第二章 分析试样的采集、制备和分解(PPT-82)

1、复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论1第二章 分析试样的采集、制备和分解 复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论2第一节 试样的采集和制备基本教学内容基本教学内容 1 1. . 试样采集制备的目的、意义和要求。试样采集制备的目的、意义和要求。 2 2. . 采样量和采样单元数的确定。采样量和采样单元数的确定。 3 3. . 固、液、气物料的采集方法。固、液、气物料的采集方法。 4 4. . 样品加工工作的依据，切乔特缩分经验公式。样品加工工作的依据，切乔特缩分经验公式。 5 5. . 样品加工程序，样品的理论控制及对加工质量的要求样品加工程序，样品的理论控制及对加工质量的要求

2、 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论3教学目的与要求教学目的与要求 1.1.理解复杂物质分析中合理采集和制备样品的重要性理解复杂物质分析中合理采集和制备样品的重要性 2.2.掌握一步采样公式确定采样单元数的方法掌握一步采样公式确定采样单元数的方法 3.3.熟悉不均匀固体物料在实验室的加工过程熟悉不均匀固体物料在实验室的加工过程 4.4.掌握样品缩分的经验公式及其应用掌握样品缩分的经验公式及其应用教学重点与难点教学重点与难点 重点重点 1.1.采样量和采集单元数的确定方法采样量和采集单元数的确定方法 2.2.样品加工工作的依据及样品缩分公

3、式样品加工工作的依据及样品缩分公式 难点难点 采样量和采集单元数的确定及一步采样公式运用采样量和采集单元数的确定及一步采样公式运用 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论4第一节 试样的采集和制备一、试样的采集一、试样的采集 何谓试样的采集和制备？何谓试样的采集和制备？ 即从大批物料中采取即从大批物料中采取最初试样（原始样品），最初试样（原始样品），然后再然后再 制备成供分析的制备成供分析的最终试样（即分析试样）最终试样（即分析试样）。 要求要求 分析试样的组成能代表全部物料的平均组成分析试样的组成能代表全部物料的平均组成 - 代表性代表性

4、 采样应按照一定的原则、方法进行，可参阅相关的国家标准采样应按照一定的原则、方法进行，可参阅相关的国家标准 和各行业制定的标准，本节仅介绍共同性和原则性问题。和各行业制定的标准，本节仅介绍共同性和原则性问题。 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论51.1.采样单元数的确定采样单元数的确定 采样准确度：试样中组分含量和整批物料中组分平均采样准确度：试样中组分含量和整批物料中组分平均 含量间所允许的误差。含量间所允许的误差。 物料的不均匀性：颗粒大小及组分的分散程度。物料的不均匀性：颗粒大小及组分的分散程度。 一步采样公式一步采样公式 二步采

5、样公式二步采样公式（一）采样单元数和采样量的确定（一）采样单元数和采样量的确定 如何才能获得有代表性的试样？如何才能获得有代表性的试样？ 若样品制备、测量误差很小若样品制备、测量误差很小, , 则分析误差主要来自采样则分析误差主要来自采样 采样代表性取决于：采样代表性取决于：1.1.采样点数目（采样单元数）采样点数目（采样单元数） 2.2.采样量（重量或质量）采样量（重量或质量） 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论6 试样中组分含量区间为试样中组分含量区间为: : : :试样中组分含量；试样中组分含量； : :物料整体组分平均含量；物料

6、整体组分平均含量； t: t: 与测定次数和置信度有关的统计量与测定次数和置信度有关的统计量- -或然率系数；或然率系数； : :各个试样单元间标准偏差的估计值；各个试样单元间标准偏差的估计值；n:n:采样单元数采样单元数tXn2tnEEX 则采样单元数则采样单元数n n应为：应为：其中：允许误差其中：允许误差x（1 1）一步采样公式）一步采样公式 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论72tnE 例例1. 1. 某物料取得某物料取得8 8份试样，经分别处理后测得其中硫酸钙量份试样，经分别处理后测得其中硫酸钙量的标准偏差为的标准偏差为0.2

7、20.22，如果允许的误差为，如果允许的误差为0.200.20，置信度选定，置信度选定为为9595，则在分析同样的物料时，应选取多少个采样单元，则在分析同样的物料时，应选取多少个采样单元? ? 解解: E: E0.200.20，0.220.22 置信度为置信度为0.950.95，n n8 8时，查表得时，查表得t t2.3652.365，根据，根据则则 n n(2.365(2.3650.220.220.2)0.2)2 2 = 6.77= 6.77 即应选取即应选取7 7个采样点，分别采取一份试样，混合后经适当个采样点，分别采取一份试样，混合后经适当 处理，进行分析；也可分别处理、分别分析后取其

8、平均值。处理，进行分析；也可分别处理、分别分析后取其平均值。 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论8式中式中 n: :采取试样的采取试样的基本单元数基本单元数； N: :整批物料总单元数；整批物料总单元数； k：从每份试样的基本单元中采取试样的：从每份试样的基本单元中采取试样的次级单元数；次级单元数； ：各基本单元间方差（标准偏差的平方）的估计值；：各基本单元间方差（标准偏差的平方）的估计值； ：各基本单元内的各次级单元间方差的估计值；：各基本单元内的各次级单元间方差的估计值； E和和t的意义同一步采样公式的意义同一步采样公式2222)(

9、)(bbwktEkNkNn(2) (2) 二步采用公式二步采用公式2w2b 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论9 对于某种物料，在某一特定的准确度要求对于某种物料，在某一特定的准确度要求( (即一定的即一定的E E和和t)t)下，下，n n值随着值随着k k值的不同而改变。但值的不同而改变。但k k有一个最佳值，此时在有一个最佳值，此时在相同的条件下，采取和处理试样所花费的人力、物力将最为相同的条件下，采取和处理试样所花费的人力、物力将最为节约。这时的节约。这时的k k值以值以k ke e表示。表示。 式中：式中：c c1 1 采取和处

10、理基本单元试样时的平均费用；采取和处理基本单元试样时的平均费用； c c2 2 采取和处理次级单元试样时的平均费用。采取和处理次级单元试样时的平均费用。21cckbwe 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论10 例例2 2：有某种液体物料，分装于：有某种液体物料，分装于400400桶中。假定桶中。假定c c1 1/c/c2 2=4=4，又假，又假定在置信水平为定在置信水平为95%95%时，允许误差为时，允许误差为0.5%0.5%，试设计出最，试设计出最合理的取样程序（即求基本单元数合理的取样程序（即求基本单元数n n和次级单元数和次级单元

11、数k ke e）。）。2222)()(bbwktEkNkNn 解：选取解：选取1010桶，从每桶中各取试样桶，从每桶中各取试样2 2管，分别测定该物料的纯管，分别测定该物料的纯 度。计算桶内方差度。计算桶内方差 和桶间方差和桶间方差 。21cckbwe2w2b 选择合适的选择合适的t t值，按上述公式计算。值，按上述公式计算。 计算过程详见计算过程详见 p10-12p10-12 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论11 2. 2. 采样量的确定采样量的确定 平均试样平均试样采取量采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关，可与试样的均匀度、

12、粒度、易破碎度有关，可按按切乔特采样公式切乔特采样公式： QKd Q：保留样品的最小质量：保留样品的最小质量(kg) d：样品中最大颗粒直径：样品中最大颗粒直径(mm) 由实验求得，一般介于由实验求得，一般介于1.5-2.7之间；之间；K为固体试样特性系数为固体试样特性系数或缩分常数，它由各部门根据经验拟定，通常在或缩分常数，它由各部门根据经验拟定，通常在0.020.5之间之间,因固体物料种类和性质不同而异。因固体物料种类和性质不同而异。 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论12 (1) (1) 矿物样品矿物样品 p12p12 选择选择地

13、层地层出露比较完整、能基本反映地质体的主要出露比较完整、能基本反映地质体的主要地地 质质特征特征、具有代表性的、具有代表性的路线和路线和区域区域, ,进行详细的岩性描进行详细的岩性描 述，述，系统系统地采集地采集岩石岩石、矿物矿物标本标本；测量地质体的；测量地质体的产状产状； 在在未未变质变质和浅变质和浅变质地层中寻找和采集地层中寻找和采集化石化石及其它相关要及其它相关要 求采集的求采集的分析分析测试测试样品样品。 野外地质采样野外地质采样 标定观察路线和观察点的位置，观察、描述露头标定观察路线和观察点的位置，观察、描述露头地质地质 和和地貌地貌, 编制编制采样采样平面图平面图；按样品种类进行

14、；按样品种类进行统一编号登记统一编号登记。（二）采样方法（二）采样方法 1. 1. 固体试样固体试样（组成不均匀）（组成不均匀） 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论13黄铜矿黄铜矿CuFeS2Chalcopyrite石膏石膏(CaSO4).2H2OGypsum辰砂辰砂HgSCinnabar黄锑黄锑矿矿SbSStibiconite以硫酸盐类、硫化物类和其他重矿物形式存在的金属以硫酸盐类、硫化物类和其他重矿物形式存在的金属黄铁矿黄铁矿FeSPyrite 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论

15、绪论14水水平平剖剖面面 (2(2）土壤样品）土壤样品 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论15根系土根系土母岩母岩母质层母质层淀积层淀积层淋溶层淋溶层 b. 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论16（3 3）沉积物）沉积物 用采泥器从表面往下每隔一定深用采泥器从表面往下每隔一定深 度取一个试样，经压碎、风干、粉碎、度取一个试样，经压碎、风干、粉碎、 过筛、缩分后制作成分析试样。过筛、缩分后制作成分析试样。（4 4）金属试样）金属试样p12p12 不均匀样品经高温熔炼混匀；均匀的钢片

16、任取；钢锭和铸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。捣碎混匀作分析试样。 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论17（5 5）食品试样）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。处理步骤。可用可用“随机取样随机取样”和和“缩分缩分”, , 防止污染要求更严。防止污染要求更严。除水分：除水分：预干燥，含水试样干燥至恒重，计算水分。预

17、干燥，含水试样干燥至恒重，计算水分。脱脂：脱脂：对含脂肪高的样品，置于乙醚中，静置过夜，除去对含脂肪高的样品，置于乙醚中，静置过夜，除去 乙醚层，风干、研磨成细而均匀的分析试样。乙醚层，风干、研磨成细而均匀的分析试样。 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论18 注意：注意：a.a.采样容器和管道清洁；采样容器和管道清洁；b.b.勿使物料组成改变勿使物料组成改变 当物料的量较小时，先将其滚动或混匀，用特制的取样管或当物料的量较小时，先将其滚动或混匀，用特制的取样管或 一般移液管取样；一般移液管取样； 当物料量较大时，应从不同的位置和深度，用

18、一般瓶子或特当物料量较大时，应从不同的位置和深度，用一般瓶子或特 制取样器采样；制取样器采样； 连续采取管道输送的液体见连续采取管道输送的液体见p13p132. 2. 液体试样液体试样（组成比较均匀）（组成比较均匀） 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论19 液体试样采样器多为液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶，塑料或玻璃瓶，一般情况下两者均可使用一般情况下两者均可使用。当检测试样中的有机物时，宜选用玻璃器皿；当测定试样中。当检测试样中的有机物时，宜选用玻璃器皿；当测定试样中微量金属元素时，宜选用塑料取样器，以减少容器吸附和产生微量金属元素时

19、，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。微量待测组分的影响。 液体试样的化学组成容易发生变化液体试样的化学组成容易发生变化，应立即测试应立即测试并采取适当并采取适当保存措施保存措施，以防止或减少在存放期间试样的变化。以防止或减少在存放期间试样的变化。 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论20 保存措施：控制溶液的保存措施：控制溶液的pHpH值、加入化学稳定试剂、冷藏值、加入化学稳定试剂、冷藏 和冷冻、避光和密封等。和冷冻、避光和密封等。 目的：减缓水解、生物作用、氧化还原作用及减少组分挥发目的：减缓水解、生物作用、氧化

20、还原作用及减少组分挥发 各类保存剂的应用范围各类保存剂的应用范围第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备保存剂作用测定项目HgClHgCl2 2抑制细菌生长抑制细菌生长多种形式的氮、磷，有机氯农药多种形式的氮、磷，有机氯农药HNOHNO3 3, pH, pH2 2防止金属沉淀防止金属沉淀多种金属多种金属H H2 2SOSO4 4, pH, pH2 2抑制细菌生长；与有抑制细菌生长；与有机碱形成盐类机碱形成盐类有机水样（有机水样（CODCOD、油和油脂、有机碳）、油和油脂、有机碳），氨、胺类，氨、胺类NaOHNaOH与挥发性酸性化合物与挥发性酸性化合物形成盐类形成盐类氰化物、有机酸类氰化物

21、、有机酸类冷冻冷冻抑制细菌生长；减慢抑制细菌生长；减慢化学反应速率化学反应速率酸度、碱度、有机物；酸度、碱度、有机物；BODBOD、色、嗅、有机磷（氯、碳）、色、嗅、有机磷（氯、碳）复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论21水中不同分析项目的试样调制和保存方法水中不同分析项目的试样调制和保存方法第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备分析项目调制和保存方法CrCr3+3+加盐酸酸化使加盐酸酸化使 pHpH2 2Cr(Cr() )用用NaOHNaOH调调pHpH至至8-108-10HgHg2+2+加入加入5%HNO5%HNO3 3及及0.01% K0.01% K2 2CrCr2 2

22、O O7 7氮化合物氮化合物加盐酸至加盐酸至pHpH2 2，冷暗处存放，冷暗处存放S S2-2-加加NaOHNaOH调调pH=12pH=12，5-105-10存放存放I I- - 、BrBr- -加加NaOHNaOH调调pH=10pH=10存放存放苯酚苯酚用磷酸调用磷酸调pH=4pH=4，按，按1g/L1g/L的比例加的比例加CuSOCuSO4 45H5H2 2O O，5-105-10暗处存放暗处存放农药农药有机磷类农药在碱性溶液中易水解，应以盐酸溶液有机磷类农药在碱性溶液中易水解，应以盐酸溶液调节成微酸性保存调节成微酸性保存磷化物磷化物用盐酸或硫酸调用盐酸或硫酸调pHpH2 2保存（测总磷）

23、保存（测总磷）复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论22天然水天然水 河水河水上、中、下（大河：左右两岸上、中、下（大河：左右两岸 和中心线；中小河：三等分，和中心线；中小河：三等分， 距岸距岸1/31/3处）；处）； 湖水湖水从四周入口、湖心和出口采样；从四周入口、湖心和出口采样； 海水海水 分为近岸和远岸；分为近岸和远岸；用水用水（饮用、工业用、灌溉）（饮用、工业用、灌溉）排放水排放水 生活污水生活污水与作息时间和季节性食物种类有关。与作息时间和季节性食物种类有关。 工业废水工业废水与产品和工艺过程及排放时间有关。与产品和工艺过程及排放时间有关。不同水样如何采集？不同水样如何采集？

24、第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备水质采样器水质采样器复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论23 特点：组成均匀，关键要防止杂质的进入。特点：组成均匀，关键要防止杂质的进入。 固体吸附剂采样：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；置，收集非挥发性物质； 过滤法采样：过滤法采样：用于收集气溶胶中的非挥发性组分。用于收集气溶胶中的非挥发性组分。（1 1）大气试样，根据被测组分在空气中存在的状态）大气试样，根据被测组分在空气中存在的状态( (气态、蒸气气态、蒸气 或气溶胶或气溶胶) )、浓度以及测定方法的灵

25、敏度，可用直接法或浓、浓度以及测定方法的灵敏度，可用直接法或浓 缩法取样。缩法取样。（2 2）贮存于大容器）贮存于大容器( (如贮气柜或槽如贮气柜或槽) )内的物料，因密度不同可能内的物料，因密度不同可能 影响其均匀性时，应在上、中、下等不同处采取部分试样后影响其均匀性时，应在上、中、下等不同处采取部分试样后 混匀。混匀。3.3.气体试样气体试样第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论24建筑尘建筑尘 建筑工地建筑工地冶金尘除尘设备出口处收集冶金尘除尘设备出口处收集不同来源不同来源降尘采集降尘采集燃煤：燃煤：烟囱出烟囱出口处口处汽车尾气汽车尾

26、气复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论25 样品特点：样品特点：其组成因部位和时季不同而有较大差异；其组成因部位和时季不同而有较大差异； 采样原则：采样原则：应根据需要选取应根据需要选取适当部位适当部位和和生长发育阶段生长发育阶段进行，除应注意有进行，除应注意有群体代表性群体代表性外，还应有外，还应有适时性和部位典适时性和部位典型性；型性； 鲜样分析时间要求及适合对象：鲜样分析时间要求及适合对象：鲜样分析的样品，应鲜样分析的样品，应立即立即进行处理和分析，生物试样中的酚、亚硝酸、有机农进行处理和分析，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、降解或者药、

27、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。不稳定的成分，一般应采用新鲜样品进行分析。4. 4. 生物试样生物试样第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论26 水稻样品的采集水稻样品的采集根根系系土土水水稻稻籽籽实实第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论27 生物试样采集：生物试样采集：取肌肉、肝、肾、皮肤、血液、蛋、奶、尿液取肌肉、肝、肾、皮肤、血液、蛋、奶、尿液 血浆、粪便等；对组织样品宜分取一个完整的血浆、粪便等；对组织样品宜分取一个完整的

28、 解剖部分；解剖部分； 储存容器材料：储存容器材料：塑料和玻璃，塑料和玻璃，注意储存期间吸附：注意储存期间吸附：塑料易吸附塑料易吸附 脂溶性组分，玻璃易吸附碱性物质；脂溶性组分，玻璃易吸附碱性物质； 固体样品制备：固体样品制备：除一般程序外，还有离心、过滤、防腐和抑制除一般程序外，还有离心、过滤、防腐和抑制 降解等；降解等； 冷冻干燥法：冷冻干燥法： 样品放在冷冻干燥室内，抽真空至样品放在冷冻干燥室内，抽真空至1.3-6.5 bar 1.3-6.5 bar （10-50mmHg)10-50mmHg)，水变成冰，水变成冰，2-32-3天后冰全部升华，天后冰全部升华， 可用于水样的浓缩，植物、动物

29、血清和其它含有可用于水样的浓缩，植物、动物血清和其它含有 易挥发组分的干燥。易挥发组分的干燥。第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论28 （一）样品加工工作的依据（一）样品加工工作的依据 1. 1. 决定样品最低可靠重决定样品最低可靠重量的因素量的因素p14 1）样品粒度）样品粒度 2）样品密度样品密度 3）被测组分含量被测组分含量 4）均匀程度）均匀程度 5）分析允许误差分析允许误差 对同一种样品，在粉碎和缩分过程中，对同一种样品，在粉碎和缩分过程中，被测组分被测组分 含量、试样密度、分析允许误差固定不变；含量、试样密度、分析允许误差固定

30、不变；而只是粒度而只是粒度 变小，均匀性变好，样品的最低可靠重量变小。变小，均匀性变好，样品的最低可靠重量变小。二、试样的制备二、试样的制备第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论29 2. 2. 样品缩分公式样品缩分公式 切乔特等根据上述关系及实践验证，得到切乔特等根据上述关系及实践验证，得到 缩分公式缩分公式 QKdQKd Q Q：保留样品的最小质量：保留样品的最小质量(kg)(kg) d d：样品中最大颗粒直径：样品中最大颗粒直径(mm)(mm) 由实验求得，一般介于由实验求得，一般介于1.5-2.71.5-2.7之间；之间；K K为固

31、体试样特性系数为固体试样特性系数 或缩分常数，它由各部门根据经验拟定，通常在或缩分常数，它由各部门根据经验拟定，通常在0.020.021 1之间。之间。 切乔特将切乔特将规定为规定为 2 2，省略由实验求，省略由实验求的麻烦，上式简化为的麻烦，上式简化为 经验缩分公式经验缩分公式 该式为该式为样品缩分时的依据样品缩分时的依据，即样品每次缩分时保留的，即样品每次缩分时保留的 重量不得小于重量不得小于KdKd2 2第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论30 例例3. 有试样有试样20kg，粗碎后最大粒度为，粗碎后最大粒度为6mm左右，设左右，设

32、k值为值为0.2kg.mm-2，应保留的试样量为多少？若此时要求，应保留的试样量为多少？若此时要求再再破碎至试破碎至试样粒度不能大于样粒度不能大于2mm，需要，需要继续继续缩分几次？缩分几次？kgkgkdmQ1021202 .762 .022即可缩分一次：解：次能满足要求。继续缩分）（，如需破碎至354.38.021108.022.0222nkgkgkdmmmnQ第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论31（二）样品加工程序（二）样品加工程序 （1）送样量和样品粒度的合理性：）送样量和样品粒度的合理性： Q = nKd2 n2 可缩分可缩分x

33、次后，再粉碎次后，再粉碎 2n1 直接粉碎直接粉碎 n1 送样量不够送样量不够 （2）湿度太大时：先将样品风干、晒干或烘干；）湿度太大时：先将样品风干、晒干或烘干； （3）拣出杂质或混入铁器；）拣出杂质或混入铁器； （4）样品加工流程（如下图）：）样品加工流程（如下图）： 加工四个工序：加工四个工序：粉碎、过筛、混匀、缩分粉碎、过筛、混匀、缩分 破碎三个阶段：粗、中、细碎破碎三个阶段：粗、中、细碎xKdQn22第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论32 过筛、混均、缩分过筛、混均、缩分 弃去弃去 过筛、混均、缩分过筛、混均、缩分 粗副样 分

34、析试样粗碎粗碎中碎中碎 粗副样粗副样弃去弃去细碎细碎过筛、混匀过筛、混匀细副样细副样分析试样分析试样第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论33 碎样碎样（要点：减免正负玷污，防止交叉玷污）（要点：减免正负玷污，防止交叉玷污） A A 较硬的试样用鄂式轧碎机较硬的试样用鄂式轧碎机 B B 中等硬度的或较软的可用锤磨机中等硬度的或较软的可用锤磨机 C C 为了把试样进一步磨碎，较硬的为了把试样进一步磨碎，较硬的 用滚磨机，不太硬的用球磨机。用滚磨机，不太硬的用球磨机。 D D 破碎亦可手工操作。置试样于钢板上锤击或放进冲击钵破碎亦可手工操作。置

35、试样于钢板上锤击或放进冲击钵 打碎，然后用研钵把试样进一步研细打碎，然后用研钵把试样进一步研细 。 研磨较硬试样，可用玛瑙或红柱石研钵研磨较硬试样，可用玛瑙或红柱石研钵。第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论34第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论35 注意：在破碎过程中常常引起试样组成的改变注意：在破碎过程中常常引起试样组成的改变（1 1）在粉碎试样的后阶段常常引起试样中）在粉碎试样的后阶段常常引起试样中水份水份含量的改变。含量的改变。（2 2）破碎机研磨表面的磨损，使试样中引入某些

36、）破碎机研磨表面的磨损，使试样中引入某些杂质杂质，对于分，对于分 析测定某种微量组分，特别值得注意。析测定某种微量组分，特别值得注意。（3 3）破碎、研磨试样过程中，常常发热，试样温度升高，引起）破碎、研磨试样过程中，常常发热，试样温度升高，引起 某些某些挥发性组分挥发性组分的逸去；由于试样粉碎后表面积大大增的逸去；由于试样粉碎后表面积大大增 加，某些组分易被空气加，某些组分易被空气氧化氧化，发生，发生化学形态的变化化学形态的变化。（4 4）试样中质地坚硬的组分难于破碎，锤击时容易飞溅逸出，）试样中质地坚硬的组分难于破碎，锤击时容易飞溅逸出， 较软的组分容易粉碎成粉末而较软的组分容易粉碎成粉末

37、而损失损失。 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论36 总总 结结 试样只要磨细到能保证试样只要磨细到能保证组成均匀组成均匀和容和容易为试剂所分解易为试剂所分解即可即可 过筛过筛 要点：不可丢弃难破碎颗粒使组成改变要点：不可丢弃难破碎颗粒使组成改变 先用较粗的筛子，随着试样颗粒逐渐地减小，筛孔先用较粗的筛子，随着试样颗粒逐渐地减小，筛孔目数目数应相应地增加。应相应地增加。 粗颗粒应反复破碎至全部通过筛孔为止粗颗粒应反复破碎至全部通过筛孔为止 标准筛标准筛第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备筛号筛号(网目网目)3610204060

38、80100120140200筛孔直径筛孔直径mm6.723.362.000.830.420.250.1770.1490.1250.1050.074复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论37混均混均可采用人工和机械方法可采用人工和机械方法 p16p16缩分缩分 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。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。 格槽缩样器自动缩样。格槽缩样器自动缩样。第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第

39、一章 绪论绪论38（三）样品加工质量要求及玷污、损失控制（三）样品加工质量要求及玷污、损失控制 样品加工的基本要求：样品加工的基本要求：加工制成的加工制成的分析试样，其化学分析试样，其化学 成分必须与原始样品完全一致。成分必须与原始样品完全一致。 为达到这一要求，应尽可能为达到这一要求，应尽可能避免避免加工过程的加工过程的玷污和损失。玷污和损失。 1. 玷污来源及减免玷污来源及减免 1）采样、包装、运输过程及破碎机械）采样、包装、运输过程及破碎机械/器皿的玷污；器皿的玷污； 2）样品的交叉玷污。）样品的交叉玷污。 减免：选用合理的碎样手段；避免交叉玷污；控制粉碎程度减免：选用合理的碎样手段；避

40、免交叉玷污；控制粉碎程度 2. 损失及控制损失及控制 主要包括碎样损失和缩分损失主要包括碎样损失和缩分损失 p18第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论39 习题与思考题习题与思考题 思考题：教材第思考题：教材第3434页第页第1 1、2 2、4 4、5 5题。题。 作业：作业：第第3434页第页第3 3题题 预习题：第预习题：第7 7，9 9，1010，1111题，准备课堂讨论。题，准备课堂讨论。 第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论40第一节第一节 试样的采集和制备试样的采集和制备

41、主要参考资料主要参考资料1. 1. 汪模辉，郎春燕汪模辉，郎春燕. . 复杂物质分析复杂物质分析M.M. 成都：电子科技大学成都：电子科技大学 出版社，出版社，2004.2004.2. DZ/T 0130.2-20062. DZ/T 0130.2-2006，地质矿产实验室测试质量管理规范，地质矿产实验室测试质量管理规范 第第2 2 部份：岩石矿物分析试样制备部份：岩石矿物分析试样制备S.S.中华人民共和国国土资源中华人民共和国国土资源 部，部，2006-06-052006-06-05发布发布. .3. 3. 岩石矿物分析编委会岩石矿物分析编委会. . 岩石矿物分析（第四版）（第一分册岩石矿物分

42、析（第四版）（第一分册： 岩石矿物分析基础知识及通用技术）岩石矿物分析基础知识及通用技术）M. M. 北京：地质出版北京：地质出版 社，社，2011. 2011. 复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论41第二节 试样的分解 教学基本内容教学基本内容 1.1.试样分解的目的和意义；试样分解方法的分类和选试样分解的目的和意义；试样分解方法的分类和选 择；试样分解方法的发展及微波溶样。择；试样分解方法的发展及微波溶样。 2.2.复杂物质分析中采用酸溶、熔融、半熔分解试样方复杂物质分析中采用酸溶、熔融、半熔分解试样方 法的原理及应用要点。法的原理及应用要点。 3.3.特殊的试样分解方法。特殊

43、的试样分解方法。 4.4.分解试样所用容器材料的性能及分解器皿的选择。分解试样所用容器材料的性能及分解器皿的选择。 5.5.分解试样过程中可能产生的正负误差及其避免。分解试样过程中可能产生的正负误差及其避免。 第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论42教学目的与要求教学目的与要求 1.1.明确试样分解的目的和意义。明确试样分解的目的和意义。 2.2.掌握试样分解的一般原理及合理选择试样分解方法掌握试样分解的一般原理及合理选择试样分解方法 和分解试样的一般原则。和分解试样的一般原则。 3.3.熟悉复杂物质分析中常见的几大类试样分解方法。熟悉复杂物质分析中

44、常见的几大类试样分解方法。教学重点与难点教学重点与难点 重点重点 1.1.分解试剂的特性及试样分解方法的原理。分解试剂的特性及试样分解方法的原理。 2.2.合理选择试样分解方法的原则。合理选择试样分解方法的原则。 难点难点 1.1.各种试样分解方法应用要点及试样分解方法的各种试样分解方法应用要点及试样分解方法的 合理选择。合理选择。 2.2.根据试样分解方法和对象合理选择分解器皿。根据试样分解方法和对象合理选择分解器皿。第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论43 1. 目的：将试样中的目的：将试样中的待测组分待测组分全部定量地全部定量地 转变为适于转变

45、为适于 测定的形态（可溶性盐类、气体、固态沉淀）。测定的形态（可溶性盐类、气体、固态沉淀）。 2. 意义意义 （1 1）若试样分解不完全，待测组分未能全部定量地转变为）若试样分解不完全，待测组分未能全部定量地转变为 适于测定的形态，后续分析测定再准确也毫无意义；适于测定的形态，后续分析测定再准确也毫无意义； （2 2）尽管现代精密仪器飞速发展，取代了许多原先普遍采用）尽管现代精密仪器飞速发展，取代了许多原先普遍采用 的分离手段和化学测试方法，然而，唯有试样分解不但的分离手段和化学测试方法，然而，唯有试样分解不但 未被代替反而显得更加重要。例证见未被代替反而显得更加重要。例证见p18p18 （3

46、 3) ) 复杂物质分析已更多地发展为复杂物质分析已更多地发展为“化学处理化学处理- -仪器测试仪器测试” 模式模式。第二节第二节 试样的分解试样的分解一、概述一、概述（一）试样分解的目的和意义（一）试样分解的目的和意义复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论44 （二）试样分解方法的分类和选择（二）试样分解方法的分类和选择 1. 1. 分类分类 （1 1）根据采用试剂的酸碱性质和分解温度）根据采用试剂的酸碱性质和分解温度 水溶水溶 酸溶酸溶 熔融（分为酸性和碱性熔剂熔融，包括半熔）熔融（分为酸性和碱性熔剂熔融，包括半熔） （2 2）根据分解试剂为液态或固态）根据分解试剂为液态或固态 湿

47、法分解（采用酸、碱或盐的溶液及其他溶剂）湿法分解（采用酸、碱或盐的溶液及其他溶剂） 干法分解（采用固体的碱或盐作试剂，高温分解）干法分解（采用固体的碱或盐作试剂，高温分解） （3 3）根据分解温度高于或低于溶剂的熔点）根据分解温度高于或低于溶剂的熔点 熔融熔融 半熔半熔 （4 4）在湿法和干法两大类方法之外）在湿法和干法两大类方法之外 特殊分解法（如在气流中热分解法、升华法等）特殊分解法（如在气流中热分解法、升华法等）第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论45 2 2. .分解方法（分解试剂）的选择分解方法（分解试剂）的选择 （1 1）使试样完全分解或

48、有效分解）使试样完全分解或有效分解 完全分解：完全分解：使试样使试样各组分都进入溶液，各组分都进入溶液，无残渣无残渣 有效分解：有效分解：使试样中使试样中待测组分进入溶液，待测组分进入溶液，如物相分析如物相分析 （2 2）与分离方法衔接（易于待测组分与干扰组分分离）与分离方法衔接（易于待测组分与干扰组分分离） （3 3）待测组分不应损失（溅失、挥发等）待测组分不应损失（溅失、挥发等） （4 4）减免由分解试剂引入的待测组分或干扰组分）减免由分解试剂引入的待测组分或干扰组分 （5 5）减免器皿引入的正负玷污）减免器皿引入的正负玷污 （6 6）对环境友好）对环境友好 （7 7）快速、简便、成本低廉

49、）快速、简便、成本低廉第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论46（三）试样分解方法的发展及微波溶样（三）试样分解方法的发展及微波溶样 1. LiBO1. LiBO2 2熔融：熔融：溶液可进行硅酸盐系统分析，钾、钠测定。溶液可进行硅酸盐系统分析，钾、钠测定。 2. 2. 密封增压溶样：密封增压溶样：提高酸沸点及分解效率，减免挥发损失。提高酸沸点及分解效率，减免挥发损失。 3. 3. 聚四氟乙烯器皿：聚四氟乙烯器皿：耐酸、碱、氧化剂，可用王水和氢氟耐酸、碱、氧化剂，可用王水和氢氟 酸混合物分解试样，在许多情况下代替昂贵的铂金坩埚酸混合物分解试样，在许多情况

50、下代替昂贵的铂金坩埚 4. 4. 石墨坩埚：石墨坩埚：耐高温，最大优点是不会引入坩埚材料干扰耐高温，最大优点是不会引入坩埚材料干扰 5. 5. 微波溶样微波溶样 产生背景产生背景p19p19 原理原理p20p20 微波辐射是一种电磁辐射，它由振动的、相互垂直的电微波辐射是一种电磁辐射，它由振动的、相互垂直的电 场和磁场组成；置于微波辐射下的吸收介质场和磁场组成；置于微波辐射下的吸收介质依靠振动的电场依靠振动的电场 被加热被加热 偶极子转动和离子传导偶极子转动和离子传导两种机制同时发生。两种机制同时发生。第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论47微波溶样

51、的优点及前景微波溶样的优点及前景 传统的加热：传统的加热：主要依靠热传导、热对流、热辐射的形式，主要依靠热传导、热对流、热辐射的形式， 先加热表面，再传到内部，耗先加热表面，再传到内部，耗 时。时。 微波辐射加热：微波辐射加热：对物体内部直接加热而达到瞬对物体内部直接加热而达到瞬 时加热和时加热和 快速升温的效果。快速升温的效果。 微波密封溶样优点：微波密封溶样优点：快速；高效快速；高效( (高温合金钢、锆英石高温合金钢、锆英石) )； 减少试剂用量及废酸废气排放减少试剂用量及废酸废气排放 ； 避免试样中挥发组分的损失；避免试样中挥发组分的损失； 为试样分解实现自动化创造有利条件为试样分解实现

52、自动化创造有利条件 减少分析者的劳动强度；减少分析者的劳动强度； 降低空白及分析检出限。降低空白及分析检出限。第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论48二、酸溶分解试样二、酸溶分解试样 1. 基本原理基本原理 利用酸的氢离子效应，氧化、还原、成络性促使利用酸的氢离子效应，氧化、还原、成络性促使 试样分解。试样分解。 2. 评价评价 优点优点 （1 1）易提纯（分解时不引入除氢以外的阳离子）；）易提纯（分解时不引入除氢以外的阳离子）； （2 2）易除去（除磷酸外）；）易除去（除磷酸外）； （3 3）对容器的腐蚀比熔融法小；）对容器的腐蚀比熔融法小； （4

53、 4）操作简便，使用温度低，便于成批工作。）操作简便，使用温度低，便于成批工作。 第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论49 缺点缺点 （1 1）对某些复杂物质（如某些矿物）分解能力差）对某些复杂物质（如某些矿物）分解能力差 解决办法：增压分解法解决办法：增压分解法 （2 2）某些元素可能挥发损失）某些元素可能挥发损失 a. a.挥发情况取决于酸的种类及分解条件挥发情况取决于酸的种类及分解条件 b.b.同一介质中，同一元素的不同价态的挥发情况往同一介质中，同一元素的不同价态的挥发情况往 往不同往不同 ，如，如FeClFeCl2 2不易挥发，不易挥发，F

54、eClFeCl3 3的沸点在的沸点在300300 左右。左右。 c.c.共存元素的关系对此也有影响共存元素的关系对此也有影响 第二节第二节 试样的分解试样的分解 缺点缺点 （1 1）对某些复杂物质（如某些矿物）分解能力差）对某些复杂物质（如某些矿物）分解能力差 解决办法：增压分解法解决办法：增压分解法 （2 2）某些元素可能挥发损失）某些元素可能挥发损失 a. a.挥发情况取决于酸的种类及分解条件挥发情况取决于酸的种类及分解条件 b.b.同一介质中，同一元素的不同价态的挥发情况往同一介质中，同一元素的不同价态的挥发情况往 往不同往不同 ，如，如FeClFeCl2 2不易挥发，不易挥发，FeCl

55、FeCl3 3的沸点在的沸点在300300 左右。左右。 c.c.共存元素的关系对此也有影响共存元素的关系对此也有影响 缺点缺点 （1 1）对某些复杂物质（如某些矿物）分解能力差）对某些复杂物质（如某些矿物）分解能力差 解决办法：增压分解法解决办法：增压分解法 （2 2）某些元素可能挥发损失）某些元素可能挥发损失 a. a.挥发情况取决于酸的种类及分解条件挥发情况取决于酸的种类及分解条件 b.b.同一介质中，同一元素的不同价态的挥发情况往同一介质中，同一元素的不同价态的挥发情况往 往不同往不同 ，如，如FeClFeCl2 2不易挥发，不易挥发，FeClFeCl3 3的沸点在的沸点在300300

56、 左右。左右。 c.c.共存元素的关系对此也有影响共存元素的关系对此也有影响 复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论503. 3. 应注意的问题应注意的问题 （1 1）注意某些元素的挥发）注意某些元素的挥发 （2 2）分解前以水润湿试样，以免反应过激而溅失或试样成团）分解前以水润湿试样，以免反应过激而溅失或试样成团 （3 3）预焙烧（除硫及有机物）预焙烧（除硫及有机物） （4 4）减小试样粒度（有限）减小试样粒度（有限 碎样越细，玷污越严重）碎样越细，玷污越严重） （5 5）提高分解温度（增压或加入盐类等试剂）提高分解温度（增压或加入盐类等试剂）第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物

57、质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论51（一）盐酸分解试样（一）盐酸分解试样 1.1.特点特点 （1）可溶解许多金属氧化物、硫化物、碳酸盐及氢以前的金属）可溶解许多金属氧化物、硫化物、碳酸盐及氢以前的金属 （2）生成的氯化物易溶于水（除）生成的氯化物易溶于水（除AgCl 、Hg2Cl2、PbCl2外）外） （3）过量）过量HCl易挥发除去（易挥发除去（6mol/L恒沸溶液（沸点，恒沸溶液（沸点，110） （4）Cl-有成络作用，可溶解有成络作用，可溶解Fe2O3 和和Sb2S3 Cl-具一定还原性，可还原具一定还原性，可还原MnO2使其溶解使其溶解 2. 2. 注意事项注意事项 （1）防止

58、易挥发氯化物的损失）防止易挥发氯化物的损失 Ge ( IV ) 、 As( III ) 、Sn( IV ) 、 Te( IV ) 、 Hg ( II ) 等等 （2）防止易挥发氢化物的损失（单独用盐酸分解试样时）防止易挥发氢化物的损失（单独用盐酸分解试样时） 砷、磷、硫生成氢化物砷、磷、硫生成氢化物第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论52（二）硝酸及王水分解试样（二）硝酸及王水分解试样 1 1. .硝酸硝酸 （1 1）特点：强酸、强氧化剂）特点：强酸、强氧化剂 除除 Pt Pt 、 Au Au 和某些稀有金属外，几乎可溶解所有的和某些稀有金属外，几乎

59、可溶解所有的 金属试样；金属试样； Al Al 、 Fe Fe 、CrCr 等在等在HNOHNO3 3中形成氧化膜而钝化；中形成氧化膜而钝化； W W、SnSn、SbSb与浓硝酸生成难溶性沉淀：与浓硝酸生成难溶性沉淀： H H2 2WOWO4 4（钨酸）（钨酸） SnOSnO2 2 xHxH2 2O O（锡酸）（锡酸） Sb Sb2 2O O5 5nHnH2 2O O（锑酸）（锑酸）第二节第二节 试样的分解试样的分解复杂物质分析复杂物质分析第一章第一章 绪论绪论53 （2 2）注意事项）注意事项 几乎所有的硫化物（除几乎所有的硫化物（除HgSHgS、 HgSeHgSe）及其矿石皆可溶于硝）及其

60、矿石皆可溶于硝酸，但宜在低温下进行，否则将析出硫磺。在酸，但宜在低温下进行，否则将析出硫磺。在HNOHNO3 3中加入中加入KClOKClO3 3 或者或者BrBr2 2可把硫转化为可把硫转化为SOSO4 42-2-。2 2. .王水与逆王水王水与逆王水 王水王水 - “- “3 3盐盐1 1硝硝”；逆王水；逆王水 - “- “3 3硝硝1 1盐盐” （1 1）特点）特点 强酸，氧化性比硝酸更强，能分解强酸，氧化性比硝酸更强，能分解HgSHgS、HgSeHgSe （2 2）注意事项）注意事项 分解硫化矿时，先加入盐酸（生成硫化氢除硫）或焙烧分解硫化矿时，先加入盐酸（生成硫化氢除硫）或焙烧 （除