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分析前处理基础知识2021/7

第一节、分析实验室的建设(一)化验室的定义及功能(二)工业分析的作用(三)工业分析的特点(四)工业分析的重要作用(五)工业分析的方法(六)工业分析的原则及注意事项(一)化验室的定义:化验室为控制生产,技术改造,新产品试验及其他科研工作而进行分析检验工作的场所。化验室的功能:(1)原辅材料和产品质量分析检验功能(2)生产中控分析检验功能(3)为技术改造或新产品试验提供分析检验的功能(4)生产过程产生的“三废”检验(二)工业分析的作用:通过工业分析能评定原料和产品的质量,检查工艺过程是否正常。从而能够及时地、正确地指导生产,并能够经济合理的使用原料、燃料、及时发现、消除生产的缺陷,减少废品,提高产品质量。(工业分析的眼睛)(三)工业分析的特点采样:工业生产中原料,产品等的量是很大的,往往以千、万吨计量。而其组成又很不均匀,但在进行分析时却只能测定其中很少的一部分,因此,正确采取能够代表全部物料的平均组成的少量样品,是工业分析中的重要环节,是获得准确分析结果的先决条件。采样——从大量的分析对象中抽取有一定代表性的一部分样品作为分析材料,这项工作叫采样。关键所在:(1)采集的样品要有代表性(2)采样中避免成分逸散或引入杂质,应保持原有的理化指标。(四)工业分析的重要作用工业分析的一个重要作用,是用来指导和控制生产流的正常进行,因此,必须快速、准确地得到分析结果,在符合生产所要求的准确度的前提下,提高分析速度也是很重要的,有时不一定要达到分析方法所能达到的最高准确度。(代表性、分解方法、消除干扰、分析速度)(五)工业分析的方法我国的四级标准体系:国家标准行业标准地方标准企业标准(标准公布后,旧标准即相应作废)

六、工业分析的原则及注意事项(1)取样前:工具准备和安全防护措施(2)槽车取样(3)装置现场取样(4)防爆区域采样(5)取样过程应遵守各种规章制度(6)取样完毕应做现场记录,贴标签等工作(7)一些易氧化变质、易污染样品要即时分析或封存前言化学物质的分析检测与我们的日常生活密切相关,食品、环境、商品,样样都离不开。其中,样品前处理是分析检测过程中的重要一环。样品前处理做得好,才会有可信的分析检测结果。

影响样品前处理发展的因素可以概括为:(1)生产制造技术水平的发展。随着全球工业化的进程,先进的制造技术早已溶入分析检测领域,样品前处理也不例外(2)分析检测领域的拓展:使得可分析的样品更加丰富,可分析的样品形态多种多样。(3)新技术新材料的出现:使得样品前处理出现了新形式和类型,如不需溶剂的微萃取等(4)分析仪器的发展对样品前处理提出了不同的要求。(5)分析需求的增加。无机分析中的样品前处理主要包括样品分解和净化。有机分析中主要的样品前处理技术包括:破碎、均质、提取、萃取、净化和浓缩。

样品前处理为我们带来的好处:“变”是样品前处理技术发展的永恒主题,变也是为了追求最大的利益,包括:高效、快速:自动化的样品前处理设备往往可以同时处理多个样品,大大节省了时间,提高实验室效率;准确、可重复的分析结果:规范化的设备和自动化的操作使得样品之间的处理条件有很好的重复性;人员安全:安全的产品设计和自动化操作可以显著减少人员对化学品的接触;绿色:降低化学污染,环境友好;过程安全:过程可控;自动化程度高所以,在样品前处理领域,技术和产品发展的魅力在于一个“变”字。第二节、分析检验样品前处理

一、实验室用水二、化学试剂三、试样的采集四、试样的制备五、重量分析基本操作一、实验用水分析化学实验用水——分析化学实验应使用纯水,一般是蒸馏水或去离子水。有的实验要求用二次蒸馏水或更高规格的纯水(如:电分析化学、液相色谱等的实验)。纯水并非绝对不含杂质,只是杂质含量极微而已。蒸馏水:通过蒸馏方法、除去水中非挥发性杂质而得到的纯水称为蒸馏水。同是蒸馏所得纯水,其中含有的杂质种类和含量也不同。用玻璃蒸馏器蒸馏所得的水含有Na+和SiO2-

等离子;而用铜蒸馏器所制得的纯水则可能含有Cu+离子。去离子水:利用离子交换剂去除水中的阳离子和阴离子杂质所得的纯水,称之为离子交换水或“去离子水”。未进行处理的去离子水可能含有微生物和有机物杂质,使用时应注意。化学分析法中,除络合滴定必须用去离子水外,其它方法均可采用蒸馏水。分析实验用的纯水必须注意保持纯净,避免污染通常采用聚乙烯为材料制成的容器盛装实验用水。

二、化学试剂分析化学实验中所用试剂的质量,直接影响分析结果的准确性,因此应根据所做试验的具体情况,如分析方法的灵敏度与选择性,分析对象的含量及对分析结果准确度的要求等,合理选择相应级别的试剂,在既能保证实验正常进行的同时,又可避免不必要的浪费。另外试剂应合理保存,避免沾污和变质。(1)化学试剂的分类按用途可以分为一般试剂,基准试剂,高纯试剂,色谱试剂,生化试剂,光谱试剂,指示试剂等。一般试剂的等级分类级别中文名称英文符号适用范围标签颜色一级优级纯GR精密分析实验绿色二级分析纯AR一般分析实验红色三级化学纯CP一般化学实验蓝色四级实验试剂LR一般化学实验棕色定义:基准试剂:可以用作基准物质的试剂,可以直接配制标准溶液或校正,标定其他化学试剂。

高纯试剂:纯度较高,一般在99.99%以上

专用试剂:具有专门用途的试剂,在特定用途中的干扰杂质成分只需要控制在不致产生明显干扰的限度下即可。

使用试剂注意事项:(1)打开瓶盖(塞)取出试剂后,应立即将瓶(塞)盖好,以免试剂吸潮、沾污和变质。(2)瓶盖(塞)不许随意放置,以免被其它物质沾污,影响原瓶试剂质量。(3)试剂应直接从原试剂瓶取用,多取试剂不允许倒回原试剂瓶。(4)固体试剂应用洁净干燥的小勺取用。取用强碱性试剂后的小勺应立即洗净,以免腐蚀。

(5)用吸管取用液态试剂时,决不许用同一吸管同时吸取二种试剂。(6)盛装试剂的瓶上,应贴有标明试剂名称、规格及出厂日期的标签,没有标签或标签字迹难以辨认的试剂,在未确定其成份前,不能随便使用。试剂的保存试剂放置不当可能引起质量和组分的变化,因此,正确保存试剂非常重要。一般化学试剂应保存在通风良好、干净的房子里,避免水分,灰尘及其它物质的沾污,并根据试剂的性质采取相应的保存方法和措施。试剂的保存方法:(1)容易腐蚀玻璃影响试剂纯度的试剂,应保存在塑料或涂有石蜡的玻璃瓶中。如:氢氟酸、氟化物(氟化钠、氟化钾、氟化铵)、苛性碱(氢氧化钾、氢氧化钠)等(2)见光易分解,遇空气易被氧化和易挥发的试剂应保存在棕色瓶里,放置在冷暗处。如过氧化氢(双氧水)、硝酸银、高锰酸钾等属见光易分解物质;氯化亚锡,硫酸亚铁,亚硫酸钠等属易被空气逐渐氧化的物质;溴、氨水及大多有机溶剂属易挥发的物质。(3)吸水性强的试剂应严格密封保存。如:无水碳酸钠,苛性钠等。(4)易相互作用、易燃、易爆炸的试剂,应分开贮存在阴凉通风的地方。如:酸与氨水、氧化剂与还原剂属易相互作用物质;有机溶剂属易燃试剂;氯酸、过氧化氢、硝基化合物属易爆炸试剂等。(5)剧毒试剂应专门保管、严格取用手续,实行五双的规定,以免发生中毒事故。如:氰化物(氰化钾、氰化钠)、氢氟酸、二氯化汞、三氧化二砷(砒霜)等属剧毒试剂。五双制度是指:双人保管、双把钥匙、双本账、双人发货、双人领用。不论任何爆炸、剧毒物品仓库,都必须坚持“五双”制度。我国标准物质分级:一级标准物质:主要用于研究和评价标准的方法。如控制标准曲线、产品质量仲裁等二级标准物质:常称为工作标准物质,用于工作标准及同一实验室或不同实验室间的质量保证。快速分析法和标准分析法一、快速分析法:主要用以控制生产工艺过程中最关键的阶段,要求能迅速得到分析结果,而对准确度则允许在符合生产要求的限度内适当将低,此法多用于车间生产控制分析。(特别突出一个快)二、标准分析法:标准分析法的结果是进行工艺核算及评定产品质量的依据。因此,需要很高的准确度,完成分析时间可适当长些,此种分析方法主要用于测定原料、产品的化学组成,也常用于校核和仲裁分析。(特别突出一个准)三、试样的采集一、采样的基本术语:(1)总体:研究对象的全体(2)采样单元:具有界限的一定数量的物料(3)样本(子样):取自总体中一个或多个个体,用于提供关于总体的信息。(4)份样:用采样器从一个采样单元中一次取得的一定量物料。(5)均匀物料;如果物料各部分的特性平均值在测量该特性的测量范围内,此物料就该特性而言是均匀物料。(6)采样误差:某一特性的总的估计误差的一部分,是由采样方案中已知的和容许的不够完善所引起的。采样误差:1、采样随机误差采样过程中有一些无法控制的偶然因素引起的偏差,这是无法避免的。增加采样的重复次数可以缩小这个误差2、采样系统误差由于采样方案、采样设备、操作者以及环境等因素,均可以引起采样的系统误差。系统误差的偏差是定向的,应极力避免。增加采样的重复次数不能缩小这类误差。采得的样品都可能包含采样的随机误差和系统误差,因此在通过检测样品随机求得的特性值数据的差异中,既包括采样误差,也包括试验误差。后者也因试验方法本身或操作技术等的影响而有其随机误差和系统误差。系统误差产生的原因:(1)方法误差——是指化验方法本身造成的误差。例如重量分析中,沉淀的溶解以及共沉淀现象;滴定分析中反应进行不完全,由指示剂的终点与化学计量点不符合以及滴定副反应等,都会引起化验结果偏高或偏低。(2)仪器误差——它是由于使用的仪器本身不够精密所造成的。如使用的容量仪器刻度不准又未经校正等。(3)试剂误差——由于试剂不纯或蒸馏水不纯,含有被测物或干扰物而引起的误差。(4)操作误差——由于化验人员对分析操作不熟练,个人对终点颜色的敏感性不同,判断偏深或偏浅,对刻度读数不正确等引起的化验误差。系统误差校正方法:采用标准方法与标准样品进行对照实验;根据系统误差产生的原因采取相应的措施,如进行仪器的校正以减小仪器的系统误差;采用纯度高的试剂或进行空白试验,校正试剂误差;严格训练与提高操作人员的水平,以减少操作误差等。2、偶然误差偶然误差也称随机误差。它是由某些难以控制、无法避免的偶然因素造成的,其大小与正负值都是不固定的。如操作中温度、湿度等的影响都会引起分析数值的波动。偶然误差服从正态分布规律(随机统计规律,又称高斯分布),具有如下的特点:(1)在一定的条件下,在有限次数测量值中,其误差的绝对值不会超过一定界限。(2)同样大小的正负值的偶然误差,几乎有相等的出现概率,小误差出现的概率大,大误差出现的概率小。为了减少偶然误差,应该重复多次平行实验并取结果的平均值。在消除了系统误差的条件下,多次测量结果的平均值可能更接近真实值。

这两类误差的划分并非绝对的,有时很难区别。例如判断滴定终点的迟早、观察颜色的深浅,有系统误差也有偶然误差。通常,偶然误差较系统误差更具有普遍意义。

化验工作中的“过失误差”不属于这两类误差。在实际工作中,由于操作人员的粗心大意或未按操作规程办事,造成误差,如溶液溅失、加错试剂、读错或记错数据、计算错误等,这些都是不应该有的现象,称之过失误差。只要操作者认真细心,严格按操作规程办事,养成良好的工作作风,这种过失是能避免的。不允许把过失误差当成偶然误差。

二、采样的重要性在实际工作中,要化验的物料常常是大量的,其组成有的比较均匀,也有的很不均匀。化验时所称取的分析试样只是几克,几百毫克或者更少,而分析结果必须能代表全部物料的平均组成,因此,仔细而正确的采取具有代表性的平均试样,就具有极其重要的意义。

一般地说,采样误差常大于分析误差,因此,掌握采样和制样的一些基本知识是很重要的。如果采样和制样的方法不正确,即使分析工作做得非常仔细和正确,也是毫无意义的,有时甚至给生产和科研带来很坏的后果。

三、采样的方法通常遇到的分析对象是各种各样的,例如有金属、矿石、土壤和化工产品,工业用水。归结起来,试样有固体,液体和气体三种状态。按其各组分在试样中的分布情况看,不外乎有分布得比较均匀和分布得不均匀的两种。显然,对于不同的分析对象,分析前试样的采集及制备也是不相同的,因此其采样及制备样品的具体步骤应根据分析试样的性质、均匀程度、数量等来决定。这些步骤和细节在有关产品的国家标准中都有详细规定。例如化工产品采样总则(GB6678-86),以及化学试剂取样及验收规则(GB6678-86)等等。(一)组成比较均匀的试样的采取和制备:一般地说,金属试样、水样以及某些较为均匀的化工产品等,组成比较均匀,任意采取一部分或稍加混合后取一部分,即成为具有代表性的分析试样。(1)金属试样(2)水样由于各种水的性质不同,水样的采集方法也不同。洁净的与稍受污染的天然水,水质变化不大,因此在规定的地点和深度,按季节采取一、二次,即具有代表性。生活污水与人们的作息时间,季节性和食物种类都有关系,一天中不同时间的水质不完全一样,每个月的水质情况也不相同,工业废水的变化更大,同一种工业废水,由于生产工艺过程不同,废水水质差别很大。a.当水样中含多量油类或其它有机物时,以玻璃瓶为宜,当测定微量金属离子时,采用塑料瓶较好,塑料瓶的吸附性较小,规定二化硅必须用塑料瓶取样。测定特殊项目的水样,可另用取样瓶取样,应用水样必要时需加药品保存。

b.采样瓶要洗的很干净,采样前应用水样冲洗样品瓶至少3次,然后采样。采样时,水要缓缓流入样品瓶,不要完全装满,水面与瓶塞间要留有空隙(但不超过1cm),以防止水温改变时瓶塞被挤掉。

采集工业废水样品时要根据废水的性质,排放情况及分析项目的要求,采用下列4种采集方式。(1)间隔式平均采样:对于连续排出水质稳定的生产设备,可以间隔一定时间采取等体积的水样,混匀后装入瓶内。(2)平均取样或平均比例取样。(3)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,可以一次采取。(4)单独采样:,某些工业废水,如悬浮性固体分布很不均匀,很难采到具有代表性的平均水样,而且放置过程中水中一些杂志容易浮在水面或沉淀,若从全分析水样中取出一部分用来分析某项目,则会影响到结果的正确性。在这种情况下,则可单独采样,进行全量分析。水样采集后应及时化验,保存时间越短,分析结果越可靠。组成比较均匀的化工产品可以任意取一部分为分析试样。若是贮存在大容器内的物料,可能因相对密度不同而影响其均匀程度,可在上、中、下不同高度处各取部分试样,然后混匀。如果物料是分装在多个小容器(如瓶、袋、桶)内,则可以从总体物料单元数(N)中按下述方法随机抽取:(1)总体物料单元数小于500的,从表中查看;(2)总体物料单元数大于500的,则按照总体单元数立方根的三倍数

,如遇小数,则进为整数(3)采样器有舌形铁铲,取样钻等。(二)组成很不均匀的试样的采取和制备对一些颗粒大小不均匀,成分混杂不齐。组成极不均匀的试样,如煤炭,土壤等,选取具有代表性的均匀试样是一项较为复杂的操作。根据经验,平均试样选取量与试样的均匀度,粒度,易破碎度有关,可用下式表示:Q=Kda式中:d:实验室样品中中最大颗粒的直径mmQ:采取试验样品的最低可靠质量kgK、a为经验常数,由实验求得注意:一般K值在0.02-1之间,样品越不均匀,K值越大。物料均匀,0.1-0.3,物料不太均匀,0.4-0.6,物料极不均匀0.7-1.0。a=1.8-2.5,地质部门一般规定为2。Q=Kd2结论:物料的颗粒越大,则最低采样量越多,样品越不均匀,最低采样量也越多。因此,对块状物料,应在破碎后再采样。采样的一般原则:(1)取样程序应使所取原始样品尽可能有代表性,减少采样误差,特别是系统误差。(2)也要满足分析项目的特殊要求:不同方法可能处理不同,克服内外因的影响因素也就不同。(3)也应考虑产品的数量,取样量不得不少于分析取样、复检和留样备查的总量。四、试样的制备(固体试样)从实验室样品到分析试样的这一处理过程称为试样的制备。试样的制备般需要经过破碎、过筛、混匀、缩分等步骤。(1)破碎:破碎可以分为粗碎、中碎、细碎和粉碎4个阶段,根据实验室样品颗粒的大小,破碎的难易程度,可采用人工或机械的方法逐步破碎,直至达到规定的粒度。破碎工具:圆盘破碎机、研钵体(2)过筛:物料在破碎过程中,每次磨碎后均需要过筛,未通过筛孔的粗粒再磨碎,直至样品全部通过指定的筛子为止(易分解的试样过170目筛,难分解的试样过200目筛)(3)混匀:混匀法通常有铁铲法或环锥法。铁铲法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品,如铁铲法是在光滑而干净的混凝土或木制平台上,用铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥,然后从锥底一铲一铲将物料铲起来,重新堆成另一个圆锥,来回翻倒数次。操作时物料必须从锥堆顶部自然洒落,使样品充分混合均匀,也可采用机械混匀器进行混匀。(4)缩分:缩分是在不改变物料的平均组成的情况下,逐步缩小试样量的过程。常用的有锥形四分法,正方形挖取法和分样器缩分法。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,都应该符合采样公式。否则应进一步破碎后再缩分。锥形四分法:将混合的样品堆成圆锥形,用铲子将锥顶压平成截椎体,通过截面圆心将椎体分成四等分,弃去任一相对两等份。A、样品预处理:对所采取的样品,要处理成适合分析测定的试样。多数分析操作是在溶液中进行的。因此,在工业分析中,应根据测定样品的性质,选择适当的方法来分解试样。方法:掩蔽和分离B、干扰物质的消除:工业物料的组成是比较复杂的,共存的物质对待测组分可能会产生干扰,因此,在研究和选择工业分析方法时,必须考虑共存组分的影响,并且采取相应的措施消除其干扰。

A、分解试样的方法

试样的品种繁多,所以各种试样的分解采用不同的方法,常用的分解方法大致可以分为溶解和熔融两种,溶解就是将试样溶解于水、酸、碱或其它溶剂中;熔融就是将试样与固体溶剂混合,在高温下加热,使预测组分转变为可溶于水或酸的化合物,另外,测定有机物中的无机物元素时,首先要除去有机物。

溶解比较简单、快速,所以分解试样尽可能采用溶解的方法。如果试样不能溶解或溶解不完全时,才采用熔融法。溶解根据使用溶剂不同可分为酸溶法和碱溶法。水作溶剂,只能溶解一般可溶性盐类,如硝酸盐等、大部分的氯化物和硫酸盐。B、分解试样的目的:将固体试样处理成溶液,或将组成复杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形式,为各组分的分析操作创造最佳条件C、试样分解的重要性:化学分析法和仪器分析法(发射光谱法除外)包括分光光度法、原子吸收法、ICP法、电化学分析法,色谱分析法,都必须将固态的试样进行溶解或熔融,制备成试样溶液才能进行测定。因此,试样的分解是分析测试工作中极为重要的一环。D、分解方法分为湿法和干法分解法

1、湿法分解法:(1)水溶解法;水是一种性质良好的溶剂,当采用溶解法分解试样时,首先考虑水作为溶剂是否可行。(2)酸分解法:利用酸的酸性,氧化还原性或配位性将试样中的被测组分转移入溶液中的方法,称为酸分解法。

a.盐酸分解法利用盐酸的酸性(氢离子效应)、还原性和氯离子的强配位性对试样(例如,元素周期表中电动序排在氢之前的金属或合金)进行分解是十分有效的。b.硝酸分解法:硝酸具有很强的酸性和氧化性,除了铂、金以及某些稀有金属外,浓硝酸几乎可以分解所有的金属试样,生成的硝酸盐绝大多数都溶于水。硝酸是硫化物和含硫矿石样品良好的溶剂。注意:在采用硝酸或硝酸与其他酸的混合溶剂分解试样时,要特别注意器皿的匹配和反应条件的控制。c.硫酸分解法:非氧化性溶解:稀硫酸不具备氧化性。氧化性溶解:热浓硫酸具有很强的氧化性和脱水性。另外,利用硫酸沸点高的性质,可将其蒸至冒白烟驱走溶液中的盐酸,硝酸和氢氟酸。2、干法分解法熔融法:熔融分解的目的是利用酸性或碱性溶剂与试样在高温下进行复分解反应,使试样中的组分转化成易溶于水或酸的化合物。熔融硅酸盐矿物和其它矿物的溶剂很多,一般多为碱金属化合物,常用的有无水碳酸钠,碳酸钾,氢氧化钾,氢氧化钠等。3、有机化合物的分解定温灰化法定温灰化是将有机试样置坩埚中,在电炉上炭化,然后移入高温炉中800℃灰化2-4小时,将灰白色残渣冷却后,用(1+1)盐酸或硝酸溶解,进行测定。此法适用于测定有机物中含的铜、铅、锌、钙、镁等。4、其它分解法:(1)电解氧化溶解法(2)加压溶解法(3)超声波振荡溶解法(4)微波熔融法E、一般试样的分解应遵循如下要求和原则:(a)试样分解必须完全(b)防止待测组分的损失(c)不能引入与被测组分相同的物质(d)防止引入对待测组分测定引起干扰的物质(e)选择的试样分解方法应与组分的测定方法相适应(f)根据溶剂的性质,选择合适的器皿

五、重量分析基本操作重量分析的基本操作包括样品的溶解、沉淀、过滤、洗涤、干燥和灼烧等步骤。(一)溶解样品:样品称于烧杯中,沿杯壁加溶剂,盖上表面皿,轻轻摇动,必要时可以加热促使其溶解,但温度不可太高,以防止溅失。如果样品需要用酸溶解且有气体放出时,应先在样品中加少量水调成糊状,盖上表面皿,从烧杯嘴处注入溶剂,待作用完了以后,用洗瓶冲洗表面皿并使之流入烧杯内。

称量方法通常在分析测试工作中使用的玻璃或陶瓷器皿,它的表面都会吸附大气中的水分,粉末固体试样或试剂尤其会吸附更多的水分,这种吸附着的水分含量会随大气温度而改变,为了避免水分含量对测量结果的影响,在称取所用器皿或试样的质量时,必须保持它们处于完全干燥状态。为此,在称量一个物体或称取试样时,必须采取相应合适的天平、器皿和注意规范操作。称量瓶固体试剂或试样一般都装入称量瓶,再进行称量,称量瓶具有磨口玻璃盖以保持密封,为保持其干燥,再将称量瓶置于干燥器内。称样方法:使用分析天平进行称量的方法有:直接称量法、指定准确质量称量法(也称为加重称量法)、指定一定质量范围称量法(也称为减重法或递减法)三种。

(1)直接称量法欲知道某一未知质量物体的质量,可将此物体直接放在天平上进行称量,从而获得该物体准确质量的方法,称之为直接称量法。(2)指定准确质量称量法(加重法)在分析实验中,有时要求称取某特定质量的试样或基准物,而这些试剂是吸湿性不大的粉末状物质时,可以采用此称量法称取。

基本操作方法是:使用一干燥的器皿(小烧杯)或一张称量纸(将其叠成小铲)放在天平盘上并称取其质量,然后用药勺先加入比所需质量略少的试样,按不同型号的天平操作,直至加入的试样质量与所指定的质量数值相等。(3)指定一定质量范围称量法(也称为减重法或递减法)基本操作方法:用一纸条套住称量瓶(内盛有所需试样)并将其从干燥器中取出,放在天平盘中直接称取其质量,记为m总。用同样的方法将称量瓶取出并移至试样接受器上方,用纸片夹着瓶盖柄轻轻敲击瓶口外缘使试样缓慢逐少量地落入接受器内。

当倾出的试样接近所需称取的质量时,一边轻轻敲击瓶口边缘,一边慢慢将瓶身竖直,使粘在瓶口的试剂落回称量瓶内。盖好称量瓶瓶盖,称取倾出试样后称物瓶的质量。若倾出的量与所需试样质量相差较远,则重复上述操作直至倾出的试样接近所需的量时,准确称出称物瓶的质量记为m1。

m总

–m1=m式样1

同样的操作,可以连续称取第二、第三、第四份试样。所以,当需称取多份在一定质量范围的试样、而且试样又较易吸湿、易氧化或挥发时,即可采用此称量法—递减法进行称量。直接称量法减重法

(二)沉淀重量分析对沉淀的要求是尽可能地完全和纯净,为了达到这个要求,应该按照沉淀的不同类型选择不同的沉淀条件,如沉淀时溶液的体积、温度、加入沉淀的浓度、数量、加入速度、搅拌速度、放置时间等等。因此,必须按照规定的操作手续进行。一般进行沉淀滴定时,左手拿滴管,滴加沉淀剂,右手持玻璃棒不断搅动溶液,搅动时玻璃棒不要碰烧杯壁或烧杯底,以免划损烧杯。溶液需要加热,一般在水浴或电热板上进行,沉淀后应检查沉淀是否完全。

检查沉淀是否完全的方法:待沉淀下沉后,在上层澄清液中,沿杯壁加1滴沉淀剂。观察滴落处是否出现浑浊,无浑浊现象表明已沉淀完全,如出现沉淀,需再补加沉淀剂,直到检查时上层清液中不再出现浑浊为止。然后盖上表面皿。(三)过滤和洗涤1、用滤纸过滤:滤纸分为定性滤纸和定量滤纸两种,重量分析中常用定量滤纸(或称无灰滤纸)进行过滤。定量滤纸灼烧后灰分极少,其重量可以忽略不计,如果灰分较重,应扣除空白。定量滤纸一般为圆形,按直径分为11cm、9cm、7cm等几种。按滤纸孔径大小分有快速、中速和慢速3种。根据沉淀的性质选择合适的滤纸。

由于滤纸具有强的吸水性,不能将沉淀经滤纸过滤后直接进行干燥再称重。一般总是将沉淀过滤后,将滤纸灰化。定量分析用的滤纸称为无灰滤纸,在制造这种滤纸时已用盐酸和氢氟酸除去其中的杂质。一张定量滤纸的质量为1g,其灰份含量小于0.1mg

2、

滤器在使用滤纸时,常需要和适合的滤器配合使用,常用的滤器有普通的玻璃漏斗、布氏漏斗,另外,还有玻璃坩埚漏斗,这种漏斗无需用滤纸而可将沉淀或需分离的物质直接过滤在烧结玻璃片上,再在一定温度下烘至恒重即可。根据烧结玻璃片的孔径大小有不同的规格,一般为牌号数字越大,孔径越小,可视沉淀或分离对象的实际情况而选定。

滤纸的折叠与安放(1)滤纸的折叠:一般将滤纸对折,然后再对折成四分之一圆,放入清洁干燥的漏斗中,如滤纸边缘与漏斗不十分密合,可稍稍改变折叠角度,直至与漏斗密合,再轻按使滤纸第二次的折边折固定,取出成圆锥体的滤纸,把三层厚的外层撕下一角,以便使滤纸紧贴漏斗壁撕下的纸角保留备用。若用布氏漏斗,则要选择与漏斗直径相适合的滤纸,而不需折叠。

(2)滤纸的安放把折好的滤纸放入漏斗,三层的一边应对应漏斗出口短的一边。用食指按紧,用洗瓶吹入水流将滤纸湿润,轻按压滤纸边缘使锥体上部与漏斗密合,但下部留有缝隙,加水至滤纸边缘,此时空隙应全部被水充满,形成水柱,放在漏斗架上备用。滤纸的折叠与放置快速过滤滤纸折叠配套漏斗示意图玻璃坩埚漏斗及配置抽滤装置(3)倾斜法过滤和初步洗涤首先要强调,过滤和洗涤要一次完成。因此必须事先计划好时间,不能间断,特别是过滤胶状沉淀。过滤一般分为3个阶段进行,第一阶段采用倾斜法把尽可能多的清液先过滤过去,并将烧杯中的沉淀做初步洗涤,第二阶段把沉淀转移到漏斗上,第三阶段清洗烧杯和洗涤漏斗上的沉淀。过滤时,为了避免沉淀堵塞滤纸的空隙,影响过滤速度,一般多采用倾斜法过滤,即倾斜静止烧杯,待沉淀下降后,先将上层清液倾入漏斗中,而不是一开始过滤就将沉淀和溶液搅混后过滤。过滤的操作步骤:将烧杯移到漏斗上方,轻轻提取玻璃棒,将玻璃棒下端轻碰一下烧杯壁使悬挂的液滴流回烧杯中,将烧杯嘴与玻璃棒贴紧,玻璃棒直立,下端接近3层滤纸,慢慢倾斜烧杯,使上层清液沿玻璃棒流入漏斗,漏斗中的液面不要超过滤纸高度的2/3,或使液面离滤纸上边缘约5mm,以免少量沉淀因毛细管作用越过滤纸上边缘造成损失。

洗涤:沉淀全部转移到滤纸上后,再在滤纸上进行最后的洗涤。这时要用洗瓶由滤纸边缘稍下一些地方螺旋形向下移动冲洗沉淀即可。这样可以使沉淀集中到滤纸椎体的底部,不可将洗涤液直接冲到滤纸中央沉淀上,以免沉淀外溅。采用少量多次的方法洗涤沉淀。即每次加少量洗涤液,洗后尽量沥干,再加第二次洗涤液,这样可以提高洗涤效率。洗涤次数一般都有规定,例如洗涤8-10次,或规定洗至流出液没有所需的杂质等。倾注法过滤的操作方法沉淀的洗涤沉淀的包裹(5)、干燥和灼烧

沉淀的干燥和灼烧是在一个预先灼烧至质量恒定的坩埚中进行,因此,在沉淀的干燥和灼烧前,必须预先准备好坩埚。A、坩埚的准备:先将瓷坩埚洗净,小火烤干或烘干,然后在所需温度下,加热灼烧。灼烧可在高温炉中进行,由于温度骤升或骤降常使坩埚破裂。最好将坩埚放入冷的炉膛中逐渐升高温度,或者将坩埚在已升至较高温度的炉口预热一下,再放进炉膛中。一般在800-950°C下灼烧半小时。从高温炉中取出坩埚时,应先使高温炉降温,然后将坩埚移入干燥器中,将干燥器连同坩埚一起移至天平室,冷却至室温(30min),取出称量。前后两次称量结果之差不大于0.2mg,即为坩埚已达质量恒定。B、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。利用玻璃棒把滤纸和沉淀从漏斗中取出,折卷成小包,把沉淀包在里面。此时应特别注意,勿使沉淀有任何损失。如果漏斗上沾有沉淀,可用滤纸擦一下,与沉淀包卷在一起。当滤纸炭化后,可逐渐提高温度,并随时用坩埚钳转动坩埚,把坩埚内壁上的黑炭完全烧去,将炭烧成二氧化碳而除去的过程叫灰化。待滤纸灰化后,将坩埚垂直地放在泥三角上,盖上坩埚盖(留一小空隙),于指定温度下灼烧沉淀。C、干燥器的使用方法干燥器是具有磨口盖子的密闭厚壁玻璃器皿,常用以保存干坩埚、称量瓶、试样等物。它的磨口边缘涂一薄层凡士林,使之能与盖子密合。干燥器底部盛放干燥剂,最常用的干燥剂是变色硅胶和无水氯化钙,其上搁置洁净的带孔瓷板。(干燥器中的空气并不是绝对干燥的,只是湿度较低而已)

干燥器是一种具有磨口盖子的容器,其中带有一块带孔瓷板以便放置重量分析用的坩埚。磨口盖的磨口面涂一层凡士林,当盖子盖上时,可以保持隔绝空气。在打开或盖回盖子时,要使盖子向平面滑动而不是向上拨或向下压。在移动干燥器时要用双手扶好盖子以免滑下打破。灼热的物体不要放入干燥器,因为灼热的东西会使干燥器内的空气膨胀,凡士林融化、致使盖子滑下。同时,如果将太热的物体放入干燥器,冷却后,会造成干燥器内形成真空而难

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