Ch.2 试样采集与制备.ppt

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1、Ch2.试样采集与制备SecSec 1 1 试样的采集试样的采集 指从大批物料中采取少量样本作为原始试样，所采试样应具有高度的代表性，采取的试样的组成能代表全部物料的平均组成。采样要均匀、有代表性试样多样化，不均匀试样应选取不同部位进行采试样多样化，不均匀试样应选取不同部位进行采样，以保证所采试样的代表性。样，以保证所采试样的代表性。1 固体试样固体试样 土壤样品:采集深度0-15cm的表地为试样，按3点式(水田出口，入口和中心点)或5点式(两条对角线交叉点和对角线的其它4个等分点)取样。对角线法对角线法 方格法方格法 “之之”字法字法 沉积物沉积物:用采泥器从表面往下每隔用采泥器从表面往下每

2、隔1 1米取一米取一个试样。个试样。金属试样金属试样:经高温熔炼，比较均匀，钢片可任经高温熔炼，比较均匀，钢片可任取。对钢锭和铸铁，钻取几个不同点和深度取样，将取。对钢锭和铸铁，钻取几个不同点和深度取样，将钻屑置于冲击钵中捣碎混匀作分析试样。钻屑置于冲击钵中捣碎混匀作分析试样。采样的数目采样的数目 采样的数目（即采样单元数）越多越具代表性，所耗人力、物力也越大。准确度要求越高、物料越不均匀，采样单元数也越大。整批物料中组分平均含量区间为整批物料中组分平均含量区间为:m m:整批物料中组分平均含量，整批物料中组分平均含量，:为试样中组分平均含量，为试样中组分平均含量，t:与测定次数和置信度有关的

3、统计量，与测定次数和置信度有关的统计量，s s:各个试样单元含量标准偏差的估计值，各个试样单元含量标准偏差的估计值，n:采样单元数采样单元数若测量误差很小若测量误差很小,分析结果的误差主要是由采样引起的分析结果的误差主要是由采样引起的其中：其中：采样公式采样公式:可见，对分析结果的准确度要求越高（即E越小），采样单元数n就越大；物料越不均匀，就越大，采样单元数n也增大。平均试样采取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关。试样采取最小量与试样的最大粒度（直径d,mm）的a次方成正比，并与试样的不均匀程度（k）成正比。2.液体试样液体试样液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少液体试样一般比较均匀，取

4、样单元可以较少 当物料的量较大时，应从不同的位置和深度分当物料的量较大时，应从不同的位置和深度分别采样，混合均匀后作为分析试样，以保证它的代别采样，混合均匀后作为分析试样，以保证它的代表性。表性。液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶 ，一般情况，一般情况下两者均可使用。但当要检测试样中的有机物时，下两者均可使用。但当要检测试样中的有机物时，宜选用玻璃器皿；而要测定试样中微量的金属元素宜选用玻璃器皿；而要测定试样中微量的金属元素时，则宜选用塑料取样器，以减少容器吸附和产生时，则宜选用塑料取样器，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

5、容易发生变化，应立即对其液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其进行测试；否则，应采取适当保存措施，以防止或减进行测试；否则，应采取适当保存措施，以防止或减少在存放期间试样的变化。少在存放期间试样的变化。保存措施有：控制溶液的保存措施有：控制溶液的pHpH值、加入化学稳定试值、加入化学稳定试剂、冷藏和冷冻、避光和密封等。剂、冷藏和冷冻、避光和密封等。采取这些措施旨采取这些措施旨在减缓生物作用、化合物或配合物的水解、氧化还原在减缓生物作用、化合物或配合物的水解、氧化还原作用及减少组分的挥发。保存期长短与待测物的稳定作用及减少组分的挥发。保存期长短与待测物的稳定性及保存方法有关。性及保存方法有关

6、。书书P26P26表表2 21 1为几种常见的保存方法。为几种常见的保存方法。3.气体试样气体试样用泵将气体充入取样容器（由于气体收集困难，用泵将气体充入取样容器（由于气体收集困难，容器一般装有固体吸附剂或过滤器）。容器一般装有固体吸附剂或过滤器）。固体吸附剂收集挥发性或半挥发性气体；过滤器用于收集气溶胶中的非挥发性组分 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(气气态、蒸气或气溶胶态、蒸气或气溶胶)、浓度以及测定方法的灵敏度，、浓度以及测定方法的灵敏度，可用直接法或浓缩法取样可用直接法或浓缩法取样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

7、物料，因密度不内的物料，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混匀处采取部分试样后混匀 4.生物试样生物试样 生物样不同于无机、有机物料，其组成因部位和时季的不同有较大的差异。采样应根据需要选取适当部位采样应根据需要选取适当部位和生长发育阶段进行，除应注意有群体代表性外，还应和生长发育阶段进行，除应注意有群体代表性外，还应有适时性和部位典型性有适时性和部位典型性 对于植物试样，采集后需用清水洗净晾干或烘干；粉碎过40至100号的筛，混匀备用。若需鲜样分析的样品，应立即进行处理和分析，生物试样中的酚、亚硝酸、有机农药、维生素、

8、氨基酸等在生物体内易发生转化、降解或者不稳定的成分。动物试样：肌肉、肝、肾、皮肤、血液、蛋动物试样：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奶，尿液，血浆、粪便等；对组织样品宜分取一个完整的解剖部分个完整的解剖部分 储存生物材料的容器材料有塑料和玻璃。注意：储存生物材料的容器材料有塑料和玻璃。注意：塑料易吸附脂溶性组分，玻璃易吸附碱性物质，尿塑料易吸附脂溶性组分，玻璃易吸附碱性物质，尿样注意酸败和细菌污染样注意酸败和细菌污染SecSec 2 2 试样的制备试样的制备 分析实验室所需的试样量：0.XX g 采集的试样量：100010000g 需进一步加工处理1.固体

9、原样 破碎、研磨 机械：扎碎机、滚磨机、锤磨机、球磨机 人工：锤子、冲击钵、研钵 一般要求过100200号筛混合与缩分 混匀，堆成圆锥形，压平，划成四分，取对顶角二分，再混匀，堆成圆锥形，压平，划成四分，取对顶角二分，再进一步破碎或研磨，混匀后，再对顶角二分，反复进行进一步破碎或研磨，混匀后，再对顶角二分，反复进行采集平均试样时的最小质量采集平均试样时的最小质量筛号筛号/目目筛孔直筛孔直径径/mm最小质量最小质量/KgK=0.10.20.30.51.036.724.529.0313.5522.645.263.361.132.263.395.6511.3102.000.400.801.202.0

10、04.00200.830.0690.140.210.350.69400.420.0180.0350.0530.0880.176600.250.0060.0130.0190.0310.063800.1770.0030.0060.0090.0160.0312.液体和气体试样 混合均匀后取少量用于分析即可。Sec.3 Sec.3 试样的分解试样的分解 化学分析属湿法分析，因此必须把样品转化成溶液才能进行，最好与分离相结合。1.溶解法 HCl：碳酸盐、含碱金属、碱土金属的矿石，软锰矿（MnO2）、菱铁矿（FeCO3）、辉锑矿（Sb2S3）HCl（H2O2或Br2）：铜合金、硫化物矿石 HClH3BO3

11、：氟化物（莹石）HClSnCl2：磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）HNO3:大部分金属（金和铂族元素难溶于HNO3；铝、铬、铁易钝化；钨、锑、锡易生成难溶的H2WO4、H2SnO3、HSbO3可用于分离）王水：Au、Pd、Pt;Mo、W等金属 逆王水：Hg、Ag、Mo、Sb等金属，锰钢，锗的硫化物 HNO3 HF：Cu、Nb、Ta、Th、Ti、W、Zr等金属及它们的氧化物、硼化物、氮化物、钨铁、锰合金、硅合金 HNO3 Br2:砷化物、硫化物 H2SO4:Cr、Cr钢、NiFe、Al、Mg、Zn等非铁合金；独居石；萤石；含Sb、U、Ti等矿石 H2SO4+H3PO4:合金钢、铁矿、锰

12、矿、铬铁矿、钒铁矿及含镍、钽、钨、钼的矿石 H2SO4+HF:硅酸盐、钛矿石 H2SO4+HNO3:黄铁矿、方铅矿、锌矿石 H2SO4+HClO4:镓及铬矿石 H3PO4:铬铁矿、铌铁矿 H3PO4+HClO4:W、WFe、Cr钢 HClO4:含Cr的合金及矿石 HF：含W、Ni的合金钢、硅铁、硅酸盐 NaOH或KOH：两性的金属或氧化物2.熔融法干法 K2S2O7:Ti、Fe、Al、Zr、Nb、Ta的氧化物矿石、碱性的耐火材料 Na2CO3或K2CO3:硅酸盐、含SiO2、Al2O3的样品、重晶石 Na2O2:Fe、Cr、Ni、Mo、W、Pt、的合金、铬铁矿、锡石、辉钼矿、黑钨矿，独居石 N

13、aOH或KOH:同Na2CO3，此外，含TiO2、SnO2样、铬铁矿、独居石3.半熔法（烧结法）它是在低于熔点的温度下，使试样与熔剂发生反应。通常在瓷坩埚中进行。常用MgO或ZnO与一定比例Na2CO3混合物作为熔剂用来分解铁矿及煤中的硫。其中MgO、ZnO的作用在于其熔点高，可以预防Na2CO3在灼烧时熔合，而保持松散状态，使矿石氧化得更快、更完全，反应产生的气体容易逸出。碳酸钠与氯化铵也用于半熔融分解的溶剂。熔剂与试样混匀置于鉄(或者镍)坩埚内，在750-800左右半熔融。主要用于硅酸盐中 K+、Na+的测定等。采用熔融法和烧结法分解试样后，一般用水或酸浸取熔块，再根据分析工作的要求制成分

14、析试液。4.干式灰化法 适于分解有机物及生物试样，目的是测定其中的金属元素、硫、卤素元素的含量。置400o700oC马弗炉内灼烧，大气中的氧起氧化剂的作用，剩下的无机残渣用酸提取，然后定量转移到玻璃容器中。氧瓶燃烧（适用于少量样品）：低温灰化法 用射频放电来产生活性氧游离基，这种游离基的活性很强，能在低温下（100）分解有机物和生物物质 干式灰化法的优点是不需加入或只加入少量试剂，这样避免了由外部引入的杂质，而且方法简便 缺点是因少数元素（C,I,Br,Hg)挥发或器皿壁上玷附金属而造成损失 将试样与硝酸和硫酸混合物一起置于克氏烧将试样与硝酸和硫酸混合物一起置于克氏烧瓶内，煮解，硝酸能破坏大部

15、分有机物和被蒸发，瓶内，煮解，硝酸能破坏大部分有机物和被蒸发，最后剩余硫酸冒浓厚的最后剩余硫酸冒浓厚的SO3白烟时，在烧瓶内进白烟时，在烧瓶内进行回流，溶液变为透明行回流，溶液变为透明 用体积比为用体积比为3：1：1的硝酸、高氯酸和硫酸的硝酸、高氯酸和硫酸的混合物进行消化，能收到更好的效果的混合物进行消化，能收到更好的效果 湿式消化法的优点是速度快，缺点是因加入湿式消化法的优点是速度快，缺点是因加入试剂而引入杂质，尽可能使用高纯度的试剂试剂而引入杂质，尽可能使用高纯度的试剂 5 湿式灰化法湿式灰化法6.微波辅助消解法微波辅助消解法 利用利用试样和适当的溶和适当的溶(熔熔)剂吸收微波能吸收微波能

16、产生生热量加量加热试样，微波，微波产生的交生的交变磁磁场使介使介质分子极化，极化分子在高分子极化，极化分子在高频磁磁场交替排列交替排列导致分子高速振致分子高速振荡，使分子，使分子获得高的能量，得高的能量，这两种作用，两种作用，试样表表层不断被不断被搅动破裂，促使破裂，促使试样迅速溶迅速溶(熔熔)解。微波能直接解。微波能直接转递给溶液中的各分子，溶液整体快速升温，溶液中的各分子，溶液整体快速升温，加加热效率高效率高 微波消解一般采用密微波消解一般采用密闭容器，容器，这样可以加可以加热到到较高温度高温度和和较高高压力，使分解更有效，同力，使分解更有效，同时也可减少溶也可减少溶剂用量和易用量和易挥发

17、组分分(As,B,Cr,Hg,Se,SbAs,B,Cr,Hg,Se,Sb，SnSn等）的等）的损失失 微波消解法可用于有机和生物微波消解法可用于有机和生物样品的氧化分解，也可用品的氧化分解，也可用于于难熔无机材料的分解熔无机材料的分解 Sec.4 Sec.4 测定前的预处理测定前的预处理 测定前还需对分解的试样进一步处理。预处理应考虑：测定前还需对分解的试样进一步处理。预处理应考虑：试样的状态：化学及大多仪器分析在水溶液中进行，红试样的状态：化学及大多仪器分析在水溶液中进行，红外光谱、光电子能谱、形貌表征要求固态或非水溶液外光谱、光电子能谱、形貌表征要求固态或非水溶液 蒸发、萃取、离子交换、吸附等蒸发、萃取、离子交换、吸附等 组分的存在形式：如游离态、络合物、盐等组分的存在形式：如游离态、络合物、盐等 适当的化学方法转换适当的化学方法转换 组分的浓度：各分析方法有一定范围的检测限组分的浓度：各分析方法有一定范围的检测限 稀释、富集稀释、富集 共存物干扰：任何分析方法非专属方法共存物干扰：任何分析方法非专属方法 掩蔽、分离掩蔽、分离 辅助试剂的选择：有的方法还需辅助试剂（如显色剂、辅助试剂的选择：有的方法还需辅助试剂（如显色剂、催化剂、表面活性剂、缓冲剂等）催化剂、表面活性剂、缓冲剂等）根据具体实验或分析手册确定。根据具体实验或分析手册确定。