第13章 分析过程湖南大学化学化工学院分析化学仪器部分

1、分析化学分析化学 第第章章 分析过程分析过程 analytical process 1. 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 2. 试样的制备试样的制备 样品的采集与保存样品的采集与保存 分解与预处理分解与预处理 3. 复杂体系物质的分析复杂体系物质的分析 4. 两个重要的问题两个重要的问题 13-1 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 面对众多的分析方法，如何选择哪种方法面对众多的分析方法，如何选择哪种方法？ 1 1、尽可能多地了解分析对象的基本信息、尽可能多地了解分析对象的基本信息 (1)要尽可能多了解物质对象要尽可能多了解物质对象（样品）（样品） 第第13章章 分析过程分析过程 1、

2、尽可能多地了解分析对象的基本信息、尽可能多地了解分析对象的基本信息 (2) 分析要求清楚分析要求清楚 (需要解决何种分析问题？需要解决何种分析问题？) ？ 第第13章章 分析过程分析过程 13-1 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 1、尽可能多地了解分析对象的基本信息尽可能多地了解分析对象的基本信息 (3) 可能提供的条件可能提供的条件 第第13章章 分析过程案分析过程案 13-1 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 2、抓住主要矛盾，选择适宜方法、抓住主要矛盾，选择适宜方法 通过对分析项目要求的分析，理出其主要矛盾通过对分析项目要求的分析，理出其主要矛盾 （1）测定物质的组成测定物质的

3、组成 第第13章章 分析过程分析过程 13-1 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 2、抓住主要矛盾，选择适宜方法抓住主要矛盾，选择适宜方法 （2）确定组分的含量确定组分的含量 测定常量组分测定常量组分-滴定分析法和重量分析法；滴定分析法和重量分析法； 测定微量组分测定微量组分-多采用各种仪器方法；多采用各种仪器方法； 测定痕量组分测定痕量组分-预富集，使用高灵敏度预富集，使用高灵敏度 滴定分析法和重量分析法测定时所需的被测组分量较多，测滴定分析法和重量分析法测定时所需的被测组分量较多，测 定结果准确度高，但测定微量组分有困难；定结果准确度高，但测定微量组分有困难； 仪器分析方法测定的灵敏度

4、高，所需样品量少，其相对误差仪器分析方法测定的灵敏度高，所需样品量少，其相对误差 较大些，但已能满足微量组分测定对准确度的要求。较大些，但已能满足微量组分测定对准确度的要求。 第第13章章 分析过程分析过程 13-1 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 2、抓住主要矛盾，选择适宜方法抓住主要矛盾，选择适宜方法 （3）从样品或组分性质出发从样品或组分性质出发 考虑方法与被测样品性质、组分等之间的匹配，并考虑方法与被测样品性质、组分等之间的匹配，并 思考可能采取的实际措施。思考可能采取的实际措施。 如大部分金属离子可与如大部分金属离子可与edtaedta形成稳定的鳌合物形成稳定的鳌合物 某些元素

5、具有多种不同价态某些元素具有多种不同价态 而碱金属离子特别是而碱金属离子特别是nana+ +，根据钠原子结构所决定的电子跃迁，根据钠原子结构所决定的电子跃迁 时的能量变化，用原子吸收光谱法、原子发射光谱法进行测定，时的能量变化，用原子吸收光谱法、原子发射光谱法进行测定， 成为分析成为分析nana+ +的常规手段。的常规手段。 某些有机物组分具有大某些有机物组分具有大共轭体系，那么就可以考虑使用荧共轭体系，那么就可以考虑使用荧 光法来进行测量光法来进行测量。 第第13章章 分析过程分析过程第第13章章 分析过程分析过程 13-1 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 2、抓住主要矛盾，选择适宜方

6、法抓住主要矛盾，选择适宜方法 （4）从共存组分的影响出发从共存组分的影响出发 尽量选择干扰少的特效的方法尽量选择干扰少的特效的方法 cu、al、pb、zn等共存等共存,测定测定cu，由于这些离子与，由于这些离子与 edta的络合稳定常数相差不大，会干扰的络合稳定常数相差不大，会干扰cu的测定，的测定， 所以采用所以采用络合滴定络合滴定法就比较麻烦，而若选用法就比较麻烦，而若选用碘量法碘量法来来 氧化还原滴定氧化还原滴定cu，这些共存离子就没有明显干扰了。，这些共存离子就没有明显干扰了。 用用分光光度法分光光度法分析时，会发生共存金属离子相互干分析时，会发生共存金属离子相互干 扰，采用扰，采用原

7、子吸收光谱法原子吸收光谱法进行测定，这种干扰就会小进行测定，这种干扰就会小 得多。得多。 第第13章章 分析过程分析过程第第13章章 分析过程分析过程 13-1 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 2、抓住主要矛盾，选择适宜方法、抓住主要矛盾，选择适宜方法 折衷折衷 高精密度的测量与速度不能兼顾，需对二种要求高精密度的测量与速度不能兼顾，需对二种要求 作出权衡。作出权衡。 个人的偏爱或擅长个人的偏爱或擅长 比色法与极谱法，有相似的准确度，而化费的时比色法与极谱法，有相似的准确度，而化费的时 间和费用又相似，不同的分析人员会作出不同的选择。间和费用又相似，不同的分析人员会作出不同的选择。 第第

8、13章章 分析过程分析过程第第13章章 分析过程分析过程 13-1 物质分析的一般思考物质分析的一般思考 13-2 试样的制备试样的制备 样品的采集与保存样品的采集与保存, 分解与预处理分解与预处理 采样、试样的制备、测试步骤。采样、试样的制备、测试步骤。 分析的结果由最后一步的测试得到，但前分析的结果由最后一步的测试得到，但前 面的每一步对结果面的每一步对结果可靠性可靠性都作出了贡献，而且都作出了贡献，而且 前一步往往更有决定结果可靠性的优先权。前一步往往更有决定结果可靠性的优先权。 使用仪器，会使测试过程的可靠性得到了使用仪器，会使测试过程的可靠性得到了 进一步保证，因此，采样过程中获得样

9、品的代进一步保证，因此，采样过程中获得样品的代 表性，样品的贮存、试样的制备过程，在很大表性，样品的贮存、试样的制备过程，在很大 程度上影响着分析结果的可靠性程度上影响着分析结果的可靠性。 第第13章章 分析过程分析过程 1.采集与保存采集与保存( (获得样品的获得样品的代表性代表性) ) 注意采样的随机性注意采样的随机性( (正确采样的统计学标准正确采样的统计学标准) ) 注意到采样区域、采样点和采样量的合理性。注意到采样区域、采样点和采样量的合理性。 ( (注意固注意固, ,液液, ,气的不同气的不同; ; 注意对象的变化因素注意对象的变化因素 如生如生 物样品、大气和河流污染物等物样品、

10、大气和河流污染物等) 送实验室检测的采样，针对不同的具体样品和送实验室检测的采样，针对不同的具体样品和 测试项目，应采用不同的方法和手段保存，以保持样测试项目，应采用不同的方法和手段保存，以保持样 本的稳定。本的稳定。 第第13章章 分析过程分析过程 13-2 试样的制备试样的制备 2.分解与预处理分解与预处理(解决解决适应性适应性问题问题) 对样品直接进行分析对样品直接进行分析 只有少数几种分析技术，如原子发射光谱的摄谱法只有少数几种分析技术，如原子发射光谱的摄谱法 大多数情况下，对样品进行分解和预处理大多数情况下，对样品进行分解和预处理( (制备试样制备试样) )。 使样品的状态与所使用的

11、分析技术相适应使样品的状态与所使用的分析技术相适应 使试样的浓度与选用方法的最佳浓度范围相适应使试样的浓度与选用方法的最佳浓度范围相适应 气体样品气体样品-冷凝或气相萃取变成液体冷凝或气相萃取变成液体, ,或凝聚成固体或凝聚成固体 液体样品液体样品-蒸发成气态，或沉淀、冻干、溶剂蒸发成固体蒸发成气态，或沉淀、冻干、溶剂蒸发成固体 固体样品固体样品-蒸发转变成气体，或溶解、消化成液体蒸发转变成气体，或溶解、消化成液体 第第13章章 分析过程分析过程第第13章章 分析过程分析过程 13-2 试样的制备试样的制备 2.分解与预处理分解与预处理(解决解决适应性适应性问题问题) 注意注意: :预处理的重

12、要任务预处理的重要任务-防止干扰，提高灵敏度。防止干扰，提高灵敏度。 ( (不同的样品、不同的分析目的，预处理的方式、方法不同的样品、不同的分析目的，预处理的方式、方法 都不相同都不相同) ) 掩蔽是防止干扰、提高方法选择性的常用办法掩蔽是防止干扰、提高方法选择性的常用办法 分离是防止组分干扰的有力手段分离是防止组分干扰的有力手段 组分与样品母体组分与样品母体 (基体基体)的分离的分离 组分与干扰物的分离组分与干扰物的分离 待分析物的浓缩或富集待分析物的浓缩或富集 第第13章章 分析过程分析过程第第13章章 分析过程分析过程 13-2 试样的制备试样的制备 13-3 复杂体系物质的分析复杂体系

13、物质的分析 剖析剖析 (1)(1)样品的来源及其用途有足够的了解。样品的来源及其用途有足够的了解。 (2) (2) 无机物的元素分析可以通过发射光谱或质谱分析无机物的元素分析可以通过发射光谱或质谱分析 方法。存在形式用离子特征反应加以确定。方法。存在形式用离子特征反应加以确定。 (3)(3)有机物的鉴定有机物的鉴定(a)(a)样品进行物理状态、常数测定，样品进行物理状态、常数测定， 并作元素定性分析并作元素定性分析 ;(b);(b)根据样品在某些溶剂中的溶解根据样品在某些溶剂中的溶解 行为进行分组行为进行分组, ,利用有机官能团反应推测可能存在的化利用有机官能团反应推测可能存在的化 合物类型，

14、再选择合适的分离方法合物类型，再选择合适的分离方法; ;或用现代分离分析或用现代分离分析 技术确定化合物，进行定量分析。技术确定化合物，进行定量分析。 注意注意:待剖析物既含有无机物、又含有有机物。分析这两类物质待剖析物既含有无机物、又含有有机物。分析这两类物质 并没有一个严格地分离分析步骤。但进行一些系统的预备性试并没有一个严格地分离分析步骤。但进行一些系统的预备性试 验，有助于逐步缩小探索组成所属类型的范围，选择适当的分验，有助于逐步缩小探索组成所属类型的范围，选择适当的分 离分析方法，迅速而可靠地剖析得物质的组成，再在这个基础离分析方法，迅速而可靠地剖析得物质的组成，再在这个基础 上拟定

15、定量分析方法，完成剖析任务。上拟定定量分析方法，完成剖析任务。 第第13章章 分析过程分析过程 第第13章章 分析过程分析过程 13-3 复杂体系物质的分析复杂体系物质的分析 13-4 两个重要的问题两个重要的问题 非平衡条件下的分析化学- 化学动力学分析法及流动注射技 术 工业过程中的分析化学 第第13章章 分析过程分析过程 1.非平衡条件下的分析化学非平衡条件下的分析化学 化学动力学分析法化学动力学分析法 流动注射技术流动注射技术（flow injection analysis，fia） 1975年丹麦学者年丹麦学者ruzicka和和hansen首次提出首次提出 非平衡状态下高效率地完成溶

16、液试样的在线处理与非平衡状态下高效率地完成溶液试样的在线处理与 测定测定. 开发了分析化学中一个全新的领域，使化学实验室基本操开发了分析化学中一个全新的领域，使化学实验室基本操 作技术又一次作了根本的变革。这一技术的特点是具有广泛的作技术又一次作了根本的变革。这一技术的特点是具有广泛的 适应性，高效率、低消耗，高精度，设备简单。适应性，高效率、低消耗，高精度，设备简单。 第第13章章 分析过程分析过程 13-4 两个重要的问题两个重要的问题 2.过程分析化学过程分析化学 过程分析是指分析过程的采样、预处理（包括分过程分析是指分析过程的采样、预处理（包括分 离）、测量、数据的解析等全部或部分功能

17、，实时地成离）、测量、数据的解析等全部或部分功能，实时地成 为化学过程的一部分，并应用这些信息去控制或优化化为化学过程的一部分，并应用这些信息去控制或优化化 学过程。学过程。 现代工业生产过程的质量控制是保证产品质量的现代工业生产过程的质量控制是保证产品质量的 关键，产品质量的保证及改善取决于生产过程中化学成关键，产品质量的保证及改善取决于生产过程中化学成 分的控制分的控制. .并成为自动化生产过程的有机组成部分，它并成为自动化生产过程的有机组成部分，它 涉及在线的分析方法和分析仪器。涉及在线的分析方法和分析仪器。 当前过程分析化学已从工业过程控制发展到生态当前过程分析化学已从工业过程控制发展

18、到生态 过程控制，甚至生命过程控制。过程控制，甚至生命过程控制。 第第13章章 分析过程分析过程第第13章章 分析过程分析过程 13-4 两个重要的问题两个重要的问题 2.过程分析化学过程分析化学 离线测量离线测量 现场测量现场测量 在线测量在线测量 线内测量线内测量 非接触测量非接触测量 流动注射技术的实验操作中，试样溶液与试剂在管道流动注射技术的实验操作中，试样溶液与试剂在管道 中流动时，边流动边混合、反应，在高度重现的非平衡中流动时，边流动边混合、反应，在高度重现的非平衡 状态下完成测量。它的出现对过程分析化学展现了美好状态下完成测量。它的出现对过程分析化学展现了美好 的前景的前景 第第13章章 分析过程分析过程第第13章章 分析过程分析过程 13-4 两个重要的问题两个重要的问题 2.过程分析化学过程分析化学 过程分析与实验室传统分析方法在思路和做过程分析与实验室传统分析方法在思路和做 法上都有很大的不同。过程分析方法要求把