗涤一般洗涤方法:铬酸洗液洗涤法:重铬酸钾和硫酸配制,注意Cr+6的污染酸类洗涤法:1+1HCL、1+1H2SO4、1+1HNO3碱类洗涤法:10以上的浓NaOH、KOH有机溶剂洗涤法:汽油、甲苯、二甲苯、丙酮、 酒精、三氯甲烷、乙醚等有机溶剂水蒸气洗涤法:用于成套的装置,如凯氏微量定氮仪特殊的清洁要求:如测量微量的金属的用
10、1+1HNO3、测定磷酸盐的不能用含磷的洗液、对测氨应以无氨水洗涤。,22,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,称量是直接使用天平准确计量物料或物体质量的操作。保证称量分析准确度的关键就是选择合适的天平和称样量,以及使用正确的称量方法,23,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,托盘天平(台天平和托盘式扭力天平),天平,分析天平(电光天平和电子天平),24,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.1托盘天平 又称台秤,操作简便快速,称量大,但称量精度不高,一般能称准到0.1g或0.01g,可用于精确度要求不高的称量。 托盘天平主要由天平横梁、支承横
11、梁的天平座、放置称量物和砝码的秤盘、平衡螺杆、平衡螺母、指针、刻度盘、刻度标尺及游码组成。 托盘天平根据其最大载荷可分为100g、200g、500g、1000g、2000g等五种规格,25,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.2分析天平电光天平 最常用的电光天平是半自动电光天平和全自动电光天平,两者都是等臂双盘天平。一般能称准至0.1mg,适用于精度要求较高的称量。一般实验分析中所用的电光天平的最大载荷为200g,最小分度值为0.1mg或0.05mg。,26,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.2分析天平电子天平 电子天平是天平中新发展的一种,其称量快速
12、、简便。规格品种齐全,最大载荷从几十克至几千克,最小分度值可至0.001mg。一般实验分析中所用电子天平的最大称量值为100g或200g,最小分度值为0.1mg。 电子天平依据电磁力平衡原理。把通电导线放在磁场中,导线将产生电磁力,力的方向可以用左手定则来判定。当磁场强度不变时,力的大小与流过线圈的电流强度成正比。由于重物的重力方向向下,电磁力方向向上,与之相平衡,则通过导线的电流与被称重物体的质量成正比。,27,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.2分析天平电子天平的操作步骤: (1)天平的开机操作。首先调节好天平的水平,然后接通电源,再按ON/OFF键。稳定显示为0.0
13、000g后,天平的开机操作结束。 (2)天平的校准(内校准)。天平的校准应在开机状态下进行。首先清除天平秤盘的被称物体,再接通电源,待显示器显示0.0000g后,按CAL(校准)键。 (3)去皮 把天平秤盘上的被称物体的质量显示为清零。 (4)天平读数 将被称物轻轻放在秤盘中央,显示器上的数字不断变化,待数字稳定并出现单位“g”后,则表示天平显示值已稳定,可以读数。,28,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.2分析天平电子天平使用注意事项: (1)天平使用电源必须是220V交流电,用户必须保证天平电源有良好的接地线。 (2)天平应放在无振动、无气流、无热辐射及不含腐蚀性气体
14、的环境中。 (3)天平开机后需预热30-60min。 (4)天平操作台应使用水泥台或其他防振工作台。,29,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.3天平室的要求 分析用天平是测定物体质量的精密仪器,应安装在专门的天平室内使用。 (1)天平室应保持干燥、明亮但避免阳光的直射,远离热源和震源,室内温度变化不能太大,避免有明显的空气对流。 (2)室内禁有水汽和腐蚀性气体进入,不得在室内存放或转移挥发性、腐蚀性的试剂和样品。 (3)地面最好为水磨石地面,天平台应由混凝土筑成,必要时可在台面铺3mm厚的橡胶垫,用以减震和防滑。 (4)保持天平室整洁、安静,不放置与称量无关的物品。,30
15、,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.4天平的使用要求 (1)使用天平进行称量操作,应保持安静、专心,操作必须轻、稳、准。 (2)室内有多架天平时,为减少称量的系统误差,在同一个项目的分析过程中,应认定使用同一架天平(和砝码)称取标准物或样品。 (3)应根据称量要求的精度和被称物体的质量,选用具有适当分度值和载荷的天平进行称量,称量物体的质量不应超过天平的最大载荷。 (4)称量完成要及时填写使用记录。,31,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.5天平的维护 (1)天平需保持干燥,应及时更换天平箱内的干燥剂。 (2)保持天平箱内清洁,随时检查并清除天平秤盘
16、和底板面上的灰尘及撒落的异物。 (3)天平应有专人负责管理并建档,凡检定、维修和使用均应登记。 (4)凡安装、修理或移动位置后,均应进行计量性能检定。,32,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.7 称量方法 天平称量有替代称量法和直接称量法,前者用于砝码检定等,一般实验室分析都用直接称量法。直接称量包括常规称量、指定质量称量和递减称量。 (1)常规称量。是指所称样品或试剂无严格规定,但需准确称取,一般以“称取约0.5g,称准至0.0001g”记载,即是称取0.51g或0.49g都可以,但要称量准确至小数点后第四位克数。 (2)指定质量称量。用于称取指定质量的试样。适合于称取
17、某些在空气中无吸湿性的样品或试剂,如用基准物质配制指定浓度的标准溶液或在例行分析中简化工作计算,往往需要称出某一指定质量的样品或试剂。 (3)递减称量法。适用于对同一样品或试剂(多用于标定)需同时称取数份,而又无需规定称样量的情况,且可用于吸湿性试样的称量。,33,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.7 称量准确度称量准确度是根据分析所要求的准确度的范围。 进行样品分析时,除正确选用相适应的分析方法和仪器外,还需选用合适的天平和称取一定量的试样。 称量准确度取决于天平的灵敏度和称样量。如下式: 称量误差(%)=【天平灵敏度(g)/称样量(g)】*100% 当实验室使用的天平
18、已确定时,称量的准确度取决于样品的称样量。 一般分析天平的灵敏度为0.2毫克(万分之一天平)或0.02毫克(十万分之一天平),称量误差应小于0.1 ,所以称样量不少于0.2克(万分之一天平)或0.02克(十万分之一天平)。,34,Company Logo,2、称量操作及天平的使用,2.7 称量误差 能引起称量误差的因素有如下几个方面: (1)被称量物性状的变化。 (2) 环境因素的影响。室温明显波动或室温过低、气流不稳定以及振动等因素,都将使天平的变动性增大而导致测量误差。称量物品与天平的温度不一致会引起天平臂膨胀程度不同而影响称量的准确性。 (3)天平砝码受损等影响其质量值。 (4)操作误差
19、。表现为称量物品的撒落、砝码记错、平衡点读错、天平的某些故障未被发现以及操作不当等过失误差。,35,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.1 玻璃量器常用术语 (1)量出式量器与量入式量器。前者是指用来测量从量器内部排出的液体体积的量器,如滴定管、吸量管和量杯、量筒。后者是指用来测量注入量器内的液体体积的量器,如容量瓶。 (2)等待时间。当量器内的液体排除后,为使器壁上残留的液体充分流出所规定的时间。 (3)流出时间。为保证量器的测量准确度所规定的全容量排液时间。 (4)容量允差。量器的实际容量与标称容量之间存在着差值,为了保证量器的准确度,必须把这个差值限制在一个范围内,该
20、范围就是容量允差。 (5)量器的等级和公差 对玻璃量器的流出时间及容量允差参照标准JJG-2006常用玻璃量器的检定规程中有详细的规定。,36,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.1 玻璃量器常用术语,37,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2 量器的校准 实验室内对玻璃量器进行容量检定时通常使用衡量法。 校准容量时,先对量器的某一容量标线内所容纳或放出的水进行称量,在查出该温度下水的密度将质量换算为体积。 Vt=Wt/dt 式中:Vt容器在t时的容积; Wt在t的空气中,以黄铜砝码称得水的质量; dt在t的空气中水的密度 量器的标称容量通常指在20时
21、的容量,温度变化引起的容量变化是对20时量器容量相比较而言的。 V20=Wt/r r20时将充满容量为1升的玻璃量器的水在空气中不同温度下用黄铜砝码称得的质量。(r值表),38,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2 量器的校准 例 在18 时由滴定管中放出10.00mL水,质量为9.97克,求该滴定管这一段的校正值是多少?(查表得18 时每毫升水的质量为0.99751克。) Vt=Wt/dt=9.97/0.99751=9.99(mL) 校正值为 9.99-10.00=-0.01(mL) 即在18 时使用0 10mL这段时的体积标称值比真值少0.01mL。,39,Compa
22、ny Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2量器的校准3.2.1滴定管的校准(1)活塞密合性检查 在活塞不涂凡士林的清洁滴定管中加蒸馏水至零标线处,放置15分钟,液面下降不超过一个最小分度者为合格。(2)液面观察 判断滴定数据时,观察者的视线应和相应分度线在同一水平面上,使液体最下层弯月面的最低点与分度线的上缘水平相切。(3)校准操作 将滴定管洗净,活塞两端涂好凡士林,加蒸馏水到零标线处,记录水温。以滴定的速度放出0-10毫升水(相差不超过0.1毫升)于已称量的50毫升具磨口玻璃塞的锥形瓶中,再称准至0.01克。依次称出0-20、0-30.毫升等分度线水的质量。按实验水温查出相应的r值,计
23、算滴定管各分度线间的真实容量及其校正值。,40,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2量器的校准3.2.1滴定管的校准,蓝带滴定管似两个弯月面的上下两个尖端相交,此相交点就是读数的位置。,41,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2量器的校准3.2.1滴定管的校准,涂抹凡 士林,42,Company Logo,3、吸量、定容和滴定操作,3.2量器的校准 3.2.2移液管的校准 分度移液管的校准方法和滴定管的校准方法相同,无分度移液管只须校准总容量即可。 3.2.3量瓶的校准 将清洁干燥的带塞空量瓶在天平上准确称量。向已称量的空量瓶注入蒸馏水至标线,记录水
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