定量分析中的一般步骤

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1、第九章第九章 定量分析中的定量分析中的一般步骤一般步骤General Steps General Steps in Quantitative in Quantitative AnalysisAnalysis9.1 试样的采取和制备试样的采取和制备9.2 试样的分解试样的分解9.3 测定方法的选择测定方法的选择9.4 分析结果准确度分析结果准确度 的保证和评价的保证和评价分析化学电子教案分析化学电子教案定量分析的一般步骤：定量分析的一般步骤：取样取样试样预处理试样预处理测定测定数据处理数据处理结果表示结果表示9.1 9.1 试样的采取和制备试样的采取和制备取样是定量分析中的第一步；取样是定量分析

2、中的第一步；取样的基本原则：取样的基本原则：具有代表性具有代表性；取样的基本取样的基本步骤步骤： (1) (1) 收集粗样收集粗样( (原始试样原始试样) )； (2) (2) 将每份粗样混合或粉碎、缩分，将每份粗样混合或粉碎、缩分， 减少至适合分析所需的数量；减少至适合分析所需的数量； (3) (3) 制成符合分析用的试样。制成符合分析用的试样。9.1.1 取样的基本原则取样的基本原则 正确取样应满足以下正确取样应满足以下要求要求：1. 大批试样大批试样(总体总体)中所有组成部分都有同等的被采集中所有组成部分都有同等的被采集的几率；的几率；2. 根据给定的准确度，采取有次序的或随机的取样，根

3、据给定的准确度，采取有次序的或随机的取样，使取样费用尽可能低；使取样费用尽可能低；3. 将将 n 个单元的试样彻底混合后，再分成若干份，每个单元的试样彻底混合后，再分成若干份，每份分析一次。份分析一次。随机抽取了随机抽取了1010个样品，三种分析方案：个样品，三种分析方案：测定十次测定十次混合后取混合后取1/10分析一次分析一次混合混合各测一次各测一次方案一方案一方案二方案二方案三方案三 方案一、方案三所得结果的精密方案一、方案三所得结果的精密度相当；但后者的测定次数仅是前度相当；但后者的测定次数仅是前者的者的3/10。10.1.2 取样操作方法取样操作方法1. 1. 组成比较均匀的物料组成比

4、较均匀的物料 气体、液体及某些固体气体、液体及某些固体气体：直接取样或浓缩取样；气体：直接取样或浓缩取样；液体：在小容器中时，摇匀后取样；液体：在小容器中时，摇匀后取样； 在大容器中时，上、中、下分别取样，混合；在大容器中时，上、中、下分别取样，混合；固体：随机取样；固体：随机取样；大气、湖海取样大气、湖海取样( (分布不均匀分布不均匀) ) ：布点取样；：布点取样；2. 组成很不均匀的物料组成很不均匀的物料 矿石、煤炭、土壤等：大小、硬度、组成均有较矿石、煤炭、土壤等：大小、硬度、组成均有较大差异。堆积时，大小分布不均，图中结点取样。大差异。堆积时，大小分布不均，图中结点取样。 大量个体包装

5、：统计取样；大量个体包装：统计取样； 平均试样采取量平均试样采取量Q（kg）与试样的均与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关，可按切乔特匀度、粒度、易破碎度有关，可按切乔特采样公式估算：采样公式估算：Q = K d 2d: 试样中最大颗粒的直径，试样中最大颗粒的直径，mm；K：表征物料特性的缩分系数；表征物料特性的缩分系数；均匀铁矿石：均匀铁矿石：K = 0.020.3; 不均匀：不均匀：K = 0.52.0; 煤碳：煤碳：K = 0.30.5。.固体试样取样的一般程序固体试样取样的一般程序缩缩分：四分法分：四分法1、粗碎筛分(46号)2、中碎筛分(20号)3、细磨100-200号分析试样1003

6、00g缩分缩分缩分缩分缩分缩分1号(分析)2号(备查)9.1.3 湿存水的处理湿存水的处理 湿存水湿存水：试样表面及孔隙中吸附的空气中的水。：试样表面及孔隙中吸附的空气中的水。 受粒度大小和放置时间影响。受粒度大小和放置时间影响。 干干 基基：去除湿存水后试样的质量。：去除湿存水后试样的质量。 试样中各组分的相对含量通常用干基表示。试样中各组分的相对含量通常用干基表示。 试样通常需要干燥至恒重。试样通常需要干燥至恒重。 热稳定性样品：热稳定性样品：烘干烘干 易受热分解试样的干燥：易受热分解试样的干燥：真空干燥至恒重；真空干燥至恒重；例题：例题： 称取称取10.000 g 工业用煤试样，于工业用

7、煤试样，于100105烘烘1h后，后，称得其质量为称得其质量为9.460g,此煤样含湿存水为多少？如另取此煤样含湿存水为多少？如另取一份试样测得含硫量为一份试样测得含硫量为1.20%，用干基表示的含硫量，用干基表示的含硫量为多少？为多少？解：9.2 9.2 试样的分解试样的分解1. 1. 对分解方法的要求对分解方法的要求 (1) 分解完全、分解速度快；分解完全、分解速度快； (2) 分离测定容易；分离测定容易； (3) 不导致试样中待测组分损失或沾污；不导致试样中待测组分损失或沾污； (4) 无污染或污染小。无污染或污染小。2. 2. 常用分解方法常用分解方法 湿法湿法(溶解法溶解法)：用酸或

8、碱溶液分解试样；用酸或碱溶液分解试样； 干法干法(熔融法熔融法)：用固体碱或酸性物质熔融分解。用固体碱或酸性物质熔融分解。 特殊分解方法：特殊分解方法：氧瓶法、钠解、微波溶解等。氧瓶法、钠解、微波溶解等。3. 湿法分解中的溶剂选择原则湿法分解中的溶剂选择原则 (1) 能溶于水的用水作溶剂；能溶于水的用水作溶剂； (2) 不溶于水的酸性物质采用碱性溶剂，碱性试样不溶于水的酸性物质采用碱性溶剂，碱性试样采用酸性溶剂；采用酸性溶剂； (3) 还原性试样采用氧化性溶剂，氧化性试样采用还原性试样采用氧化性溶剂，氧化性试样采用还原性溶剂；还原性溶剂；9.2.1 无机物的分解无机物的分解 1. 1. 溶解法

9、溶解法2. 熔融法（熔剂与样品在高温下反应）熔融法（熔剂与样品在高温下反应）(1) 酸熔法酸熔法 常用熔剂：焦硫酸盐常用熔剂：焦硫酸盐(K2S2O7);硫酸氢钾硫酸氢钾(KHSO4) 适用对象：难溶于酸的碱性或中性氧化物、适用对象：难溶于酸的碱性或中性氧化物、 矿石；刚玉矿石；刚玉(Al2O3)；金红石金红石(TiO2)等；等； TiO2 + K2S2O7 = Ti(SO4) 2 (可溶性可溶性)+ 2K2SO4 a. 在瓷坩埚中进行；在瓷坩埚中进行； b. 冷却后用稀硫酸萃取。冷却后用稀硫酸萃取。 KHF2可用来分解稀土和钍的矿物。可用来分解稀土和钍的矿物。(2) 碱融法碱融法 常用熔剂：常

10、用熔剂：Na2CO3、 K2CO3、NaOH、 KOH、 Na2O2等等 Na2CO3、 K2CO3分解：硅酸盐、酸性炉渣分解：硅酸盐、酸性炉渣等；等； NaOH、 KOH分解：硅酸盐、铝土矿、粘土等分解：硅酸盐、铝土矿、粘土等 NaAlSi3O8 + 3Na2CO3 = NaAlO2 + 3Na2SiO3 +CO2 BaSO4 + Na2CO3 = Ba2CO3 + Na2SO4 混合熔剂：混合熔剂： Na2CO3和和K2CO3 (1:1)，可降低熔融温，可降低熔融温度度 注意注意选择合适的坩埚。选择合适的坩埚。3. 半熔法半熔法(烧结法烧结法) 将试样和熔剂在低于熔点的温度下进行反应；将试

11、样和熔剂在低于熔点的温度下进行反应； 避免侵蚀器皿；时间长避免侵蚀器皿；时间长 用用CaCO3 +NH4Cl 可分解硅酸盐，可测定其中的可分解硅酸盐，可测定其中的K+、Na+。例分解甲长石：例分解甲长石： KAlSi3O8 + 6Ca2CO3 + NH4Cl = 6CaSiO3 + Al2O3 + 2 KCl + 6CO2 + 2NH3 + H2O 烧结温度烧结温度750800；粉末产物，可水浸后测；粉末产物，可水浸后测 K+。9.2.2 有机物的分解有机物的分解 1. 1. 溶解法溶解法 (1)“相似相溶相似相溶”原则；原则； (2) 酚、有机酸溶于乙二胺、丁胺等碱性溶剂；酚、有机酸溶于乙二

12、胺、丁胺等碱性溶剂； (3) 有机碱、生物碱易溶于甲酸、乙酸等酸性溶剂；有机碱、生物碱易溶于甲酸、乙酸等酸性溶剂； (4) 高聚物：表高聚物：表14-2 2. 分解法分解法 分解后，进行无机元素测定；湿法和干法；分解后，进行无机元素测定；湿法和干法；(1) 湿法湿法有机有机试样试样硫酸硫酸或硝酸或硝酸或混合酸或混合酸CO2 + H2O硝酸硝酸盐盐或硫酸盐或硫酸盐阴离子阴离子金属元素金属元素C、H非金属元素非金属元素(2) 干法干法氧瓶燃烧法：氧瓶燃烧法：有机物中卤素、硫、磷、硼等元素测定有机物中卤素、硫、磷、硼等元素测定 及部分金属及部分金属Hg、Zn、Mg、Co、Ni测定测定定温灰化法：定温

13、灰化法：在坩埚中加热在坩埚中加热(500(500550550) )分解，灰化分解，灰化 常用于有机物和生物试样中的无机元素常用于有机物和生物试样中的无机元素 锑、铬、铁、钼、锶、锌等；锑、铬、铁、钼、锶、锌等；低温灰化：低温灰化：高频电激发的氧气通过试样，高频电激发的氧气通过试样，150150灰化；灰化； 9.3 9.3 测定方法的选择测定方法的选择 需要综合考虑各种指标，选择合理的分析方法；需要综合考虑各种指标，选择合理的分析方法； 理想的分析方法：理想的分析方法：灵敏度高、检出限低、准确度灵敏度高、检出限低、准确度高、操作简便。高、操作简便。 选择测定方法应考虑的问题：选择测定方法应考虑的

14、问题：1. 测定的具体要求测定的具体要求 目的、要求目的、要求(准确度、精密度准确度、精密度)、试样性质等、试样性质等2. 待测组分的测量范围待测组分的测量范围 常量、微量、痕量、超痕量、分子水平常量、微量、痕量、超痕量、分子水平3. 待测组分的性质待测组分的性质 存在形式、稳定性、毒性等存在形式、稳定性、毒性等4. 共存组分的影响共存组分的影响 干扰大小、掩蔽、分离等干扰大小、掩蔽、分离等5. 实验室条件实验室条件 试剂、仪器精度、去离子水规格、实验室环境试剂、仪器精度、去离子水规格、实验室环境6. 文献资料利用文献资料利用 标准方法、研究方法，方法评价指标标准方法、研究方法，方法评价指标

15、物质物质物质物质l物质的性质物质的性质l组分的含量组分的含量l干扰情况干扰情况分析方法分析方法分析方法分析方法l准确度准确度l灵敏度灵敏度l选择性选择性l适用范围适用范围成本成本成本成本l时间时间l人力人力l设备设备l消耗品消耗品分析方法分析方法用户对分用户对分析结果的析结果的要求和对要求和对分析费用分析费用的承受度的承受度用户用户测定方法的选择测定方法的选择化学分析法化学分析法 chemical analysisu以物质的化学反应为基础建立起来的分析方法以物质的化学反应为基础建立起来的分析方法待测物待测物Analyte+试剂试剂Reagent 产物产物Product重量分析法重量分析法重量分

16、析法重量分析法 gravimetrygravimetry容量分析法（滴定分析法）容量分析法（滴定分析法）容量分析法（滴定分析法）容量分析法（滴定分析法）volumetryvolumetry, , titrimetrytitrimetry化学分析法u可溶性钡盐中钡含量的测定可溶性钡盐中钡含量的测定(重量法）重量法）：溶样溶样溶样溶样稀稀稀稀HH2 2SOSO4 4BaSOBaSO4 4 过滤过滤过滤过滤洗涤洗涤洗涤洗涤灼烧灼烧灼烧灼烧计算计算计算计算Ba%Ba%FeFe3+3+还原剂还原剂还原剂还原剂FeFe2+2+KK2 2CrCr2 2OO7 7V V C C称样称样称样称样硫硫硫硫- -磷

17、混酸磷混酸磷混酸磷混酸溶样溶样溶样溶样mmS SFeFe3+3+mmp p称样称样称样称样HClHClmmS S称重称重称重称重mmp puu 铁矿中铁含量的测定（滴定分析法）：铁矿中铁含量的测定（滴定分析法）：铁矿中铁含量的测定（滴定分析法）：铁矿中铁含量的测定（滴定分析法）：仪器分析法 instrumental analysisu 依据物质的物理性质及物理化学性质建立起来的分依据物质的物理性质及物理化学性质建立起来的分析方法，通常使用特殊的仪器。析方法，通常使用特殊的仪器。 光学分析法光学分析法 spectral analysis 电化学分析法电化学分析法 electroanalysis

18、色谱分离分析法色谱分离分析法 chromatography 等等等等例：分光光度法测定微量铁（物理化学方法，例：分光光度法测定微量铁（物理化学方法，physicochemical method）。）。 3 332+桔红色桔红色桔红色桔红色 maxmax邻二氮菲邻二氮菲化学分析与仪器分析方法比较项目项目化学分析法化学分析法（经典分析法）（经典分析法）仪器分析法仪器分析法（现代分析法）（现代分析法）物质性质物质性质化学性质化学性质物理、物理化学性质物理、物理化学性质测量参数测量参数体积、重量体积、重量吸光度、电位、发射强度等吸光度、电位、发射强度等等等误差误差0.1 % 0.2 %1 % 2% 或

19、更高或更高组分含量组分含量1 % 100% 1%)，采用化学分析法（滴定分析法），采用化学分析法（滴定分析法）u石灰石中微量铁的测定石灰石中微量铁的测定 微量成分微量成分(1%) ，可采用分光光度法。，可采用分光光度法。要保证分析结果的准确度要保证分析结果的准确度要保证分析结果的准确度要保证分析结果的准确度：一是一是一是一是要采取系列减小误要采取系列减小误要采取系列减小误要采取系列减小误差的措施，对整个分析过程进行质量控制；差的措施，对整个分析过程进行质量控制；差的措施，对整个分析过程进行质量控制；差的措施，对整个分析过程进行质量控制；二是二是二是二是要要要要采用有效方法对分析结果进行评价，及

20、时发现分析采用有效方法对分析结果进行评价，及时发现分析采用有效方法对分析结果进行评价，及时发现分析采用有效方法对分析结果进行评价，及时发现分析过程中的问题，确保分析结果的准确性。过程中的问题，确保分析结果的准确性。过程中的问题，确保分析结果的准确性。过程中的问题，确保分析结果的准确性。分析结果的评价分析结果的评价分析结果的评价分析结果的评价：对分析结果是否可取作出判断。：对分析结果是否可取作出判断。：对分析结果是否可取作出判断。：对分析结果是否可取作出判断。方法方法方法方法：重复测定重复测定重复测定重复测定偶然误差；偶然误差；偶然误差；偶然误差；对照试验对照试验对照试验对照试验（与标准（与标准（与标准（与标准物质（方法），物质（方法），物质（方法），物质（方法），回收试验回收试验回收试验回收试验系统误差；系统误差；系统误差；系统误差；互换仪互换仪互换仪互换仪器器器器仪器误差；仪器误差；仪器误差；仪器误差；交换操作者交换操作者交换操作者交换操作者操作误差。操作误差。操作误差。操作误差。质量质量质量质量控制图控制图控制图控制图有效性检验。有效性检验。有效性检验。有效性检验。9.4 9.4 分析结果准确度的保证和评价分析结果准确度的保证和评价质量控制图 用于工业生产分析中的质量控制用于工业生产分析中的质量控制日期2468 +3 -3 +2 -2 上警告限下警告限上控制限下控制限