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1、分分 析析 化化 学学湛江师范学院化学科学湛江师范学院化学科学 与技术学院与技术学院 杜建中杜建中 第二章 分析试样的采取和预处理第一节第一节分析试样的采取和制备分析试样的采取和制备 一、采取试样的基本原则一、采取试样的基本原则二、二、固体试样的采取固体试样的采取三、三、液体试样的采取和保存液体试样的采取和保存四、气体试样的采取四、气体试样的采取 一、采取试样的基本原则一、采取试样的基本原则 1.基本步骤基本步骤 收集粗样收集粗样(原始试样原始试样)； 将每份粗样混合或粉碎、缩分，减少至将每份粗样混合或粉碎、缩分，减少至 适合分析所需的数量；适合分析所需的数量； 制成符合分析用的试样。制成符合
2、分析用的试样。 2.基本原则基本原则 采样前对现场进行勘察并收集有关资料，采样前对现场进行勘察并收集有关资料，了解采样对象及其周边环境等。了解采样对象及其周边环境等。 采取的试样必须具有代表性，（试样的组采取的试样必须具有代表性，（试样的组成必须能够代表物料的平均组成）。成必须能够代表物料的平均组成）。 根据试样的性质及分析测定的要求确定采根据试样的性质及分析测定的要求确定采样量。样量。 采用合理的方式保存试样。采用合理的方式保存试样。 二、固体试样的采取二、固体试样的采取 （一）矿石试样（一）矿石试样 1.采采样点的布设样点的布设 根据物料的堆放情况和质量的多少，从不同部根据物料的堆放情况和
3、质量的多少，从不同部位和深度合理选择取样点。位和深度合理选择取样点。汽车车厢汽车车厢 火车车厢火车车厢 （30吨吨） 2.固体试样湿存水的除去固体试样湿存水的除去 将试样在将试样在100105烘干，受热易分解的试样烘干，受热易分解的试样可采取风干或真空干燥等方法处理。可采取风干或真空干燥等方法处理。 干燥时间根据试样的性质决定。干燥时间根据试样的性质决定。火车车厢（火车车厢（30吨）吨） 矿石堆（矿石堆（30100吨）吨） 每份取样量为每份取样量为8002000g 。 3.固体试样的制备固体试样的制备 采集的试样需经过破碎、过筛、混匀和缩分，采集的试样需经过破碎、过筛、混匀和缩分，为保证试样的
4、代表性，应使采集的试样全部通过标为保证试样的代表性，应使采集的试样全部通过标准筛，不得将粗颗粒试样随意弃去。准筛，不得将粗颗粒试样随意弃去。 通过四分法进行缩分通过四分法进行缩分 。每次缩分按下式进行每次缩分按下式进行 m = Kda 或或 m = Kd2 m为缩分出试样的最小质量（为缩分出试样的最小质量（kg），），d为试样为试样中最大颗粒的直径（中最大颗粒的直径（mm），），a和和K为经验常数。为经验常数。 地质部门规定地质部门规定a值为值为2。 （二）土壤试样（二）土壤试样 样品特点：样品特点：土壤组成具有不均匀性，影响因素土壤组成具有不均匀性，影响因素复杂。复杂。 1.采样点的布设：采
5、样点的布设：根据地形地貌及采样地块面根据地形地貌及采样地块面积决定，地形地貌复杂、面积大多布点。积决定，地形地貌复杂、面积大多布点。 2.采样时间：采样时间：秋冬季至早春采样较好；了解土秋冬季至早春采样较好；了解土壤污染情况可随时采样。壤污染情况可随时采样。 3.采样深度：采样深度：根系较浅，可采集根系较浅，可采集020cm深的深的土土壤，根系分布较深采集壤，根系分布较深采集060cm深的土壤。深的土壤。 4.采样量：采样量：一般要求一般要求1kg左右。左右。 5.保存：保存：测定不稳定组分需要新鲜土壤，测定测定不稳定组分需要新鲜土壤，测定其他组分需将土壤风干。其他组分需将土壤风干。 土壤组分
6、应保存在玻璃及聚乙烯塑料容器中，土壤组分应保存在玻璃及聚乙烯塑料容器中，避免日光、潮湿、高温及酸碱气体的影响。避免日光、潮湿、高温及酸碱气体的影响。 ( (三三) )粉状或松散物料试样粉状或松散物料试样 盐类、化肥、农药等组成较均匀的试样，用适盐类、化肥、农药等组成较均匀的试样，用适当的取样器，在不同部位采取少量试样混合后作为当的取样器，在不同部位采取少量试样混合后作为分析试样。分析试样。 ( (二二) )金属或金属制品金属或金属制品 片状或丝状试样：片状或丝状试样：剪取一部分用于测定；剪取一部分用于测定；铸铸铁或钢锭：铁或钢锭：先将表面清理，用钢钻在不同位置、先将表面清理，用钢钻在不同位置、
7、不同深度钻取碎屑混合均匀，作为分析试样。不同深度钻取碎屑混合均匀，作为分析试样。白白口铁、硅钢等极硬试样口铁、硅钢等极硬试样：用钢锤砸碎后，在钢钵：用钢锤砸碎后，在钢钵内捣碎，取一部分作分析试样。内捣碎，取一部分作分析试样。 三、液体试样的采取和保存三、液体试样的采取和保存 1.采样点的设置采样点的设置 装在大容器中液体，分别从上、中、下分别采装在大容器中液体，分别从上、中、下分别采集试样进行分析，可知相应部位的物料组成；也可集试样进行分析，可知相应部位的物料组成；也可将其混合均匀后进行分析，可知物料的平均组成。将其混合均匀后进行分析，可知物料的平均组成。 装在小容器中液体，随机选取若干子样混
8、合均装在小容器中液体，随机选取若干子样混合均匀作为分析试样。匀作为分析试样。 其他江河、湖海、水库等取样方法见其他江河、湖海、水库等取样方法见p1415。2.采样设备采样设备 3.水样的保存水样的保存 目的：目的：减缓水样的生物化学作用减缓水样的生物化学作用；减少组减少组分的挥发损失分的挥发损失；减缓被测组分的水解及氧化还原减缓被测组分的水解及氧化还原作用作用；避免沉淀或结晶析出导致的组分变化。避免沉淀或结晶析出导致的组分变化。 （1）贮存水样的容器）贮存水样的容器 测定金属和无机物的水样测定金属和无机物的水样 聚乙烯容器；聚乙烯容器； 测定有机物和生物组分的水样测定有机物和生物组分的水样 玻
9、璃容器；玻璃容器； 特殊测定项目的水样特殊测定项目的水样 石英或聚四氟乙烯容器石英或聚四氟乙烯容器; 见光后可能发生反应的水样见光后可能发生反应的水样 棕色容器。棕色容器。 2.水样贮存的时间水样贮存的时间 清洁的水样存放时间清洁的水样存放时间72小时小时 轻度污染的水样存放时间轻度污染的水样存放时间48小时小时 严重污染的水样存放时间严重污染的水样存放时间12小时小时 3.水样的保存方法水样的保存方法 措施：措施：控制控制pH值、加入化学试剂、控制温度值、加入化学试剂、控制温度（冷藏或冷冻）。（冷藏或冷冻）。 目的：目的：抑制微生物活动，减少物理挥发和化学抑制微生物活动，减少物理挥发和化学反
10、应速率，防止金属离子水解、沉淀、被吸附等。反应速率，防止金属离子水解、沉淀、被吸附等。 四、气体试样的采取四、气体试样的采取 1.采样点的分布原则采样点的分布原则 （1）采样点应在监测区具有不同污染物浓度的）采样点应在监测区具有不同污染物浓度的地方。地方。 （2）入口、工业、交通密集地区多布点，反之）入口、工业、交通密集地区多布点，反之少布点。少布点。 （3）采样点选择在开阔地带，并注意风向。）采样点选择在开阔地带，并注意风向。 （4）研究大气污染对人体的影响，采样口高度）研究大气污染对人体的影响，采样口高度一般离地一般离地1.5m左右。左右。 2.采样方法采样方法 （1）直接采样法：）直接采
11、样法：气体中待测物浓度较高，或气体中待测物浓度较高，或所有检测方法灵敏度较高，用少量气体样品就可以所有检测方法灵敏度较高，用少量气体样品就可以满足测定要求。满足测定要求。 采样时间较短采样时间较短 （2）浓缩采样法：）浓缩采样法：气体中待测物浓度较低，或气体中待测物浓度较低，或所有检测方法灵敏度不高，需对待测物进行富集。所有检测方法灵敏度不高，需对待测物进行富集。（溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法（溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法见p16） 采样时间较长采样时间较长第二章 分析试样的采取和预处理第二节第二节分析试样的预处理分析试样的预处理一、无机试样的预处理一、无机试样的预处理二、二、有机
12、试样的预处理有机试样的预处理三、生物试样的预处理三、生物试样的预处理 一、无机试样的分解一、无机试样的分解 ( (一一) )溶解法溶解法 1.水溶法水溶法 用于可溶性的无机盐的溶解。用于可溶性的无机盐的溶解。 2.酸溶法酸溶法 盐酸盐酸 用于溶解除银、铅等少数金属外的其用于溶解除银、铅等少数金属外的其它金属；它金属； 硝酸硝酸 浓硝酸可溶解除铁、铝等被钝化的其浓硝酸可溶解除铁、铝等被钝化的其它金属它金属 ； 王水王水 几乎可溶解所有的试样；几乎可溶解所有的试样； 硫酸硫酸 热的浓硫酸具有强氧化性和脱水性，热的浓硫酸具有强氧化性和脱水性，可用于分解铁、钴、镍等金属和有机试样；可用于分解铁、钴、镍
13、等金属和有机试样； 高氯酸高氯酸 浓的高氯酸可迅浓的高氯酸可迅速溶解钢和各种铝速溶解钢和各种铝合金；合金； 磷酸磷酸 磷酸根具有很强的络合能力，可溶解磷酸根具有很强的络合能力，可溶解很多其它酸不溶的矿石；很多其它酸不溶的矿石； 氢氟酸氢氟酸 F-具有强的络合能力，常与硫酸、具有强的络合能力，常与硫酸、硝酸等混合使用，分解硅、钨、铌等试样。硝酸等混合使用，分解硅、钨、铌等试样。 3.碱溶法碱溶法 利用利用NaOH、KOH溶解两性金属及溶解两性金属及其合金、氧化物、氢氧化物。其合金、氧化物、氢氧化物。 (二二)熔融法熔融法 利用试样与固体熔剂混合，高温加热，试样利用试样与固体熔剂混合，高温加热，试
14、样与熔剂发生复分解反应，试样的全部组分转化为与熔剂发生复分解反应，试样的全部组分转化为易溶于水或酸的化合物。易溶于水或酸的化合物。 1.酸熔法酸熔法 用于碱性试样的分解，常用的熔剂用于碱性试样的分解，常用的熔剂有焦硫酸钾、硫酸氢钾。有焦硫酸钾、硫酸氢钾。 2.碱熔法碱熔法 用于酸性试样的分解。用于酸性试样的分解。 Na2CO3和和K2CO3 混合物混合物(1 1) 适用于分适用于分解铝含量高的硅酸盐。解铝含量高的硅酸盐。 Na2CO3 和和S 用于分解含砷、锑、锡的矿用于分解含砷、锑、锡的矿石。石。 Na2O2 可分解许多难溶性物质。可分解许多难溶性物质。 NaOH和和KOH 分解铝土矿、硅酸
15、盐等。分解铝土矿、硅酸盐等。 ( (三三) )烧结法烧结法 又称半熔法，将试样与熔剂混合，小心加热又称半熔法，将试样与熔剂混合，小心加热至熔结。此温度低于熔点，让试样与固体溶剂发至熔结。此温度低于熔点，让试样与固体溶剂发生反应。生反应。 【注意注意】 溶解法分解试样较简单、快速，得溶解法分解试样较简单、快速，得到试液较纯净。熔融法分解试样不仅麻烦，而且到试液较纯净。熔融法分解试样不仅麻烦，而且易引入杂质。易引入杂质。 二、有机试样的分解二、有机试样的分解 (一一)干式灰化法干式灰化法 将试样置于马弗炉中加高温，在氧气作用下将试样置于马弗炉中加高温，在氧气作用下使之分解，加少量酸浸取燃烧后的无机
16、残余物。使之分解，加少量酸浸取燃烧后的无机残余物。 1.氧瓶燃烧法氧瓶燃烧法 在充满氧气的密闭瓶内，用电火花引燃有机在充满氧气的密闭瓶内，用电火花引燃有机物，瓶内可盛适当的吸收剂以吸收燃烧产物。然物，瓶内可盛适当的吸收剂以吸收燃烧产物。然后用适当方法测定。后用适当方法测定。 2.定温灰化法定温灰化法 将试样置于坩埚内，在空气中加热炭将试样置于坩埚内，在空气中加热炭化，然后至于马弗炉内，在一定温度范围化，然后至于马弗炉内，在一定温度范围使其灰化。残渣用合适溶剂溶解后，用合使其灰化。残渣用合适溶剂溶解后，用合适方法进行测定。适方法进行测定。 3.低温灰化法低温灰化法 利用射频放电来产生活性氧游离基
17、，能在利用射频放电来产生活性氧游离基，能在低温下破坏有机物质。该方法可最大限度减少低温下破坏有机物质。该方法可最大限度减少挥发损失。挥发损失。 【优点优点】方法简单、避免由外界引入杂质。方法简单、避免由外界引入杂质。 【缺点缺点】少数元素挥发或器壁粘附元素造成少数元素挥发或器壁粘附元素造成损失。损失。 ( (二二) )湿式消化法湿式消化法 用硫酸和硝酸的混合物与试样一起置于克用硫酸和硝酸的混合物与试样一起置于克氏烧瓶内，在一定温度下进行煮沸，硝酸能破氏烧瓶内，在一定温度下进行煮沸，硝酸能破环大部分有机物，煮沸时硝酸逐渐分解挥发，环大部分有机物，煮沸时硝酸逐渐分解挥发，最后剩余硫酸，继续加热使产
18、生最后剩余硫酸，继续加热使产生SO3白烟在烧白烟在烧瓶种回流，直到溶液变成透明为止。瓶种回流，直到溶液变成透明为止。 【注意注意】用用3 1 1的硝酸、高氯酸和硫的硝酸、高氯酸和硫酸的混合溶液进行消化效果更好。但高氯酸酸的混合溶液进行消化效果更好。但高氯酸的使用需格外小心。的使用需格外小心。 【优点优点】分解速度快。分解速度快。 【缺点缺点】易引入杂质。易引入杂质。 三、生物试样的预处理三、生物试样的预处理 （一）生物组织细胞的破碎方法一）生物组织细胞的破碎方法 1.机械法机械法 通过机械运动产生的剪切力的作用使组织细胞通过机械运动产生的剪切力的作用使组织细胞破碎。破碎。 （1）组织捣碎法）组
19、织捣碎法 原理：原理：利用捣碎机高速旋转将细胞组织捣碎。利用捣碎机高速旋转将细胞组织捣碎。 适用范围：适用范围：动物的内脏、植物的叶芽组织细胞动物的内脏、植物的叶芽组织细胞的破碎，也可用于微生物、细菌细胞的破碎。的破碎，也可用于微生物、细菌细胞的破碎。 较剧烈的破碎细胞的方法。较剧烈的破碎细胞的方法。 （2）研磨法）研磨法 原理：原理：利用研磨时产生的力使组织细胞破碎。利用研磨时产生的力使组织细胞破碎。 适用范围：适用范围：实验室使用，常用于微生物、植物实验室使用，常用于微生物、植物组织细胞的破碎。组织细胞的破碎。 必要时可加入石英砂、氧化铝等助磨剂。必要时可加入石英砂、氧化铝等助磨剂。 2.
20、物理法物理法 （1）反复冻融法）反复冻融法 （2）急热骤冷法）急热骤冷法 （3）超声波破碎法：）超声波破碎法：借助超声波的振动力破借助超声波的振动力破碎细胞。碎细胞。 3.化学破碎法化学破碎法 原理：原理：通过化学试剂对细胞膜的作用，使细通过化学试剂对细胞膜的作用，使细胞破碎。胞破碎。 为防止蛋白质变性失活为防止蛋白质变性失活 低温下进行。低温下进行。 4.酶解破碎法酶解破碎法 原理：原理：利用酶的作用将细胞壁分解，使细胞利用酶的作用将细胞壁分解，使细胞内含物释放出来。内含物释放出来。 （1）无机盐沉淀蛋白质可逆（蛋白质保留活性）。）无机盐沉淀蛋白质可逆（蛋白质保留活性）。 （2）有机溶剂沉淀
21、蛋白质不可逆（失活）。）有机溶剂沉淀蛋白质不可逆（失活）。 沉淀后的溶液置于离心管中，通过高速离心沉淀后的溶液置于离心管中，通过高速离心后，取上清液用于分析。后，取上清液用于分析。方方法法有机溶剂：甲醇、乙醇、乙腈、丙酮等有机溶剂：甲醇、乙醇、乙腈、丙酮等 无机盐：氯化铵、硫酸铵无机盐：氯化铵、硫酸铵 （二）蛋白质的除去（二）蛋白质的除去高氯酸高氯酸 ( (四四) )生物大分子的提取生物大分子的提取 1.水溶液提取水溶液提取 特点：特点：绝大多数蛋白质和酶在低浓度盐溶液中绝大多数蛋白质和酶在低浓度盐溶液中有较大的溶解度。盐的浓度增大到一定时，蛋白质有较大的溶解度。盐的浓度增大到一定时，蛋白质的
22、溶解度又逐渐减小，直至有沉淀析出。的溶解度又逐渐减小，直至有沉淀析出。 盐溶：盐溶：在盐溶液中，蛋白质的溶解度较纯水中在盐溶液中，蛋白质的溶解度较纯水中溶解度大大增加的现象。溶解度大大增加的现象。 盐析：盐析：由于盐浓度的增大，蛋白质从溶液在沉由于盐浓度的增大，蛋白质从溶液在沉淀析出现象淀析出现象。（量变引起质变） 注意事项注意事项 1. pH太大或太小会影响蛋白质的溶解度和稳定太大或太小会影响蛋白质的溶解度和稳定性，以致使蛋白质变性。提取溶剂的性，以致使蛋白质变性。提取溶剂的pH值应控制在值应控制在目标蛋白质等电点的两侧，碱性蛋白质选择偏酸一目标蛋白质等电点的两侧，碱性蛋白质选择偏酸一侧，酸性蛋白质控制在偏碱一侧。侧，酸性蛋白质控制在偏碱一侧。 2. 适当地提高提取温度可提高蛋白质的溶解度，适当地提高提取温度可提高蛋白质的溶解度，温度过高，蛋白质变性失活，制备有活性的蛋白质温度过高，蛋白质变性失活，制备有活性的蛋白质和酶提取操作温度控制在和酶提取操作温度控制在5以下。以下。
