化验分析一般知识及基本操作王燕鸣ppt课件

化验员读本知识（上册）,第三章 化验分析一般知识及基本操作 王燕鸣,第一节 样品的采集 物质的一般分析步骤：采样称样试样分解分析方法选择干扰分离分析测定结果计算,1.采样的重要性：试样常是大量的，其组成有的比较均匀，有的不均匀，分析时采取有时几克，几百毫克或更少，而分析的结果代表全部试样的平均组成。而采样的误差大于分析误差。 2.采样的方法：采集的分析对象各种各样，例如：金属、土壤、化工产品、石油、工业用水、天然气等。归结试样有气、固、液三种状态。按组成分为：较均匀和不均匀两种。 3.组成较均匀的试样采集和制备：一般说，金属、水样及某些较为均匀的化工产品组成较均匀。任意采一部分或混合后取一部分即成为有代表性的分析样品。 eg:金属经高温熔炼，组成较均匀，采样时先磨去表面，然后多钻几个点及深度钻取采样。 水样 :根据水的性质不同，采集方法不同。生活水，按地点、深度、季节采样。工业水随工艺不同，废水不同，还随原材料不均、工艺间歇的变化。采样方法有平均混合水样、平均比例混合水样，自动取样器采集连续比例混合水样。采样要求，根据污染来源，分析项目而定。分析物理性质与化学成分用的水样采2L，用无色麿口塞玻璃细口瓶或聚乙烯塑料瓶。水样中含油类及有机物时，以玻璃瓶为宜。水样中测微量金属离子，用塑料瓶为宜。,3.1水样的采集基本操作： （1）采样前将采样瓶用水样冲洗至少3次。 （2）采样时，水要缓缓流入样瓶，不要完全装满，水样与瓶塞间留空隙（不超过1cm以防水温改变时瓶塞挤掉） （3）水管或泵水井采样时，将水龙头或泵打开，放水数分钟，使积在水管中的杂质冲洗掉，再取样。 （4）池、江、河采样时，用系绳的采样瓶沉入一定深度（2050cm）采样，按几个不同深度点采平均试样。 （5）工业废水采样：根据其性质、排放情况及分析项目要求，采用4种方法。间隔式平均采样对连续排出水质稳定的生产设备采用法采取等体积水样。平均取样或平均比例取样对几个性质相同的生产设备排出废水，采同体积水样混合装瓶。瞬间采样对通过废水池停留相当时间后继续排出的工业废水，一次采取。单独采样对某些工业废水，如油类和TSS分布不均匀，难采到代表性样的，而且在放置过程中水样中杂技容易浮于水面或沉淀，若从全分析中取一部分测量某项目时，则会影响到分析结果。,3.2水样的保存： 水样采集后应及时分析，保存时间越短分析结果越可靠。水样的保存期限取决于水样性质、测定项目、保存条件。对于现场无测定条件的项目，可采用“固定”的方法，使易变化的转为稳定状态。 (1)控制水样pH值 测定金属离子的水样常用硝酸酸化至pH=12，既可以防止重金属水解沉淀，又可以防止金属在器壁表面的吸附，在水样为pH：12的酸性介质中还可以抑制微生物的活动。“酸化法”可以使大多数金属水样稳定保存数周。 例：氰化物 加NaOH使 pH在11以上，（由于氰化物易被分解破坏，所以对测定氰化物的水样需要用氢氧化钠调节至pH=12）并保存在冰箱中，尽快分析。重金属加HCl或HNO3酸化，使 pH在3.5左右，（防止金属水解沉淀和器壁表在的吸附）,(2)加入抑制剂 在水中加入抑制剂 抑制生物作用，例如测氨氮、硝酸盐氮和COD时，可向水样中加入氯化汞或加入三氯甲烷、甲苯，以抑制微生物对亚硝酸盐、硝酸盐、铵盐等的氧化还原作用；在测酚的水样中用磷酸调节pH值，加入硫酸铜以控制苯酚分解菌的活动等。 (3)加入氧化剂 测水样中痕量汞，汞易被还原，从而引起汞的挥发性损失。加入硝酸一重铬酸钾溶液可使汞维持在高氧化态，使其稳定性大为提高。 (4)加入还原剂 含余氯水样能氧化氰离子，使酚类、烃类、苯系物氧化生成相应的衍生物，给分析带来困难。可在采样时加入适量的硫代硫酸钠予以还原，以除去余氯干扰。 (5)加入沉淀剂 水中含有各种溶解性硫化物时，易分解成硫化氢而分解掉，特别是在水样pH较低时，空气中的氧可氧化硫化氢或硫化物。在采样后加入适量醋酸锌，使硫化物沉淀成硫化锌，这样就可以使硫化物“固定”下来。,化工产品： 组成均匀的化工产品取任意部分为分析试样。 （1）大容器内取样由于相对密度不同而影响均匀度，可从上、中、下不同高度处取样然后混匀。 （2）小容器（如瓶、袋、桶）则从总体物料单元数随机抽取数件。 总体物料单元数小于500的按表 总体物料大于500的，按总体物料单元立方根的3倍确定采样单元数即S3,过筛：筛子一般用细的铜合金丝制成，有一定的孔径，用筛号（网目）表示。通常称标准筛。,缩分：在样品每次破碎后，用机械或人工取出一部分有代表性的试样，继续破碎，这样，样品量就渐渐缩小便于处理这个过程称“缩分”。（粒度不变的情况下减少质量） 常用的手工缩分法是“四分法”。煤样的缩分有人工堆锥四分法、二分器缩分法、九点缩分法、棋盘缩分法和机械缩分法。 人工四分法：将破碎样品混匀，堆成圆锥形，压成圆饼状，通过中心按十字形切成4等份。弃去任意对角2份。缩分的次数不是随意的，在每次缩分时，试样的粒度与保留的试样量之间应符合采样公式。否则应进一步破碎后，再缩分。 将制备好的试样储存于具有磨口塞的玻璃瓶中，注明名称、日期、来源等。,第二节 试样的分解,1.试样的分解要求： （1）分解完全 （2）分解过程中待测组分不应有挥发损失 （3）分解过程中不能引入被测组分和干扰物质 2.分解试样的方法： （1）溶解：将试样溶解于水、酸、碱或其它溶剂中。 （2）熔融：将试样与固体溶剂混合，在高温下加热，使被测组分转变成可溶于水或酸的化合物。 （3）测定有机物中的无机元素时，首先要除去有机物。 3.溶解的操作： 溶解比较简单，快速，如果不能溶解或溶解不完全的样品可用熔融法。 溶解根据使用的溶解不同分为：酸溶法和碱溶法。（水只能溶解一般可溶性的盐类） 3.1酸溶法：利用酸的酸性、氧化还原性和配合性使试样中被测组分转入溶液 3.1.1常用的酸溶剂：盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸、氢氟酸及其它混合酸,3.2碱溶法：用2030%的NaOH溶液作溶剂，主要溶解金属铝及铝、锌等有色合金。（反应在银或聚四氟乙烯器皿中进行）。 4.熔融分解：利用酸性或碱性熔剂与试样混合，在高温下进行分解反应，将试样中的全部组分转化为易溶于水或酸的化合物（如钠盐。钾盐、硫酸盐及氯化物等。）分解能力强，分为酸熔法和碱熔法。 4.1酸熔法：常用的酸性熔剂焦硫酸钾（K2S2O7熔点419）和硫酸氢钾（KHSO4熔点219）。近来采用铵盐混合熔剂熔样，熔解能力强，23分钟内分解完全。 4.2碱熔法：酸性试样如酸性氧化物（硅酸盐、黏土）、酸性炉渣、酸不溶残渣等均可采用此法。常用熔剂Na2CO3 （熔点853）、K2CO3 （熔点903）、NaOH（熔点318）、KOH（熔点404）等及它们的混合熔剂。 4.3熔融用坩埚材料的选择：,5.有机化合物的分解：分解时要破坏有机化合物，让无机元素游离出来。 5.1破坏有机化合物的方法： （1）定温灰化法：将有机试样置于坩埚中，在电炉上炭化，然后在高温炉上灰化24小时，将残渣用（1+1）HCL或HNO3溶解。适用于测定有机化合物中含铜、铁、钙、镁、锌、铅等。 （2）氧瓶燃烧法：在充氧的密闭瓶中，用电火花引燃有机样品，瓶内盛装适当吸收剂以吸收其燃烧产物。然后测定各元素。常用于测定有机化合物中卤素等非金属元素测定。 （3）湿法分解法：例：HNO3-H2SO4消化，先加HNO3再加H2SO4防止炭化（炭化后难消化到终点）。用于测定有机化合物中含铜、锌、砷等。 6.微波加热消化、熔解试样。例测COD。微波是一种高频率的电磁波，有反射、穿透、吸收三种特性。（不可用金属容器放样加热，否则引起放电打火）,第三节重量分析基本操作,基本操作：样品溶解沉淀过滤洗涤干燥灼烧等。 1.溶解样品：样品称于烧杯中，加入溶剂。(必要时加热促溶解） 2.沉淀：沉淀要完全和纯净。按照沉淀不同类型选择不同的沉淀条件，如沉淀时溶液的体积、温度、加入沉淀剂的浓度、数量、加入速度、搅拌速度、放置时间等。 2.1操作手法：左手拿滴管，滴加沉淀剂，右手拿玻璃棒搅拌（搅拌时不能碰壁或底，以免刬伤容器）。 2.2沉淀是否完全的检验方法：待沉淀后，在上层澄清液中，沿壁加1滴沉淀剂，观察滴落处是否出现浑浊，无浑浊则表明沉淀完全，否则需补加沉淀剂使沉淀完全。 3.过滤和洗涤： 3.1用滤纸过滤时滤纸的选择：滤纸分定量和定性两种。定量滤纸（称无灰滤纸）重量分析中常用。按滤孔隙分快、中、慢速3种。 （1）按沉淀性质选择适合孔隙滤纸：细晶形沉淀选“慢速”滤纸；,胶状沉淀“快速”滤纸；粗晶体沉淀选“中速”滤纸。 （2）根据沉淀物的量多少选择滤纸的大小。 国产滤纸的直径 国产定量滤纸的类型,3.2 漏斗的选择 重量分析用长颈漏斗，颈长1520cm，漏斗锥体角60度。颈直径35cm（颈内容易保留水柱）。出口处磨成45度角。 3.3滤纸的折叠 （1）折叠时手要干净并擦干，先把滤纸对折按紧一半，再对折不按紧，折成锥形放在漏斗中，滤纸应低于漏斗边缘0.51cm左右，若高出应剪去一圈。 （2）观察滤纸是否能与漏斗内壁紧密贴合，若不是则适当的改变折叠角度。直至与漏斗贴紧后把第二次的折边折紧。取出圆锥形滤纸，将半边为三层滤纸的外层折角撕下一块，使内层滤纸紧密贴漏斗内壁。 3.4做水柱 滤纸放入漏斗后，用手按紧使之密合，然后用洗瓶加水湿润全部滤纸，用手赶压滤纸与漏斗间气泡，然后加水至滤纸边缘，此时漏斗颈内应全部充满水，形成水柱。 3.5倾泻法过滤和初步洗涤 过滤和洗涤要一次完成，不可间断，特别是过滤胶状沉淀。过滤一般分3个阶段采用倾泻法把尽可能多的清液先过滤，将烧杯中的沉淀作初步洗涤。,把沉淀转移至漏斗上清洗烧杯和洗涤漏斗上的沉淀。（过滤时先过滤上层清液不可一开始就就沉淀和溶液搅混后过滤） 3.5.1过滤操作：将烧杯移到漏斗上方，将玻璃棒直立，倒试液，漏斗中的液在不超过滤纸高度2/3（离滤纸上边缘5mm）以减少沉淀因毛细管作用越过滤纸上缘造成的损失。 3.5.2洗涤沉淀：根据沉淀类型操作 （1）晶形沉淀：用冷的稀的沉淀剂洗涤，由于同离子效应，可减少沉淀的溶解损失。 （2）无定形沉淀：用热的电解质溶液作洗涤剂，防止产生胶溶现象，大多数采用易挥发的铵盐溶液作洗涤剂。 （3）对于溶解度较大的沉淀：采用沉淀剂加有机溶剂洗涤沉淀，可降低其溶解度。 洗涤时沿烧杯内壁四周注入少量洗涤液，每次约20 ml左右，充分搅拌、静置、沉淀后按倾注过滤45次。 3.6沉淀转移 3.7洗涤：（书89页）,3.8用微孔玻璃坩埚（漏斗）过滤： 有些沉淀不能与滤纸一起灼烧，因其易被还原。如氯化银沉淀。有些沉淀不需灼烧，只需烘干即可称量，如丁二肟镍沉淀，磷钼酸喹啉沉淀等。 滤器的滤板是用玻璃粉末在高温下熔结而成。滤器的牌号规定以每孔径的上限值前置以字母P表示。号越大孔径越大。使用时先用酸处理，再用清水洗净。 4.干燥和灼烧 4.1坩埚的准备 沉淀的干燥和灼烧是在一个预先灼烧至恒定质量的坩埚中进行的。 （1）灼烧时温度慢慢升高。（2）两次灼烧称量结果之差0.2mg （3）灼烧空坩埚应与灼烧试样温度相同 4.2沉淀的干燥和灼烧 坩埚准备好后即可开始沉淀的干燥和灼烧。用玻璃棒把滤纸和沉淀从漏斗中取出。折成小包，不可有损失。灼烧时防止滤纸着火使沉淀飞散损失。,4.3干燥器的使用 干燥器是具有磨口盖子的密闭厚壁玻璃器皿。用来保存坩埚、称量瓶、试样等。磨口片涂一层凡士林使之密合。干燥器底部盛放干燥剂（常用的变色硅胶和无水氯化钙）。 4.3.1使用注意事项 （1）干燥剂的吸水能力是有限的（不是绝对干燥的中是湿度比较小）。失效后要及时更换。变色硅胶（正常为蓝色）失效后后呈粉红色，可在120下烘干再用直到破碎为止。 （2）干燥剂不可放入太多，以免沾污坩埚底部。 （3）打开干燥器盖时不能掀盖，应慢慢推开。等冷空气进入后才能完全推开（4）不可将太热的物体放入其中。较热的放入后内部空气受热会膨胀把盖子顶开打破。 （5）灼烧或烘干的坩埚或沉淀不能长时间放入其中，否则会吸收一些水分影响分析结果。,第四节 滴定分析基本操作,滴定分析中，用到的3种能准确测量溶液体积的容器。（1）滴定管（2）移液管（3）容量瓶（正确使用和熟练操作是减少测量误差获得准确结果的先决条件） 1.滴定管 量出式仪器（Ex）按容积分常量、半微量、微量滴定管。按结构分普通和自动滴定管。 常用常量滴定管容积为50ml（50个等分刻度1等分10格每格0.1ml）读数时，两小格间还可估出一个数值（0.01ml）。还有100、25ml分刻度值0.1ml。 半微量滴定管容积10ml分刻度值0.05ml。 酸式滴 定管滴定管的下端有玻璃活塞。 碱式滴定管带有尖嘴玻璃管和胶管连接（胶管中有一颗玻璃珠）。 酸式滴定管使用注意：用于装酸性或中性溶液（不宜装碱液，玻璃活塞易被腐蚀）,碱式滴定管使用：滴定管宜装碱性溶液（与胶管作用的溶液如高锰酸钾、碘、硝酸银，不能手碱式滴定管）。碱式滴定管胶管中有一颗玻璃珠直径大于胶管内径以堵住液流，操作时手指捏挤玻璃珠附近的胶管，玻璃珠旁形成一条缝让液体流出来。见光易分解的溶液用棕色滴定管避光。 微量滴定管用于测定小量体积液体时用，分刻度0.005或0.01ml（容积有15ml）。滴定管有两个活塞。使用时，打开装液体的第一个活塞，当液体流至带刻度管调零位置时关闭活塞，观察活塞间有无气泡，用带刻度管处第二个活塞调零和赶气泡，进行分析滴定。 自动滴定管是微量滴定管的改进，主要是用于滴定液需要隔绝空气的操作使用。 2.滴定管的技术要求： 滴定管必须符合GB12805-91 按其精度高低分A、B级。使用时按容量允许差表,3.滴定管的使用 3.1洗涤：（1）无油污可用自来水冲洗或肥皂、洗衣粉泡洗，不可用去污粉刷洗，以免伤内壁。 （2）有油污时用铬酸洗液洗。倒入1015ml洗液边转边向管口倾斜洗，洗完后铬液回收再用。用净水洗净管后用。 （3）碱式管和酸式管洗涤一样，但碱式管不能让胶管接解铬酸，否则胶管变硬损坏。 3.2涂油：（1）酸式管活塞密合性不好漏水时，应在活塞上涂一层薄的凡士林或真空油。 （2）活塞上有旧油时擦净，如果管尖或活塞孔被堵时可在热水中溶化。涂油时要均匀，活塞孔附近不要涂。涂好后向同一方向旋转活塞几次使其分布均匀 3.3 试漏：（1）酸、碱式管装水试漏，关闭活塞装入蒸馏水至一定刻线，直立管滴定管约2分钟观察是否有液面下降或管尖是否有水滴，活塞隙缝有无水渗出。碱式管胶管内玻璃珠大小合适，小了漏水，大了不好操作。,3.4装溶液和赶气泡 （1）将标液装入滴定管中（标液装之前摇匀），先用标液洗滴定管23次，每次约10ml，放出标液1/3洗涤管尖，横着管慢慢转动，使液体充分接触管内壁，从管口倒出标液。 （2）酸式管上装入标液在0刻度以上，转动活塞使溶液迅速冲下排出下端存留气泡。 碱式管倒入溶液将胶管向上弯曲，用力捏挤玻璃珠使溶液从尖嘴喷出，以排除气泡。（碱式管的气泡一般藏在玻璃珠附近必须对光检查胶管内气泡是否完全赶尽） 3.5滴定 酸式管滴定最好在锥形瓶中进行，左手进行滴定，右手摇瓶。左手拇指在管前，食指和中指在管后，手指略微弯曲，轻轻向内扣住活塞。手心空握，以免活塞松动或可能顶出活塞。滴定时转动活塞，控制溶液的流速。要求：逐滴放出只放出一滴使溶液成悬而未滴的状态，即练习半滴溶液的技术。 碱式管左手的拇指在前，食指在后，捏住胶管中玻璃珠所在部位稍上处，捏挤胶管使其与玻璃珠之间形成一条缝隙，溶液即可流出。不能捏挤玻璃珠下方胶管，而使空气进入形成气泡。,滴定前，先调零。滴定时，滴定管尖嘴部分插入锥形瓶口12cm处。 滴定速度34滴/秒。不可液柱流下。边滴边摇。同一方向旋转。临近终点时应1滴或半滴加入，用洗瓶吹入少量水冲洗锥形瓶内壁。边摇锥形瓶观察终点。 3.6读数 （1）注入溶液或放出溶液后，等30S1分钟后读数。 （2）滴定管应用拇指和食指拿住滴定管的上端（无刻度）使管身保持垂直读数。 （3）对于无色溶液或浅色溶液，应读弯月面下缘实线的最低点。有色溶液，读液面两侧的最高点。 （4）蓝线衬背滴定管，读两个弯月面相交于滴定管蓝线的某一点。 （5）滴定时，从0刻度开始，读数准确到0.01ml，初学者采用读数卡，可是黑纸或白纸制在。读进卡放在滴定管背后。 3.7注意事项,（1）滴定管用完后，倒去管中溶液，用水洗净，装入蒸馏水至刻度以上，用管套套在管口上（下次用时不用洗液洗）。或倒置夹在滴定管夹上。 （2）不长期用进，酸式管的活塞垫上纸，防止时间粘连。碱式管取下胶下涂滑石粉保存。,移液管和吸量管,1.技术要求 移液管为量出式（EX）计量玻璃仪器，按精度分A级和B 级。符合GB12808-91要求。称液管又称单线吸量管，其中间有一膨大部分的玻璃管，球的上部和下部均为较细窄的管颈，出口很小。管劲上部有一环形标线，表示一定温度（一般20）下移出的体积。 吸量管是具有分刻度的玻璃管，两端直径较小，中间管身直径相同，可以转移不同体积的液体。吸量管的准确度不如移液管。要求符合GB12807-91 移液管的容量允许差,常用的吸量管有1、2、5、10ml等规格。有的吸量管上有“吹”字或“BLOW OUT”，特别是1ml以下的吸量管。有的吸量管的分刻度到离管尖尚差12cm，放出溶液时要注意。实验中要尽量用同一吸量管操作。 2.移液管和吸量管的使用 2.1洗涤：（1）洗涤前检查管尖有无破损。（2）先用自来水洗再用蒸馏水洗。内壁挂水珠时，用铬酸洗液洗。洗净后再用蒸馏水洗。 2.2吸取溶液：（1）右手拿吸量管拇指和中指捏管身，吸完后食指按住管口（指头稍打湿，便于调节液面）。左手拿吸耳球。管插入溶液中不能太深或太浅，太多管外沾液太