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1、分析化学定量分析步骤第1页，本讲稿共28页基本内容和要求基本内容和要求n 试样的采取与制备试样的采取与制备n 试样的分解试样的分解n 测定方法的选择测定方法的选择第2页，本讲稿共28页定量分析一般步骤定量分析一般步骤测定测定数据处理数据处理结果分析结果分析取样取样试样的分解试样的分解干扰组分的分离干扰组分的分离第3页，本讲稿共28页141 试样的采取与制备试样的采取与制备要求：具有高度的代表性步骤：收集原始样收集原始样混合、粉碎混合、粉碎缩分缩分制样制样第4页，本讲稿共28页取样的基本原则取样的基本原则液体试样的采取：液体试样的采取：（1）大容器里的液体，在容器的不同深度大容器里的液体，在容器
2、的不同深度（上、中、下）取样（上、中、下）取样 混合均匀。混合均匀。（2）分装在小容器里的液体，应从每个容器中）分装在小容器里的液体，应从每个容器中 取样，然后混合取样，然后混合 均匀。均匀。（3)江河湖泊中的水样，则可根据其宽度、深度使用特制的已事江河湖泊中的水样，则可根据其宽度、深度使用特制的已事 先用水样清洗的采样器分别采取，最后混合。先用水样清洗的采样器分别采取，最后混合。（4）自来水或抽水设备中的水样，应先放水数分钟再）自来水或抽水设备中的水样，应先放水数分钟再取样。取样。液体试样的采取量一般不超过液体试样的采取量一般不超过2L2L。第5页，本讲稿共28页气体试样的采取气体试样的采取
3、 P 注射器、球胆、抽水泵、吸筒等直接采样。注射器、球胆、抽水泵、吸筒等直接采样。例如：用球胆采集一氧化碳气体例如：用球胆采集一氧化碳气体 用注射器采集总烃气样。用注射器采集总烃气样。P 高度高度：距地面：距地面50180cm的高度，使所采的高度，使所采 试样与人所呼吸的空气相同。试样与人所呼吸的空气相同。P 大气污染物的检测大气污染物的检测：通过适量的吸收剂，由：通过适量的吸收剂，由 吸收剂吸收浓缩之后再进行测定。吸收剂吸收浓缩之后再进行测定。第6页，本讲稿共28页 固体试样的采取固体试样的采取盐类、化肥、精矿等：组成比较均匀，盐类、化肥、精矿等：组成比较均匀，可在不同部位采取少量试样混匀可
4、在不同部位采取少量试样混匀天然矿石、煤炭、土壤等：均匀性较天然矿石、煤炭、土壤等：均匀性较 差，取样时要根据试样堆放情况，差，取样时要根据试样堆放情况，从不同部位和深度选取多个取样点。从不同部位和深度选取多个取样点。第7页，本讲稿共28页采样量的确定采样量的确定应根据试样的均匀程度、颗粒大小等因素有关应根据试样的均匀程度、颗粒大小等因素有关采样经验公式：采样经验公式：Q：采取试样的最低质量（：采取试样的最低质量（kg）；）；d：试样中最大颗粒的直径（：试样中最大颗粒的直径（mm）；）；K和和a为经验常数，与矿石的品种和数量有关。为经验常数，与矿石的品种和数量有关。K 0.020.3之间；之间；
5、a 1.82.5之间，地质部门之间，地质部门规定规定a 值为值为2，则上式为：，则上式为：矿石颗粒愈大，采取的试样越多矿石颗粒愈大，采取的试样越多第8页，本讲稿共28页例如：若矿石最大颗粒直径例如：若矿石最大颗粒直径d 为为20mm，K 为为0.06，则应采取的，则应采取的原始平均试样最低质量为：原始平均试样最低质量为：原始平均试样颗粒极不均匀且量大，因此还需进一步加原始平均试样颗粒极不均匀且量大，因此还需进一步加工制备。工制备。破碎破碎（粗、中、细）（粗、中、细）过筛过筛混匀混匀缩分（四分法）缩分（四分法）100100300g300g均匀试样均匀试样分装（标签）分装（标签）分析样分析样 副样
6、副样第9页，本讲稿共28页湿存水的处理试样的烘干湿存水的处理试样的烘干u试样含有湿存水试样含有湿存水 试样表面和孔隙中，吸附了空气中的水分。试样表面和孔隙中，吸附了空气中的水分。含量随试样的粉碎程度、放置时间和空气湿度含量随试样的粉碎程度、放置时间和空气湿度的不同而改变。试样中各组分的相对含量，随湿存的不同而改变。试样中各组分的相对含量，随湿存水的多少而改变。水的多少而改变。例如：含例如：含SiO2 60的潮湿试样的潮湿试样100g，湿存水，湿存水5，实际样品的质量减至实际样品的质量减至95g，测，测SiO2的含量增至的含量增至 63.2。第10页，本讲稿共28页u分析测定之前，试样放在烘箱里
7、，分析测定之前，试样放在烘箱里，105 110烘干。烘干。u易分解的试样：如煤粉，含结晶水的石膏等，易分解的试样：如煤粉，含结晶水的石膏等，应在较低的温度下烘干，或采用风干方法。应在较低的温度下烘干，或采用风干方法。u 用烘干的试样（称为分析基）进行分析时，用烘干的试样（称为分析基）进行分析时，测得的结果测得的结果是恒定的。第11页，本讲稿共28页试样的分解试样的分解 分解试样的原则：分解试样的原则：（1）试样必须完全分解，处理后所得试液）试样必须完全分解，处理后所得试液 应澄清透明且，不得残留原试样的细应澄清透明且，不得残留原试样的细 屑或颗粒屑或颗粒（2）在分解过程中待测组分不得有挥发损）
8、在分解过程中待测组分不得有挥发损 失失（3）不应引入被测组分和干扰物质。）不应引入被测组分和干扰物质。第12页，本讲稿共28页常用的分解法：溶解法、熔融法常用的分解法：溶解法、熔融法。溶解法溶解法：将试样溶解在水、酸或其它溶：将试样溶解在水、酸或其它溶 剂中，主要是用各种酸来溶解。剂中，主要是用各种酸来溶解。熔融法熔融法：将试样和适当的固体熔剂混：将试样和适当的固体熔剂混 合，高温熔融，转变为可溶于水合，高温熔融，转变为可溶于水 或酸的化合物。或酸的化合物。第13页，本讲稿共28页溶解法溶解法 溶解试样常用水，还有以下几种：溶解试样常用水，还有以下几种：n盐酸（盐酸（HCl）：）：利用利用H+
9、和和Cl-的还原性以及的还原性以及Cl-与某些金属与某些金属 离子离子的配位作用，溶解某些氧化物（如的配位作用，溶解某些氧化物（如Fe2O3、MnO2等）、弱酸盐等）、弱酸盐（如碳酸盐、磷酸盐等）、硫化物（如（如碳酸盐、磷酸盐等）、硫化物（如FeS、Sb2S3等）等。等）等。nHClH2O2，HCl+Br2常用于分解铜合金及硫化物矿石等试样。常用于分解铜合金及硫化物矿石等试样。n注意：溶解注意：溶解Ge()、As()、Sn()、Se()、Te()和和Hg()等氯化物的挥发损失。等氯化物的挥发损失。第14页，本讲稿共28页F硝酸（硝酸（HNO3）：）：HNO3具有强氧化性几乎能溶解所有的金具有强
10、氧化性几乎能溶解所有的金属及合金（除属及合金（除Pt、Au等）。但等）。但Fe,Al,Cr等会被等会被“钝化钝化”而难以继续溶解，为了溶去氧化物薄膜，必须加入非氧而难以继续溶解，为了溶去氧化物薄膜，必须加入非氧化性的酸如化性的酸如HCl才能达到目的。才能达到目的。分解硫化物矿样时，应先加入分解硫化物矿样时，应先加入HCl，使大部分硫化物以，使大部分硫化物以H2S形式挥发后，再用硝酸使试样分解完全，避免析出大量的单质形式挥发后，再用硝酸使试样分解完全，避免析出大量的单质硫将试样包藏起来，妨碍分解。硫将试样包藏起来，妨碍分解。第15页，本讲稿共28页HNO3+H2O2可用来溶解毛发、肉类等可用来溶
11、解毛发、肉类等 有机物。有机物。王水：王水：3体积体积HCl1体积体积 HNO3 逆王水：逆王水：1体积体积HCl 3体积体积HNO3是溶解金属及矿石是溶解金属及矿石 最常用的混合溶剂。最常用的混合溶剂。第16页，本讲稿共28页F硫酸（硫酸（H2SO4）：）：其特点是沸点高其特点是沸点高338 热、浓热、浓H2SO4具有强氧化性和脱水能力，可用于分解具有强氧化性和脱水能力，可用于分解Fe、Co、Ni、Zn等金属及其合金和矿物、破坏试等金属及其合金和矿物、破坏试样中的有机物。当加热至冒白烟（产生样中的有机物。当加热至冒白烟（产生SO3）时，）时，可除去试样中低沸点的可除去试样中低沸点的HF、HC
12、l、HNO3及氮的及氮的氧化物。氧化物。第17页，本讲稿共28页F高氯酸（高氯酸（HClO4）：）：热的浓热的浓HClO4具有强氧化具有强氧化 性，能迅速溶解钢和各种铝合金，同时能性，能迅速溶解钢和各种铝合金，同时能 将常见元素，如将常见元素，如Cr、V、S氧化成最高价态。氧化成最高价态。HClO4的沸点为的沸点为203，加热蒸发至冒烟时可驱，加热蒸发至冒烟时可驱 除低沸点酸，所得残渣加水很易溶解。使用除低沸点酸，所得残渣加水很易溶解。使用 HClO4时应避免与有机物接触，以免引起爆炸。时应避免与有机物接触，以免引起爆炸。第18页，本讲稿共28页F氢氟酸（氢氟酸（HF）：）：氢氟酸酸性较弱，但
13、氢氟酸酸性较弱，但F具有很强的配位能力，具有很强的配位能力，常与常与H2SO4、HClO3等混合使用。大多数硅酸盐（包括石英）等混合使用。大多数硅酸盐（包括石英）矿物都能被矿物都能被HFH2SO4所分解，试样中的所分解，试样中的Si以以SiF4形式挥发逸形式挥发逸出。用出。用HF分解试样，分解试样，需用铂坩埚或聚四氟乙烯坩埚（温度低需用铂坩埚或聚四氟乙烯坩埚（温度低至至250），在通风柜内进行。加），在通风柜内进行。加HF时应用塑料量筒，注时应用塑料量筒，注意防止意防止HF触及皮肤以免灼伤（不易愈合）。触及皮肤以免灼伤（不易愈合）。F磷酸（磷酸（H3PO4）：）：在在200300 H3PO4是
14、一种强有力的溶剂，是一种强有力的溶剂，对一般不能被对一般不能被HCl分解的硅酸盐、硅铝酸盐、铁矿石等矿物具有分解的硅酸盐、硅铝酸盐、铁矿石等矿物具有很强的溶解能力。很强的溶解能力。第19页，本讲稿共28页F碱溶法：碱溶法的溶剂主要为碱溶法：碱溶法的溶剂主要为NaOH和和 KOH，可用来分解铝、铝合金及，可用来分解铝、铝合金及 某些酸性氧化物，如某些酸性氧化物，如Al2O3、WO3、MoO3等。分解应在银或等。分解应在银或 聚四氟乙烯器皿中进行聚四氟乙烯器皿中进行。第20页，本讲稿共28页熔融法和半熔法熔融法和半熔法 F熔融法：利用碱性或酸性熔剂与试样在高温下进行复分解熔融法：利用碱性或酸性熔剂
15、与试样在高温下进行复分解反应，使待测组分转变为可溶于水或酸的化合物反应，使待测组分转变为可溶于水或酸的化合物。常用碱性熔剂有常用碱性熔剂有Na2CO3、NaOH、Na2O2、Na2B4O7和和它们的混合物，用于酸性物质如硅酸盐、酸性炉渣等的分它们的混合物，用于酸性物质如硅酸盐、酸性炉渣等的分解。解。酸性熔剂有酸性熔剂有K2S2O7和和KHSO4，用于碱性或中性物质的，用于碱性或中性物质的分解，如金红石（分解，如金红石（TiO2）、刚玉（）、刚玉（Al2O3）、）、Fe2O3等。等。第21页，本讲稿共28页例如：金红石（TiO2)TiO2+K2S2O7=Ti(S2O7)2+K2SO4 锡石的分解
16、：锡石的分解：2SnO2+2Na2CO3 9S=NaSnS33SO2+2CO2 n半熔法（烧结法）：将试样和熔剂在低于熔剂熔点的温度下进行反半熔法（烧结法）：将试样和熔剂在低于熔剂熔点的温度下进行反应。应。特点：把熔剂用量限制在最低和严格控制分解时的温度，所得特点：把熔剂用量限制在最低和严格控制分解时的温度，所得产物易溶于无机酸或水的疏松的烧结块。产物易溶于无机酸或水的疏松的烧结块。如：如：Na2CO3 MgO(1:2)作熔剂，分解煤或矿石中的硫；作熔剂，分解煤或矿石中的硫；Na2CO3 NH4Cl 分解硅酸盐等。分解硅酸盐等。第22页，本讲稿共28页测定方法选择原则测定方法选择原则 选择测定
17、方法的一般原则：选择测定方法的一般原则：n测定的具体要求测定的具体要求n被测组分的含量范围被测组分的含量范围n 被测组分的性质被测组分的性质 n共存组分的影响共存组分的影响n 实验室的条件实验室的条件第23页，本讲稿共28页例题1.选择题选择题 定量分析中常用作准确测量流出液体体积 的量器有：A.容量瓶；B.移液管；C.滴定管；D.量筒。2.简答题简答题 （1）下列物质可否用相同浓度的酸碱标准溶液 直接准确滴定？如果可以，有几个pH突跃？为什么？A0.1molL-1 一氯乙酸CH2ClCOO(Ka=1.4103)；答：可以，一个pH突跃，因为cKa 10-8。第24页，本讲稿共28页（2）在下
18、列各种情况中，各会对测定结果产生何种影响（答在下列各种情况中，各会对测定结果产生何种影响（答偏高、偏低或无影响）？并简要分析原因。偏高、偏低或无影响）？并简要分析原因。A标定标定NaOH溶液时所用的邻苯二甲酸氢钾中含有少量的邻苯溶液时所用的邻苯二甲酸氢钾中含有少量的邻苯二甲酸二甲酸答：偏低，由于邻苯二甲酸氢钾中含有少量的邻苯二甲酸答：偏低，由于邻苯二甲酸氢钾中含有少量的邻苯二甲酸 而使滴定消耗而使滴定消耗VNaOH偏大，而偏大，而 使使cNaOH偏低。偏低。第25页，本讲稿共28页（3）下列各金属离子可否用等浓度的EDTA标准溶液直接准确滴定？为什么？ApH10.0时，0.02 molL-1M
19、g2溶液（lgKMgY=8.69，pH=10.0：lgY(H)0.45）答：pH10.0时,lgKMgY=8.69-0.458，符合 lgcKMgY6的要求，可以准确滴定 第26页，本讲稿共28页3.今有CaCO3 及 MgCO3 混合物试样,用 EDTA测其各自的含量,试设计分析方法.内容有：a.测定原理及简要步骤 b.滴定剂,指示剂,终点颜色,c.CaCO3%,MgCO3%的计算式,第27页，本讲稿共28页解 准确称取一定量试样准确称取一定量试样,盐酸溶解盐酸溶解.CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2+H2O MgCO3+2HCl=MgCl2+CO2+H2O Y+Ca2(Mg2)=Ca
20、Y(MgY）取部分试液取部分试液,调至碱性调至碱性,加入加入NH4ClNH3.H2O=10的缓冲溶液后的缓冲溶液后,加入加入EBT指示剂指示剂,用用EDTA滴定至兰色终点滴定至兰色终点.根据消耗的根据消耗的EDTA计算计算Ca-Mg总量总量.另另取部分样品试液取部分样品试液,加入加入NaOH充分摇动充分摇动,用沉淀法将用沉淀法将Mg2掩蔽掩蔽.加入加入EBT指示指示剂剂,用用EDTA滴定至兰色终点滴定至兰色终点.CaCO3%=C(Y)V(Y)x M(CaCO3)x 100/V(样样)x 1000 MgCO3%=(C(Y)V(Y)-C(Y)V(Y)x MgCO3/V(样样)x 1000 第28页，本讲稿共28页