一般物质的分析步骤

第十三章一般物质的分析步骤我们通过化学分析法的学习，掌握了不少的物质测定的分析方法。但是对于一个样品的全部分析过程，你还不能做得好，因为试样除了测定之外，还要有其他的环节，这是我们还未涉及到的内容。一般步骤：1.试样的采取和制备。定性检验。试样分解。干扰组分的分离。定量测定（选择测定方法）。数据处理。本章对试样的采取、制备、分解、分离、测定方法的选择进行讨论。g13—1试样的采取和制备代表性：分析试样的组成必须代表全部物料的平均组成。因为我们所分析的物质只称取零点几克或几克，它应反映物料的真实情况，否则分析结果再准确也是毫无意义的。因此在分析前必须了解试样来源，明确分析目的，做好试样的采取和制备。一、采取均匀物料一一液体、气体I所谓均匀是相对的，不均匀也不是绝对的［不均匀物料一一固体（部分）》采样法：均匀的物料直接取少量分析试样，不需再制备不均匀的物料在不同部位（深度）各采取一部分加以混合。广大气样品距地面50—180cm的高度采样，吸收剂吸收浓缩1•气体试样的采取 烟道气、废气中某些有毒污染物，不准将气体采入空瓶或大型注射器中液体采样’大容器：不同深度取样，混合均匀小容器：随机抽取件数SV，N/2 N：总件数水样的采取水管、泵水井：先打开放10—15min之后用净瓶子取满池、江、河：干净的空瓶子沉入这水体一定深度，拉绳拔塞，水灌满瓶后取样，在不同深度的样品混合均匀注意事项（无论是气体还是液体）：①勿引入杂质：②去处表面油污、杂质固体样品的采取：固体样品一一矿石、合金、盐类、金属锭、土壤等。（1） 金属和金属制品试样的采取：a. 片、丝状的认为均匀，随意剪一部分b. 钢锭、铸铁不均匀，表面清洗，再用钻在不同部位、深度钻取碎屑混匀c. 极硬的白口铁、硅钢，用钢锤砸碎，放入钢钵中捣碎，取一部分（2） 粉状或松散物的采取盐类、化肥、农药、精矿等，较均匀，取样点少且量小。（3） 矿石的采取：不同部位，据颗粒大小，物料性质，按取样量公式取样。Q=KdaQ—采取的最小质量Kgd一最大颗粒直径.mma、a、K是经验常数，由物料平均程度、易破碎程度而定a：1.8〜2.5地质部门将a=2.Q=Kd2K：0.02~1「均匀0.05不均匀0.1］极不均匀0.2-含有粗金0.4〜〜0.8例：赤铁矿d=20mmK=0.06 Q=?Q=0.06X202=24Kg破碎d=1mm

Q=0.06X12=0.06Kg=60g由此看来，颗粒越小，采样量越少二、各种各样方式：料堆（点取样）离地面0.5m画横线，每隔2—3m画纵线，用铲子插入堆中0.75m深，每点取2Kg。对火车、大车（八点取样）总之根据目标或部颁标准取样，也可到工分书上去查。对小车（五点取样）石油产品、纸浆、化学试剂等对粉末（方格取样）三、样品的制备采样后进一步制备成适用于分析用的试样量，“量少而高度均匀”。可分为四步：破碎防止混入杂质和粉末飞散混匀缩分：过筛（过滤）100~~150目，最大200目混匀缩分：―568… 1筛号（目数）351020406080100120200筛孔直径/mm6.354.002.000.840.420.250.1770.1490.1250.074四分法循环下去直至全部破碎。目数——1平方吋内的孔数1.1.按规定的目数进行破碎、过筛四分法：2.2.全部破碎好的样品应取多少？根据Q=Kd2，进行缩分支直达需要的量，所以缩分次数:根据Q=Kd2计算本书：100〜300g样品条件：一般取200~500g样品目数100~200例：24Kg，缩分几次。5目要求：d=4mm所以Q=0.06X42=0.96Kg"1Kg24Kg 一次12Kg二次6Kg所以24Kg，需筛分四次三次3Kg才能达到要求四次1.5Kg若再缩一次，则小于Q失去代表性24Kg 用200目d=0.074Q=0.06X0.0742=0.33g（十六次）五次0.75Kg十一次0.012Kg六次0.38Kg十二次0.006Kg七次0.19Kg十三次0.003Kg八次0.09Kg十四次0.0015Kg九次0.05Kg十五次0.00073Kg十次0.02Kg十六次0.00037KgQ大X（1/2）n=Q小（Q小/Q大）加=1/2lg（1/2）=（1/n）lg（Q小/Q丿=15.7次吸铁，用吸铁石吸由破碎机来的铁屑。贮存：：分析样保留样，至少保留半年标鉴：采样日期、地点 样品名称 采样者 收到样品，一般应尽快分析，否则妥善保存，避免受潮、挥发、风干、变质等。尤其应注意保存或加入适量不影响测定结果的稳定剂。“3—2试样的分解分解试样是分析工作的主要步骤之一，一般的是将被分析样品转化成溶液。

二、二溶解法v、要求：1.完全。处理后的溶液中不留有细屑、粉末分解过程中，待测组分不应损失不应引入待测组分或干扰物质、常用分解试样的方法：厂酸溶法「HC1二、二溶解法v、要求：1.完全。处理后的溶液中不留有细屑、粉末分解过程中，待测组分不应损失不应引入待测组分或干扰物质、常用分解试样的方法：厂酸溶法「HC1H2SO4HNO3IH3PO4「NaOHKOHnh3・h2o有机碱液I碱溶解HF碱溶法HClO4

混酸｝水溶液酸溶法(一)(一)酸溶法利用物质的酸碱性，氧化还原性和配合作用，使试样溶解物、硫化物、碳酸盐矿物、磷酸盐矿物等，用酸溶。NaCO・KCO,2 3 2 3NaOH・KOHNa2O222半溶试剂 「2MgO+3Na2CO3IZnO+2Na2CO3 ClMgO+2Na2cO3’K2S2O7・Na2S2O7'227 227铵盐NH4ClNH4NO3(NH4)42S2O84NH34F422 8 4P575常有钢铁、合金、部分氧化1.HCl(浓HC112N38%p=1.19)溶解原理：酸性、c卜络和能力、Cl-的弱还原性。nM+nHCloMCln+HT可溶解：①H以前金属 22②部分金属氧化物，部分金属硫化物，碳酸盐CuO+2HCl=CuCl+HO2MnO+4HCl=MnCl+HO+Clf2222Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OBaCO+32HCl=BaCl+3HO2+COf3 2 2 2不溶氧化物：灼烧的Al、Cr、Be、Fe、Ti、矿物、 、黄铁矿、〜〜〜SiO2HCl+Br2—③部分硫化物：Fe、Mn、Zn、Cd产生H2Sf④HCl+H2O2可溶Cu、Al、钢、钨、合金等Cu+HCl+H2O2^CuCl2+H2O••易挥发的金属：砷、锑、硒、锗2.HNO3溶解原理：酸性、强氧化性可溶解：①除Au、Pt之外所有的金属，反应生成NO2、NO、NH3Cu+HNO3—Cu+HNO3^Cu(NO3)2+NO2f+H2OPb+HNO3—Pb(NO3)2+NOf+H2OMg+HNO3-Mg(NO3)2+NH4NO3+H2O注意：Al、Fe、Cr等与HNO3(浓)生成氧化膜——钝化，这时用HCl溶。锑、锡、钨生成不溶性的酸，不宜用hno3与非金属有氧化作用：s+hno3-h2so4+noP+HNOPO+NO3 3 4C+HNO^CO+HO+NO3 2 2硫化物：Pb、Bi、Cu、CdHgS不溶试样中的有机物做干扰，不用hno3并加热使之氧化而除去。注意：hno3溶解的样品，不在体系中含有hno2・NO(N的低价氧化物)，这些物质破坏有机试剂，因煮沸除去。H2SO4(18M)热、浓H2SO4—H2O沸点338°C浓H2SO4氧化性和脱水性稀H2SO4的酸性可溶解：①稀H2SO4可溶H以前的金属，放H2②浓H2SO4的强氧化性和强脱水性2HSO2+C=4CO+2SO+2HO2 4 2 2 2

浓H2SO4+(NH4)2SO4提高溶解温度，可溶解TiO2、ZrO2、Nb、Ta矿石H2SO4加热至冒白烟，赶净HNO3、HC1、HF和H2SO3f以免生成难溶于水的硫酸盐注意：Hg2+、Sn4+、Re7+挥发损失H3PO4中强酸PO43+具有很强的配位能力不溶解：①单纯H3PO4溶解铬铁矿，铁氧体铬铁矿0.2g10〜20ml85%H3PO4加热冒烟多数与h2so4混用，利用PO43啲络合能力高温产生H4P2O7对W6+、Fe2+、M06+等有络合能力注意：加热温度不宜过高，时间不宜太长。一般500〜600°C5min以内，以免形成不易溶解的焦磷酸盐HClO4(72%12M)强氧化性和脱水性不溶解：①浓、热HClO4与所有金属作用(除Au、Pt)氧化成最高价分解合金钢常与h2so4、hno3、h3po4混和，溶解多种合金特别注意一点：易爆炸，HClO4浓度达85%以上，与有机物木质，纸胶塞等浓热HClO4在加热溶解含Bi合金，含Sb钢，不要加热太长遇次磷酸盐注意防护，一般在通风橱内进行HF较弱酸性F—具有较强的配位能力单团，也可与HCl、H2SO4混用——分解硅酸盐注意：②赶HF时，多用H2SO4或HClO4—起冒烟除F过程中，Si全部损失，B、As、Sb、Hg、Ge、Cr、Os、Ae部分损失使用HF时，选用铂、聚四氟乙烯(250C)、聚丙烯(135C)烧杯或坩埚混合酸「HNO3:HCl=1:3王水HCl:HNO3=1:3逆王水$H2SO4+H3PO4 H2SO4+HF H2SO4+HClO3HCl+HNQ+HCiq等王水、可溶钢、HgS、Au、Pt等碱溶法远离：阳离子生成M(0H)n加入M2(CO3)n与阴离子分离。凡是具有酸性的物质可用碱溶解可溶解：①两性金属及合金。酸性氧化物如：WO3、MoO3溶于浓NH3・H2O,SiO2、GeO2、V2O5溶于稀NaOH、KOH。 例如：SiO2+30%NaOH加热248C加压4—5h阴阳离子定性分解，用Na2CO3溶解定量分析：CaSO4、PbSO4、BaSO4用Na2CO3沉淀转化应提出的是：①稀碱液使用玻璃容器②浓碱液可用塑料、聚乙烯、聚丙烯、镍、铂、聚四氟乙烯用烧杯熔融法是将试样与固体溶剂混合，在高温下加热使试样的全部组成转化为易溶于水生成的化合物。(Na)铵盐混合溶剂不同的试样可选用不同比例的混合铵盐1•酸溶法：K2S2O7 熔点419C(Na)铵盐混合溶剂不同的试样可选用不同比例的混合铵盐KHSO4 熔点219CNH4F 熔点110C INH4Cl 熔点330C ?(NH4)2SO4 熔点350C(NH4)2S2O8 熔点120C远离：k2s2o7溶时放出SO3生成不溶性硫酸盐TiO2+2K2S2O7+Ti(SO4)2+2K2SO4容器：(见表)铂、石英、瓷坩埚注意：挥发性阴离子S2-、CO32-、BO32-、AsO33-损失若有F－、Si损失不适于硅酸盐大量硅酸进入溶液原理：NH4F昌NH3+HF(无水酸)高温下有很强的溶解能力容器：瓷坩埚对硅酸盐则用镍坩埚2.碱溶法酸性试样采用碱溶法，如：酸性矿渣，酸性炉渣等试剂：Na2CO3、K2CO3、NaOH、KOH、Na2O2强碱性和高温下853°C903°C318°C404°C460°C的强氧化性(1) (1) Na2CO3、K2CO3溶原理 「 850(V »长石Al2o3・2SiO2・H2o 溶 2NaAlO2+2NaSiO3+3CO2f重晶石BaSO4+NaCO3 850上_BaCO3I+Na2SO4容器：铂、镍、铁坩埚，使用瓷坩埚时，先做内衬，加Na2SO4，慎用银、金坩埚(2) (2) NaOH、KOHA粘土 ・2SiO2・H2O+6NaOHoZNaFeQ+ZNaSiq+AH?0优点：溶快，熔点低容器：镍、铁、银不能使用铂坩埚(NaOH=Na2O2腐蚀Pt)不能高于600C~700C，也不能用瓷坩埚(3)Na2O2强氧化剂容器：镍、铁、银应用：分解稳定金属合金，合金矿石，钛铁矿，铌—钽矿注意：不要与有机物共用，爆炸！(3) (3)半溶混合剂：是将试样与溶剂混合，小心加热至溶解(半溶物收缩成整块)。因不是全融，故称为半溶。(烧结法)常用半溶混合剂：2份MgO_+3Na2CO31份MgO+2Na2CO31份ZnO+2Na2CO3应用：铁矿，煤中S优点：MgO、ZnO熔点高，防止Na2CO3在灼烧时熔合。三、试样分解方法和溶(熔)剂的选择(自学)P577表及表上坩埚的使用温