1、2020年6月23日7时55分 第十四章定量分析中的一般步骤 14 1试样的采取和制备 14 2试样的分解 14 3测定方法的选择 14 4分析结果准确度的保证和评价 2020年6月23日7时55分 第14章定量分析中的一般步骤 定量分析的一般步骤 取样 试样预处理 测定 数据处理结果表示 2020年6月23日7时55分 14 1试样的采取和制备 取样是定量分析中的第一步 取样的基本原则 具有代表性 取样的基本步骤 1 收集粗样 原始试样 2 将每份粗样混合或粉碎 缩分 减少至适合分析所需的数量 3 制成符合分析用的试样 2020年6月23日7时55分 14 1 1取样的基本原则 正确取样应满
2、足以下要求 1 大批试样 总体 中所有组成部分都有同等的被采集的几率 2 根据给定的准确度 采取有次序的或随机的取样 使取样费用尽可能低 3 将n个单元的试样彻底混合后 再分成若干份 每份分析一次 2020年6月23日7时55分 随机抽取了10个样品 三种分析方案 测定十次 混合后取1 10分析一次 混合 各测一次 方案一 方案二 方案三 方案一 方案三所得结果的精密度相当 但后者的测定次数仅是前者的3 10 2020年6月23日7时55分 14 1 2取样操作方法 1 组成比较均匀的物料气体 液体及某些固体气体 直接取样或浓缩取样 液体 在小容器中时 摇匀后取样 在大容器中时 上 中 下分别
3、取样 混合 固体 随机取样 大气 湖海取样 分布不均匀 布点取样 2020年6月23日7时55分 2 组成很不均匀的物料 矿石 煤炭 土壤等 大小 硬度 组成均有较大差异 堆积时 大小分布不均 图中结点取样 大量个体包装 统计取样 平均试样采取量Q与试样的均匀度 粒度 易破碎度有关 可按切乔特采样公式估算 Q K d2 d 试样中最大颗粒的直径 mm K 表征物料特性的缩分系数 均匀铁矿石 K 0 02 0 3 不均匀 K 0 5 2 0 煤碳 K 0 3 0 5 2020年6月23日7时55分 固体试样取样的一般程序 缩分 四分法 粗碎 筛分 4 6号 中碎 筛分 20号 研磨 分析试样 缩
4、分 缩分 缩分 1号 分析 2号 备查 2020年6月23日7时55分 3 统计抽样 从某批化学品中抽样分析 估计整批成分情况 原则 1 保证随机性原则 机会均等 2 保证实现最大的抽样效果 抽样误差最小 四种方法 简单随机抽样 等距抽样 分层抽样 多级抽样 1 简单随机抽样 simplerandomsampling 全部编号1 2 N 随机抽取n个样本 S总体标准偏差 E样本估计值与真值的允差 t概率因子 查表 2020年6月23日7时55分 2 等距抽样 syatematicsampling 总体中的N的单位按照某种次序编号 根据预定抽取的单位数n 选定抽样间距k 从第一间距内抽取一个随机
5、数 隔k取样 组成样本 特点 只抽取一次随机数 方便 快速 精度优于简单抽样有周期性变异的总体 避免间距与周期重合 2020年6月23日7时55分 3 分层抽样 stratifiedsampling 总体按主要特征分层 从每层中抽取一个样本 简单随机或等距 以各层平均值的加权平均值作为总体平均值的估计值 适用于数量大 差异大 复杂情况 4 多级抽样 multi stagesampling 总体 2020年6月23日7时55分 4 采样量 样本数 经初步试验 某批物料中某组分的标准偏差为0 187 为保证批的组分均值能以95 的置信度位于测定均值 0 15的区间内 计算样份数 t 2 S总体标准
6、偏差 E样本估计值与真值的允差 t概率因子 查表 需抽取7份试样 2020年6月23日7时55分 样品量 为了使最终结果的误差不超过特定限度 化学分析实验需要的试样量 2020年6月23日7时55分 例题 重量法测定CaSO4 2H2O 20 93 H20 中的水 灼烧减量在0 99概率下介于20 93 0 1范围内 设十次重复称量的w 0 01mg 求分析时应称取硫酸铜的最小试样量 解 Sp 0 10 20 93 0 005 F 0 010mg 2020年6月23日7时55分 14 1 3湿存水的处理 湿存水 试样表面及孔隙中吸附的空气中的水 受粒度大小和放置时间影响 干基 去除湿存水后试样
7、的质量 试样中各组分的相对含量通常用干基表示 试样通常需要干燥至恒重 易受热分解试样的干燥 真空干燥至恒重 2020年6月23日7时55分 例题 称取10 000g工业用煤试样 于100 105 烘1h后 称得其质量为9 460g 此煤样含湿存水为多少 如另取一份试样测得含硫量为1 20 用干基表示的含硫量为多少 解 2020年6月23日7时55分 14 2试样的分解 1 对分解方法的要求 1 分解完全 分解速度快 2 分离测定容易 3 不导致试样中待测组分损失或沾污 4 无污染或污染小 2 常用分解方法湿法 溶解法 用酸或碱溶液分解试样 干法 熔融法 用固体碱或酸性物质熔融分解 特殊分解方法
8、 氧瓶法 钠解 微波溶解等 2020年6月23日7时55分 3 湿法分解中的溶剂选择原则 1 能溶于水的用水作溶剂 2 不溶于水的酸性物质采用碱性溶剂 碱性试样采用酸性溶剂 3 还原性试样采用氧化性溶剂 氧化性试样采用还原性溶剂 2020年6月23日7时55分 14 2 1无机物的分解 1 溶解法 2020年6月23日7时55分 2020年6月23日7时55分 2 熔融法 1 酸熔法常用熔剂 焦硫酸盐 K2S2O7 硫酸氢钾 KHSO4 适用对象 难溶于酸的碱性或中性氧化物 矿石 刚玉 Al2O3 金红石 TiO2 等 TiO2 K2S2O7 Ti SO4 2 可溶性 2K2SO4a 在瓷坩埚
9、中进行 b 冷却后用稀硫酸萃取 KHF2可用来分解稀土和钍的矿物 2020年6月23日7时55分 2 碱融法 常用熔剂 Na2CO3 K2CO3 NaOH KOH Na2O2等Na2CO3 K2CO3分解 硅酸盐 酸性炉渣等 NaOH KOH分解 硅酸盐 铝土矿 粘土等NaAlSi3O8 3Na2CO3 NaAlO2 3Na2SiO3 CO2BaSO4 Na2CO3 Ba2CO3 Ba2SO4混合熔剂 Na2CO3和K2CO3 1 1 可降低熔融温度注意选择合适的坩埚 2020年6月23日7时55分 3 半熔法 烧结法 将试样和熔剂在低于熔点的温度下进行反应 避免侵蚀器皿 时间长用CaCO3
10、NH4Cl可分解硅酸盐 可水测定其中的K Na 例分解甲长石 KAlSi3O8 6Ca2CO3 NH4Cl 6CaSiO3 Al2O3 2KCl 6CO2 2NH3 H2O烧结温度750 800 粉末产物 可水浸后测K 2020年6月23日7时55分 14 2 2有机物的分解 1 溶解法 1 相似相溶 原则 2 酚 有机酸溶于乙二胺 丁胺等碱性溶剂 3 有机碱 生物碱易溶于甲酸 乙酸等酸性溶剂 4 高聚物 表14 2 2020年6月23日7时55分 2 分解法 分解后 进行元素测定 湿法和干法 1 湿法 2020年6月23日7时55分 2 干法 氧瓶燃烧法 有机物中卤素 硫 磷 硼等元素测定及
11、部分金属Hg Zn Mg Co Ni测定定温灰化法 在坩埚中加热 500 550 分解 灰化常用于有机物和生物试样中的无机元素锑 铬 铁 钼 锶 锌等 低温灰化 高频电激发的氧气通过试样 150 灰化 2020年6月23日7时55分 14 3测定方法的选择 需要综合考虑各种指标 选择合理的分析方法 理想的分析方法 灵敏度高 检出限低 准确度高 操作简便 选择测定方法应考虑的问题 1 测定的具体要求目的 要求 准确度 精密度 试样性质等2 待测组分的测量范围常量 微量 痕量 超痕量 分子水平 2020年6月23日7时55分 3 待测组分的性质 存在形式 稳定性 毒性等4 共存组分的影响干扰大小
12、掩蔽 分离等5 实验室条件试剂 仪器精度 去离子水规格 实验室环境6 文献资料利用标准方法 研究方法 方法评价指标 2020年6月23日7时55分 14 4分析结果准确度的保证和评价 1 分析过程的误差控制2 数据处理过程的显著性检验3 实验室等级提升4 建立分析质量保证体系 2020年6月23日7时55分 质量控制图 用于工业生产分析中的质量控制 2020年6月23日7时55分 思考题 1 考察微量元素对农作物的影响 从试验田中取一试样送化验室测定 由此所得分析结果有无意义 应如何正确取样 2 怎样溶解下列试样 锡青铜 高钨钢 纯铝 银币玻璃 泥土 大理石 3 如何选择分析方法 设计分析方案 4 如何来保证分析的质量 2020年6月23日7时55分 结束 第01章第02章第03章第04章第05章第06章第07章第08章第09章第10章第11章第12章第13章 第14章
