第二章 分析化学的采集和预处理
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分析化学第2章 分析试样的采集与制备
采样公式:
n
ts
E
2
其中： E m X
1 固体试样
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。
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。每点采1-2kg，经 压碎、风干、粉碎、过筛、缩分等步骤，取粒径小 于0.5 mm的样品作分析试样。
冷冻干燥法 样品放在冷冻干燥室内，抽真空至 1.3-6.5bar（10-50mmHg)，水变成冰，2-3天后冰 全部升华；
用于水样的浓缩，植物、动物血清和其它含有易挥 发组分的干燥；
NBS的果叶、牛肝、菠菜叶、松针、米粉、面粉、 河沉积物等标准物质用冷冻干燥技术，未发现易挥 发的As, Hg等损失，I 有明显损失，Br 在酸性溶液 中有损失。
高压分解技术 将试样和试剂置于密封反应器（PTFE)中加热， 高温高压，酸活性增强； 提高了酸分解能力，酸用量少； 有效防止易挥发元素损失； 污染小； 对试样粒度大小要求不严格（1mm左右）； 缺点：温度小于250 ℃；样重小；难分解试样可 能不完全；密封。
微波（0.75-3.75mm）辅助消解法
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。
4 干式灰化法
适于分解有机物或生物试样，以便测定其中的金属元素、硫 及卤素元素的含量。 将试样置于马弗炉中加热燃烧(一般为400-700℃)分解，大 气中的氧起氧化剂的作用，燃烧后留下无机残余物。残余物 通常用少量浓盐酸或热的浓硝酸浸取，然后定量转移到玻璃 容器中。
分析化学-样品的采集与处理
体的集合体称之为样品。
采样（sampling）:从总体中抽取样品的操作过程。
一 样品采集的原则 1.代表性
液体样品： 应充分混匀后再进行采集。
固体样品： 需按不同部位取出少量样品， 将其混合均匀后再用四分法 进行缩分得到代表性样品。
2.典型性 根据检测目的，采集能充分说明此目的
的典型样品。 3.适时性
可利用超声波进行清洗、干燥、杀菌、雾化及 无损检测等。
（五）膜分离法 (membrane separation) 过滤：用滤纸将沉淀从溶液中分离出来。 膜分离： 采用具有渗透性的膜作为分离材料，利
用外界能量或化学位差（浓度差、压力差等）为动 力，使组分从膜的一侧渗透至另一侧。
膜分离方法
分离动力 浓度差 压力差 电位差
E% coVo 100% coVo cwVw
E% D 100% D Vw / Vo
萃取百分率与分配比和萃取剂的体积比有关。 提高萃取率的方法：
✓ 提高萃取剂的分配比 ✓ 进行多次萃取或连续萃取
多次萃取后，水相中剩余物质的质量：
mn
m0 (
Vw DVo Vw
)n
例1：有100.0ml含I210.00mg的水溶液，用90.00ml CCl4萃取，萃取效率为97.50%，求此时的分配比？若 每次用30.00ml CCl4分三次萃取，萃取效率又是多少？
水、酸性水溶液、碱性水溶液、有机溶剂。
（三）分解法(decomposition)
破坏样品中的有机物，使之分解或呈气体逸出， 将被测物转化为离子状态，故又称为无机化处理法。
适用于被测组分为结合状态的无机成分的测定。 常用分解法：干灰化法、干灰化法、微波溶样法
1.干灰化法(dry ashing) （1）高温灰化
分析化学：取样与样品预处理方法
3、吸附法
利用组分的挥发性和沸点不同， 提取挥发性组分。
5、溶剂萃取法
（1）提取溶剂的选择原则：相似相溶
（2）常用溶剂的种类
强极性溶剂：水 中等极性溶剂：乙醇、甲醇、丙酮 低极性溶剂：石油醚、氯仿、乙酸乙酯
（3）常用提取方法
萃取法（分液漏斗中） 冷浸法（适用于热不稳定组分的提取） 回流法 超声波和微波辅助溶剂提取法
二、降解法
因化学分析是在溶液中进行，故需要先将试样分解， 使被测组分定量转入溶液中，然后进行其它预处理和测 定。
1、碱熔法：固体样品+碱熔剂→高温熔融→加适当
酸 溶解→样品溶液
2、燃烧法 3、干式消化（灰化）：
高温干式消化（500～800℃）（有机物灼烧破坏） 低温干式消化（100～150℃）（有机物缓慢氧化）
2、原则： 均匀、合理
二、取样的方法 代表性
气体、液体：均匀，易达到 固体：四分法 不均匀个体大的固体样品（如中药材）：
1、破碎 2、过筛 3、混合 4、缩分（四分法）
三、样品的保存 应防止污染、分解及基体变化
第二节 经典样品预处理方法
一、分离技术： 利用待测组分与共存干扰组分和基质理
化性质的差异，对样品进行分离纯化处理。 1、过滤与离心
4、湿式消化：加高浓度酸或混酸加热分解样品 三、（样硝酸品、浓硝缩酸技-硫术酸、硝酸-高氯酸）
当样品组分浓度较小时，可通过挥发溶剂浓集样品。
第三节 现代样品预处理技术
一、固相萃取技术：基于液-固分离萃取的样品预处理技术
固相萃取可近似看成是一个简单的液相色谱过程，吸附剂作 为固定相，当样品溶液与吸附剂相接触时，其中的某些组分 （杂质或待测组分）保留在吸附剂上，然后待测组分再被适当 的洗脱剂洗脱，即可得到纯化和富集的待测组分。
分析化学第四版第_02_章_分析试样的采取和预处理
四、气体试样的采取 • 气体试样的采取 对于气体试样的采取，亦需按 • 具体情况，采用相应的方法。例如大气样品的采取，通常 • 选择距地面50-180厘米的高度采样、使与人的呼吸空气 • 相同。对于烟道气、废气中某些有毒污染物的分析，可将 • 气体样品采入空瓶或大型注射器中。 • • 大气污染物的测定是使空气通过适当吸收剂，由吸收剂 • 吸收浓缩之后再进行分析。 • • 在采取液体或气体试样时，必须先把容器及通路洗涤，再 用要采取的液体或气体冲洗数次或使之干燥，然后取样以 免混入杂质。
采样深度
采样量 保存
4
of
12
• （三）金属或金属制品试样: 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 ，将钻屑置于冲击钵中捣碎混匀作分析试样。由于金属经 过高温熔炼，组成比较均匀，因此，于片状或丝状试样， 剪取一部分即可进行分析。但对于钢锭和铸铁，由于表面 和内部的凝固时间不同，铁和杂质的凝固温度也不一样， 因此，表面和内部的组成是不很均匀的。取样时应先将表 面清理，然后用钢钻在不同部位、不同深度钻取碎屑混合 均匀，作为分析试样。 • 对于那些极硬的样品如白口铁、硅钢等，无法钻取，可 用铜锤砸碎之，再放入钢钵内捣碎，然后再取其一部分作 为分析试样。
大气试样 ： 静态气体试样 直接采样，用换气或减压的方 法将气体试样直接装入玻璃瓶或塑料瓶中或者直接与气体 分析仪连接 动态气体试样 采用取样管取管道中气体，应插入管道1/3 直径处，面对气流方向 常压，打开取样管旋塞即可取样。若为负压，连接抽气泵 ，抽气取样 固体吸附法取样 用装有吸附剂如硅胶（吸附带氨基、羟 基的气体）、活性炭（吸附苯、四氯化碳） 、活性氧化 铝和分子筛等的柱子吸附气体，吸附的气体用加热法或萃 取法解脱，或与GC连接检测 对于大气粉尘采用过滤式、冲击式和静电式取样，过滤式 最普遍---采用玻璃纤维素纤维(0.3 mm)过滤
分析化学 第二章 定量分析的一般步骤
第二章定量分析的一般步骤一、分析试样的采集与制备1.试样的采集与制备：是指从大批物料中采取少量的样本作为原始试样，然后再制备成供分析用的最终式样。
采样的基本原则：均匀、合理、具有代表性试样的形态：气体、液体、固体2.取样方法：气体样品：集气法（eg.工厂废气中有毒气体的分析）、富集法（eg.大气污染物的测定、室内甲醛的含量测定）固体样品：抽样样品法（“四角+中央”）、圆锥四分法液体样品：混合均匀后按照上中下分层取样二、试样的分解（预处理）1.分解试样的原则：①式样分解必须完全，处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末②式样分解过程中待测组分不应挥发③不应引入待测组分和干扰物质2.分解方法：溶解法、熔融法、消解法(1)溶解法：水：例(NH4)2SO4中含氮量的测定酸：HCl、H2SO4、HNO3、HF等及混合酸分解金属、合金、矿石等碱：例：NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、Ni含量有机溶剂：相似相溶原理(2)熔融法：酸溶：K2S2O7、KHSO4溶解氧化物矿石碱溶：Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质(3) 消解法——测定有机物中的无机元素湿法消解：通常用硝酸和硫酸混合物与试样一起置于克氏烧瓶中，一定温度下分解，属于氧化分解法常用试剂：HNO3、H2SO4、HClO4、H2O2和KMnO4等。
干法灰化：待测物质加热或燃烧后灰化、分解，余留残渣用适当的溶剂溶解。
适用范围：有机物和生物试样中金属元素、硫、卤素等无机元素。
常用方法：坩埚灰化法、氧瓶燃烧法和低温灰化法。
三、常用的分离、富集方法1. 分离：让试样中的各组分互相分开的过程（纯化）分离的作用：提高方法的选择性、提高方法的灵敏度、准确度分离方法：沉淀分离、萃取分离、挥发分离、色谱分离2. 富集：待测组分含量低于测定方法的检测限时，在分离时将其浓缩使其能被测定富集方法：萃取富集、吸附富集、共沉淀富集四、测定方法的选择分析对象（样品性质、组分含量、干扰情况）→分析方法（准确度、灵敏度、选择性、适用范围）→用户（用户对分析结果的要求和对分析费用的承受度）→成本（时间、人力、设备、消耗品）五、分析结果的计算与评价1. 分析结果的计算及评价的目的：判断分析结果的准确度、灵敏度、选择性等是否达到要求2. 含量计算方法：根据分析过程中有关反应的化学计量关系及分析测量所得数据进行计算3. 测定结果及误差分布情况的分析：可采取统计学方法进行评价，如平均值、相对标准偏差、置信度、显著性检查等。
分析化学实验预处理
保障实验安全
• 防止环境污染
• 降低实验风险
• 保障实验人员健康
分析化学实验预处理的基本原则和方法
严格进行质量控制
• 确保样品的代表性
• 控制样品处理过程中的误差
• 采用内部和外部质量控制方法
遵循样品处理的优先顺序
• 样品提取
• 样品浓缩
• 样品分离
• 样品衍生化
选择合适的预处理方法
• 根据样品性质和分析目的选择合适的预处理方法
• 及时发现和处理问题样品
• 保证样品质量的一致性
03
样品预处理技术
溶剂提取法及其应用
01
选择合适的溶剂
• 根据样品性质选择溶剂
• 考虑溶剂的溶解性和选择性
• 考虑溶剂的毒性和环保性
02
采用合适的提取方法
• 遵循提取的基本原则
• 考虑提取效率和回收率
• 注重方法的简便性和经济性
03
进行提取后处理
采用合适的废弃物处理方法
• 根据实验废弃物的性质选择处理方法
• 遵循废弃物处理的规定和指南
• 注重处理方法的经济性和环保性
实验废弃物的处理方法和技巧
废弃物的分类收集
采用无害化处理
进行废弃物处置
• 为不同类型的废弃物设置专门的收
• 对实验废弃物进行无害化处理
• 将无害化处理后的废弃物按规定处
集容器
• 如化学中和、沉淀、吸附等
• 如提取、浓缩、分离和衍生化
• 提高样品质量，保证数据准确性
分析环境污染物
• 采用分析化学方法检测环境污染物
• 如重金属、有机物和微生物
• 评价环境质量，支持环境决策
监测环境污染源
• 对环境污染源进行监测
分析化学教学 第二章分析试样的采取和预处理幻灯片PPT
浸泡液
上层水层
溶液
（I－）
过滤
残渣
加入
试剂
溶液
（I2）
萃取
分液
下层含碘单质的紫
色四氯化碳溶液
蒸馏
碘单质
凯式〔Kjeldahl〕定氮法实验原理 :
1.有机物中的氮在强热和CuSO4，浓H2SO4 作用下，
消化生成〔NH4〕2SO4
2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3 ，
收集于 H3BO3 溶液中。
微波法：绿色，速度快，准确度高
防止待测组分的损失； 防止引入干扰。
无机物： 水溶法
酸溶法〔HCl, HNO3, 王水〕
溶解法
碱溶法〔NaOH〕
酸熔法〔K2S2O7, KHSO4〕
试样的分解
熔融法
碱熔法〔Na2CO3, NaOH〕
有机物：无机元素：干式灰化法
〔马弗炉：400～700oC);湿式消解法
分析化学教学 第二章分析试样
的采取和预处理幻灯片PPT
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定量分析过程概述
定量分析的任务是准确测定物质中有关组分含量
定量分析
分析步骤
结果计算
准确
取样——处理试样——别离测定——计算结果
〔硫酸＋硝酸－加热煮解〕
关键溶解完全，不损失，不引入干扰物
别离及测定
根据组分性质、含量和对分析结果准确度要求选择
适宜的分析方法
沉淀
络合
掩蔽
分离
氧化还原
萃取
分离
色谱
上层水层
溶液
（I－）
过滤
残渣
加入
试剂
溶液
（I2）
萃取
分液
下层含碘单质的紫
色四氯化碳溶液
蒸馏
碘单质
凯式〔Kjeldahl〕定氮法实验原理 :
1.有机物中的氮在强热和CuSO4，浓H2SO4 作用下，
消化生成〔NH4〕2SO4
2.在凯氏定氮器中与碱作用，通过蒸馏释放出NH3 ，
收集于 H3BO3 溶液中。
微波法：绿色，速度快，准确度高
防止待测组分的损失； 防止引入干扰。
无机物： 水溶法
酸溶法〔HCl, HNO3, 王水〕
溶解法
碱溶法〔NaOH〕
酸熔法〔K2S2O7, KHSO4〕
试样的分解
熔融法
碱熔法〔Na2CO3, NaOH〕
有机物：无机元素：干式灰化法
〔马弗炉：400～700oC);湿式消解法
分析化学教学 第二章分析试样
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定量分析过程概述
定量分析的任务是准确测定物质中有关组分含量
定量分析
分析步骤
结果计算
准确
取样——处理试样——别离测定——计算结果
〔硫酸＋硝酸－加热煮解〕
关键溶解完全，不损失，不引入干扰物
别离及测定
根据组分性质、含量和对分析结果准确度要求选择
适宜的分析方法
沉淀
络合
掩蔽
分离
氧化还原
萃取
分离
色谱
采样、样品制备和预处理
平均，均匀地分出的一部分
复检样品：在对检验结果有争议或分歧时作
复检用 保留样品：需封存保留一段时间（通常一个
月），以备有争议时再作验证，但易变质 食品不作保留。
4.采样的一般方法
随机抽样
代表性取样
按照随机原则，从大批 初料中抽取部分样品。
所有初料的各个部分都 有被抽到的机会
用系统抽样法进行采样，根据 样品随空间（位置）、时间变 化的规律，采集能代表其相应 部分的组成和质量的样品。 （如分层取样、随生产过程流 动定时取样、按组批取样、定 期抽取货架商品等 ）
10）感官不合格产品不必进行理化检验，直接判为 不合格产品。
二、样品制备
（一）样品制备
按采样规程采取的样品往往数量过多，颗粒太大， 组成不均匀。
必须对样品进行粉碎、混匀、缩分——样品制备
1.样品制备的总原则
要防止易挥发性成分的逸散 、避免样品组成和 理化性质发生变化 ；
做微生物检验的样品，要按照无菌操作规程制 备
（8）超声波辅助萃取（Ultrasonic Assisted Extraction，UAE）
超声波发生器能发出高频振荡讯号，通过换 能器可以转换成高频机械振荡而传播到介质 中，超声波在介质中疏密相间地向前辐射， 使介质流动而产生数以万计的微小气泡，由 空化效应而形成超过1000个大气压的瞬间 高压，从而加速了溶剂萃取过程。
亚临界水与常温常压下的水在性质上有 较大差别，它类似于有机溶剂
水在250℃时介电常数为27，介于常温 常压下乙醇(ε=24)和甲醇(ε=33)之间
对中等极性和非极性有机物具有一定的 溶解能力
适用：处理各种固体和半固体样品中的 挥发性和半挥发性有机物
静态SBWE主要是通过控制加热的温度， 压力和时间等因素来到达最优萃取条件。
复检样品：在对检验结果有争议或分歧时作
复检用 保留样品：需封存保留一段时间（通常一个
月），以备有争议时再作验证，但易变质 食品不作保留。
4.采样的一般方法
随机抽样
代表性取样
按照随机原则，从大批 初料中抽取部分样品。
所有初料的各个部分都 有被抽到的机会
用系统抽样法进行采样，根据 样品随空间（位置）、时间变 化的规律，采集能代表其相应 部分的组成和质量的样品。 （如分层取样、随生产过程流 动定时取样、按组批取样、定 期抽取货架商品等 ）
10）感官不合格产品不必进行理化检验，直接判为 不合格产品。
二、样品制备
（一）样品制备
按采样规程采取的样品往往数量过多，颗粒太大， 组成不均匀。
必须对样品进行粉碎、混匀、缩分——样品制备
1.样品制备的总原则
要防止易挥发性成分的逸散 、避免样品组成和 理化性质发生变化 ；
做微生物检验的样品，要按照无菌操作规程制 备
（8）超声波辅助萃取（Ultrasonic Assisted Extraction，UAE）
超声波发生器能发出高频振荡讯号，通过换 能器可以转换成高频机械振荡而传播到介质 中，超声波在介质中疏密相间地向前辐射， 使介质流动而产生数以万计的微小气泡，由 空化效应而形成超过1000个大气压的瞬间 高压，从而加速了溶剂萃取过程。
亚临界水与常温常压下的水在性质上有 较大差别，它类似于有机溶剂
水在250℃时介电常数为27，介于常温 常压下乙醇(ε=24)和甲醇(ε=33)之间
对中等极性和非极性有机物具有一定的 溶解能力
适用：处理各种固体和半固体样品中的 挥发性和半挥发性有机物
静态SBWE主要是通过控制加热的温度， 压力和时间等因素来到达最优萃取条件。
分析化学第2章分析试样的采集与制备
生物样品前处理
去除杂质、浓缩待测组分、提高检测灵敏度。
常见生物样品前处理方法
蛋白质沉淀法、液-液萃取法、固相萃取法等。
环境污染物监测中样品采集和保存
环境污染物样品采集原则：代表性、适时性、防止 污染。
环境污染物样品保存方法：冷藏、冷冻、加入保存 剂等。
常见环境污染物样品前处理方法：酸化、碱化、氧 化、还原等。
分析化学第2章分析试样的采 集与制备
目
CONTENCT
录
• 分析试样基本概念与重要性 • 固体试样的采集与制备 • 液体试样的采集与制备 • 气体试样的采集与制备 • 特殊类型试样的采集与制备 • 总结：提高分析试样质量的关键环
节
01
分析试样基本概念与重要性
分析试样定义及作用
定义
分析试样是指从大量物质中选取的一部分，用于进行化学分析的 代表性样品。
破碎和筛分技术
破碎
将大块固体试样破碎成小块，以便后 续处理和分析。常用破碎方法有颚式 破碎机、锤式破碎机等。
筛分
通过筛网将破碎后的固体试样按粒度 大小进行分离。常用筛分设备有振动 筛、旋转筛等。
干燥和保存措施
干燥
去除固体试样中的水分，以避免对分析结果产生影响。常用干燥方法有自然晾 干、烘干、红外线干燥等。
食品分析中样品前处理技巧
食品样品采集原则
01
代表性、适时性、防止污染。
食品样品前处理目的
02
去除干扰物质、提高检测灵敏度。
常见食品样品前处理方法
03
有机物破坏法、蒸馏法、溶剂提取法等。
06
总结：提高分析试样质量的关键环节
严格执行采样规范，确保代表性
01
02
03
去除杂质、浓缩待测组分、提高检测灵敏度。
常见生物样品前处理方法
蛋白质沉淀法、液-液萃取法、固相萃取法等。
环境污染物监测中样品采集和保存
环境污染物样品采集原则：代表性、适时性、防止 污染。
环境污染物样品保存方法：冷藏、冷冻、加入保存 剂等。
常见环境污染物样品前处理方法：酸化、碱化、氧 化、还原等。
分析化学第2章分析试样的采 集与制备
目
CONTENCT
录
• 分析试样基本概念与重要性 • 固体试样的采集与制备 • 液体试样的采集与制备 • 气体试样的采集与制备 • 特殊类型试样的采集与制备 • 总结：提高分析试样质量的关键环
节
01
分析试样基本概念与重要性
分析试样定义及作用
定义
分析试样是指从大量物质中选取的一部分，用于进行化学分析的 代表性样品。
破碎和筛分技术
破碎
将大块固体试样破碎成小块，以便后 续处理和分析。常用破碎方法有颚式 破碎机、锤式破碎机等。
筛分
通过筛网将破碎后的固体试样按粒度 大小进行分离。常用筛分设备有振动 筛、旋转筛等。
干燥和保存措施
干燥
去除固体试样中的水分，以避免对分析结果产生影响。常用干燥方法有自然晾 干、烘干、红外线干燥等。
食品分析中样品前处理技巧
食品样品采集原则
01
代表性、适时性、防止污染。
食品样品前处理目的
02
去除干扰物质、提高检测灵敏度。
常见食品样品前处理方法
03
有机物破坏法、蒸馏法、溶剂提取法等。
06
总结：提高分析试样质量的关键环节
严格执行采样规范，确保代表性
01
02
03
分析化学02-定量分析概述
解：（1） mQ ≥ kd 2 = 0.2 20 2 = 80 (kg) （2）mQ ≥ kd 2 = 0.2 3.36 2 = 2.26 (kg)
缩分1次剩余试样为80 0.5 = 40 (kg)
（3）缩分n次剩余试样为80 0.5n ≥ 2.26， n 5.1，n=5，故缩分5次。
从分析成本考虑，样品量尽量少，从样品的代表 性考虑，不能少于临界值mQ ≥ kd 2
采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、 财力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物 料组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。
假设分析结果的误差主要源于采样，则包含 物料总体平均值的区间为：
=
x
t
n
= x
t
n
整批物料某组分整体平均值
x
采集试样中该组分平均含量
t 与采集单元数和置信度有关的统计量
【问】1mol氢含多少个氢原子？
3. 试样的分解
目的：将试样通过适当方法转化成溶液。
（1）溶解： 水溶（铵盐，无机硝酸盐，碱金属盐) 酸溶（HCl, H2SO4, HNO3, HF等及混合酸分解
活泼金属、金属氧化物、碳酸盐、合金、矿石等）
碱溶（ 例NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、 Ni含量）
（2）熔融 酸熔（K2S2O7、KHSO4熔解氧化物矿石） 碱熔（Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质）
（3）半熔法 （烧结法） 低于熔点温度试样与溶剂反应 温度较低，加热时间长，不易损坏坩埚 如 Na2CO3-ZnO
（3）消化法——测定有机物中的无机元素 湿式消化：HN03-H2SO4 干式灰化法： 微波辅助硝解
4. 试样的分离与富集
掩蔽 改变干扰物质 分离
的反应活性
缩分1次剩余试样为80 0.5 = 40 (kg)
（3）缩分n次剩余试样为80 0.5n ≥ 2.26， n 5.1，n=5，故缩分5次。
从分析成本考虑，样品量尽量少，从样品的代表 性考虑，不能少于临界值mQ ≥ kd 2
采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、 财力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物 料组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。
假设分析结果的误差主要源于采样，则包含 物料总体平均值的区间为：
=
x
t
n
= x
t
n
整批物料某组分整体平均值
x
采集试样中该组分平均含量
t 与采集单元数和置信度有关的统计量
【问】1mol氢含多少个氢原子？
3. 试样的分解
目的：将试样通过适当方法转化成溶液。
（1）溶解： 水溶（铵盐，无机硝酸盐，碱金属盐) 酸溶（HCl, H2SO4, HNO3, HF等及混合酸分解
活泼金属、金属氧化物、碳酸盐、合金、矿石等）
碱溶（ 例NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、 Ni含量）
（2）熔融 酸熔（K2S2O7、KHSO4熔解氧化物矿石） 碱熔（Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质）
（3）半熔法 （烧结法） 低于熔点温度试样与溶剂反应 温度较低，加热时间长，不易损坏坩埚 如 Na2CO3-ZnO
（3）消化法——测定有机物中的无机元素 湿式消化：HN03-H2SO4 干式灰化法： 微波辅助硝解
4. 试样的分离与富集
掩蔽 改变干扰物质 分离
的反应活性
大学二年级分析化学-第2章-分析试样的采集与处理-含视频-例2-1作了修改
机碳等
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水样的调制和保存方法
分析项目
调制和保存方法
Cr(III)
加盐酸调至 pH < 2
Cr(VI)
加 NaOH 调 pH 至 8 ~ 10
Hg2+ 氮化合物
加入 5% HNO3 和 0.01% K2Cr2O7 加盐酸调至 pH < 2，冷暗处
S2－
加 NaOH 调 pH = 12，5 ~10℃
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试样的采集
注意： 样品的来源 样品的性质
相
资源取样
关
原料取样
国
成品取样
家
物证取样
标
等等
准
和
气体、固体、液体
行
光敏性、热敏性、
业
挥发性、化学活性、 标
生物活性……
准
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2.1.1 固体试样的采集
固体物料（矿石、煤炭、土壤、废渣等）试样性质和 均匀程度差别大，一般按一定方式选取不同点进行采 样。 采样方法： 随机采样法（多）、 判断采样法（少）、 系统采样法（少）。
设 E 为分析试样中某组分含量平均值与总体平均 值的差，即误差
则 可变换为：
采样单元数计算公式
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采样单元数的计算
t 分布表可（P59 表 3-3）查得，它与自由度 f 和显著
性水准 有关。
从计算 n 的公式可知， •
要计算 n，必须查到 t，要查到 t 必须知道 n，为解决 此矛盾，可采用“尝试法”（“试差法”）计算。
取 n=5，查表得 t0.10,4 2.13
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水样的调制和保存方法
分析项目
调制和保存方法
Cr(III)
加盐酸调至 pH < 2
Cr(VI)
加 NaOH 调 pH 至 8 ~ 10
Hg2+ 氮化合物
加入 5% HNO3 和 0.01% K2Cr2O7 加盐酸调至 pH < 2，冷暗处
S2－
加 NaOH 调 pH = 12，5 ~10℃
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试样的采集
注意： 样品的来源 样品的性质
相
资源取样
关
原料取样
国
成品取样
家
物证取样
标
等等
准
和
气体、固体、液体
行
光敏性、热敏性、
业
挥发性、化学活性、 标
生物活性……
准
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2.1.1 固体试样的采集
固体物料（矿石、煤炭、土壤、废渣等）试样性质和 均匀程度差别大，一般按一定方式选取不同点进行采 样。 采样方法： 随机采样法（多）、 判断采样法（少）、 系统采样法（少）。
设 E 为分析试样中某组分含量平均值与总体平均 值的差，即误差
则 可变换为：
采样单元数计算公式
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采样单元数的计算
t 分布表可（P59 表 3-3）查得，它与自由度 f 和显著
性水准 有关。
从计算 n 的公式可知， •
要计算 n，必须查到 t，要查到 t 必须知道 n，为解决 此矛盾，可采用“尝试法”（“试差法”）计算。
取 n=5，查表得 t0.10,4 2.13
分析化学 分析试样的采集与制备
问题 一次破碎、过筛后， 需要缩分几次？
取样最小量经验公式
根据样品最大颗粒重量计算取样量的经验公式 Wmax 100 Ws
b
Ws: 取样的最小重量(kg)；Wmax: 最大颗粒的重量 (kg)； b 为比例系数，一般取值0.2。 根据样品最大颗粒直径计算取样量的经验公式
mQ ≥ kd 2
2. 碱熔法
酸性试样宜采用碱熔法，如酸性矿渣、酸性炉渣 和酸不溶试样均可采用碱熔法，使它们转化为易溶 于酸的氧化物或碳酸盐。 常 用 的 碱 性 熔 剂 有 Na2CO3( 熔 点 853℃) 、 K2CO3(熔点89l℃)、NaOH(熔点318℃)、Na2O2(熔 点460℃)和它们的混合熔剂等。这些溶剂除具碱性 外，在高温下均可起氧化作用(本身的氧化性或空气 氧化)，可以把一些元素氧化成高价（Cr3+、Mn2+可 以氧化成CrⅤI、MnVII，从而增强了试样的分解作用。 有时为了增强氧化作用还加入KNO3或KClO3，使氧 化作用更为完全。
2 液体试样的采取
常见液体试样包括：水，饮料，体液，工业溶剂 等。一般比较均匀，采样单元数可以较少。 对于体积较小的物料，可在搅拌下直接用瓶子或 取样管取样； 装在大容器里的物料，在贮槽的不同位置和深度 取样后混合均匀即可作为分析试样； 对于分装在小容器里的液体物料，应从每个容器 里取样，然后混匀作为分析试样。
4干式灰化法
将试样置于马弗炉中加热（400-1200℃）， 以大气中的氧作为氧化剂使之分解，然后加入少 量浓盐酸或浓硝酸浸取燃烧后的无机残余物。
5湿式消化法
用硝酸和硫酸的混合物与试样一起置于烧瓶内， 在一定温度下进行煮解，其中硝酸能破坏大部分 有机物。在煮解的过程中，硝酸逐渐挥发，最后 剩余硫酸。继续加热使产生浓厚的SO3白烟，并在 烧瓶内回流，直到溶液变得透明为止。
分析化学取样的操作方法
分析化学取样的操作方法
分析化学取样的操作方法包括以下几个步骤：
1. 选择适当的取样器具：根据需要采集样品的性质和分析方法的要求，选择合适的取样器具，如玻璃瓶、塑料瓶、采样袋等。
2. 采集样品：使用取样器具将待测样品从源头采集。
要遵循采样原则，确保采集到代表性的样品。
有时需要进行现场采样，有时需要事后样品送检。
3. 样品保存和处理：根据分析方法要求，对采集到的样品进行保存和处理。
有些样品需要冷藏或冷冻保存，有些需要进行预处理，如过滤、提取等。
4. 样品的分配和保存：根据分析需要，将样品分取出一部分进行测试，其他部分可以进行保存备份或者进行其他分析。
样品的分配要保证各分样的代表性和一致性。
5. 样品的标识和记录：对每个样品都要进行标识，包括采样地点、采样时间、样品性质等信息，并将这些信息记录在采样记录表或者样品标签上。
6. 采样设备的清洗和消毒：在采样过程中，要定期对采样器具进行清洗和消毒，以避免不同样品之间的污染。
7. 采样过程的质量控制：在采样过程中，要进行质量控制，包括把控采样器具的使用、样品的收集过程和采样过程中环境条件的控制。
8. 采样后的样品处理：一些样品采集后需要进行预处理，如固体样品的研磨、液体样品的浓缩、稀释等，以得到符合分析要求的待测样品。
以上是分析化学取样的一般操作方法，具体的操作过程会根据不同的分析项目和分析方法而有所差异。
在进行取样操作时，需要根据具体情况进行操作，并遵守实验室安全规范和质量控制要求。
分析化学中的样品前处理方法
分析化学中的样品前处理方法分析化学是一门广泛应用于实验室和工业现场的科学技术。
在进行分析前，样品的前处理是非常重要的一步。
样品前处理包括样品的采集、制备、预处理和分配等，目的是提高分析结果的准确性和可靠性。
下面将从常用的样品前处理方法入手，深入探讨其原理和应用。
一、溶解和溶解度测定是样品前处理的基本步骤之一。
溶解是将固体样品或液体样品转化为溶液样品的过程。
在分析化学中，常用的溶解剂有水、有机溶剂如乙醇、甲醇等。
通过溶解样品，分析师可以取得更好的样品均匀性和溶解度，以适应各种分析方法的需要。
溶解度是某种物质在溶液中溶解的程度，可以通过实验测定获得。
测定溶解度的方法有多种，如饱和溶解度法、超过饱和溶解度法等。
二、提取是样品前处理中常用的方法之一。
提取是将样品中目标物质分离出来，获得较高浓度的目标物质。
提取方法的选择主要取决于目标物质的性质和样品的性质。
常用的提取方法包括溶剂提取、液液萃取、固相微萃取等。
在实际应用中，根据需要还可以结合各种增效剂和离子液体等改善提取效果。
三、浓缩是样品前处理中一种常见的步骤。
浓缩的目的是将化学分析中需要的物质浓缩到一个较小的体积，以提高检出限和灵敏度。
浓缩的方法有很多种，如蒸发浓缩、萃取浓缩、溶剂替代浓缩等。
选择适合的浓缩方法需要综合考虑样品特性、目标物质的溶解性和检测方法的要求等因素。
四、样品预处理是样品前处理中一个非常重要的环节。
样品预处理的目的是消除样品中的干扰物质，提高分析结果的准确性。
常见的样品预处理方法包括沉淀分离、过滤、洗涤等。
这些步骤可以去除样品中的杂质，提供纯净的样品供后续分析使用。
此外，样品预处理还包括样品的预处理技术如加热处理、冷冻干燥等，以改变样品的物理和化学性质，提高分析结果的准确性。
五、样品分配是样品前处理中一个关键的步骤。
样品分配的目的是将样品按照不同的分析要求进行处理和分配，以满足不同分析方法和仪器的需要。
样品分配可以进行样品混合、稀释、分装等操作。
分析化学第二章分析试样的采取和预处理
3.碱溶法 利用NaOH、KOH溶解两性金属及
其合金、氧化物、氢氧化物。 (二)熔融法
利用试样与固体熔剂混合，高温加热，试样
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。
1.酸熔法 用于碱性试样的分解，常用的熔剂 有焦硫酸钾、硫酸氢钾。
第二十二页，共35页。
2.碱熔法 用于酸性试样的分解。 ①Na2CO3和K2CO3 混合物(1∶1) 适用于分 解铝含量高的硅酸盐。
方 无机盐：氯化铵、硫酸铵
法 高氯酸
（1）无机盐沉淀蛋白质可逆（蛋白质保留活性）。 （2）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 后，取上清液用于分析。
第三十三页，共35页。
(四)生物大分子的提取
1.水溶液提取
特点：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
第十六页，共35页。
四、气体试样的采取
1.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
地方。 （2）入口、工业、交通密集地区多布点，反之
少布点。
（3）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 一般离地1.5m左右。
第十七页，共35页。
2.采样方法
适用范围：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。
较剧烈的破碎细胞的方法。
第三十页，共35页。
（2）研磨法
原理：利用研磨时产生的力使组织细胞破碎。
适用范围：实验室使用，常用于微生物、植物
组织细胞的破碎。
必要时可加入石英砂、氧化铝等助磨剂。
2.物理法
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3. 了解试样的制备和保存方法
第二章 分析试样的采取和预处理 2
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定量分析的一般步骤：
试样的采取与 制备 试样预处理 干扰组分的掩 蔽与分离
测定
结果的计算 与评价
第二章 分析试样的采取和预处理 3
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§2.1 试样的采取与制备
试样采取与制备的重要性和意义！
筛孔大小用筛号表示。 筛号（网目mesh ）：一英寸长度的筛网上的筛孔数。 如：100号筛，即100网目的筛(一英寸长度筛网上有100 个筛孔)，孔径为0.149mm。
170目筛—孔径为0.088mm 200目筛—孔径为0.074mm。
第二章 分析试样的采取和预处理 8
长江师范学院 重庆市精品建设课程 试样的四分法缩分
+ 2 KCl + 6CO2 + 2NH3 + H2O 烧结温度750~800℃；粉末产物，可水浸后测 K+。
第二章 分析试样的采取和预处理 28
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二 有机物试样的分解
1. 溶解法 (1)“相似相溶”原则； (2) 酚、有机酸溶于乙二胺、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； (4) 高聚物
第二章 分析试样的采取和预处理 6
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试样的制备及分解
❖固体试样取样的最低可靠质量公式
mQ kd2
❖mQ为所需试样的最小量，单位是kg，d为试样最大颗 粒的直径，单位是mm， k为缩分常数，通常在0.05至 1Kg.mm-2之间。
❖影响mQ大小的因素有：试样的颗粒大小、均匀性、 比重、被测组分的含量及分析的允许误差等等。
植物体内的营养成分、农药残留 动物体内的药物及代谢产物、糖类、固醇类等等
第二章 分析试样的采取和预处理 19
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五 生物试样的采取和制备
植物试样的采取和制备 采样根据分析测试的目的和要求采样 （不同发育阶段、不同部位） 采样量：干重1kg，湿重5kg 制备：新鲜——；干样——。
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最低可靠质量公式的应用 例2.某矿石的最大颗粒直径为10mm，若k为0.1kg/mm2，(1)问至少应取 多少试样才具有代表性？(2)若将该试样破碎，缩分后全部通过10号筛， 应缩分几次？(3)若要求最后获得的分析试样不超过100g，应使试样通 过几号筛？
解： (3) 要求最后试样不超过100g， 即
0.1kg 0.1kg mm 2 x2 x 1mm
20号筛孔径为0.83mm，10号筛为2.00mm，所以选20号筛。
第二章 分析试样的采取和预处理 13
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（二）土壤试样 （了解） 1.采样点的布设 2.采样时间 3.采样深度 4.采样量 5.保存
第二章 分析试样的采取和预处理 14
氧化膜；锑、锡、钨生成不溶性的) 王水 HCl：
硫化物(低温进行、先加盐酸？？) HNO3 3:1
第二章 分析试样的采取和预处理 23
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溶解溶剂
适用对象
备注
硫酸 磷酸
合金、矿石等（钙锶钡铅除外） 氧化性酸 强脱水性
络合能力强
高氯酸
不锈钢、硫化物 使用时必须先加硝酸 有机物: 先硝解
第二章 分析试样的采取和预处理 25
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2. 熔融法
(1) 酸熔法
常用熔剂：焦硫酸盐(K2S2O7);硫酸氢钾(KHSO4) 适用对象：碱性试样或中性氧化物、
矿石；刚玉(Al2O3)；金红石(TiO2)等； TiO2 + K2S2O7 = Ti(SO4) 2 (可溶性)+ 2K2SO4 a. 在瓷坩埚或铂皿（稍有腐蚀）中进行； b. 冷却后用稀硫酸萃取。 KHF2可用来分解稀土和钍的矿物。
动物试样的采取和制备 血液、尿液、毛发和指甲
第二章 分析试样的采取和预处理 20
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§2.2 分析试样的预处理 主要介绍湿法分析中试样的预处理方法。
分解试样的基本要求： (1) 分解完全、分解速度快； (2)不损失待测组分； (3) 不沾污、无污染或污染小。
第二章 分析试样的采取和预处理 21
直接采样法 浓缩采样法——溶液吸收法、固体阻留法、低温冷凝法
实验室制备过程中有与其类似的 方法，请各举一例
第二章 分析试样的采取和预处理 18
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五 生物试样的采取和制备
生物试样通常包含哪些？
植物——花、叶、经、根、种子 动物——体液（尿、血等）、毛发、肌肉、组织器官 微生物 待分析的组分：
例2.某矿石的最大颗粒直径为10mm，若k为0.1kg/mm2，(1) 问至少应取多少试样才具有代表性？(2)若将该试样破碎， 缩分后全部通过10号筛，应缩分几次？(3)若要求最后获得 的分析试样不超过100g，应使试样通过几号筛？
解：缩分公式
mQ kd 2
(1) mQ 0.1k g mm2 (10mm)2 10k g
第二章 分析试样的采取和预处理 26
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(2) 碱融法
常用熔剂：Na2CO3、 K2CO3、NaOH、 KOH、 Na2O2等
Na2CO3（850℃）、 K2CO3 （890℃）分解： 硅酸盐、酸性炉渣等（铂、瓷皿）；
NaAlSi3O8 + 3Na2CO3 = NaAlO2 + 3Na2SiO3 +CO2 BaSO4 + Na2CO3 = Ba2CO3 + Na2SO4 NaOH（321 ℃ ）、 KOH（404 ℃ ）分解： 硅酸盐、铝土矿、粘土等（铁、银、镍皿） 混合熔剂： Na2CO3和K2CO3 (1:1)，可降低熔融温度 注意选择合适的坩埚。
氢氟酸 与硫酸和高氯酸一起使用 硅铁、硅酸盐
NaOH Al 及铝合金、酸性氧化物 20%~30%
氧化性酸;强脱 水性;与有机物 或还原剂一起加 热发生爆炸 用铂坩埚 通风 用四氟乙烯容器
第二章 分析试样的采取和预处理 24
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2. 熔融法 熔融法：将试样与固体熔剂混合，在高温下加热，利 用试样与溶剂发生的复分解反应，使试样的全部组分 转化成易溶于水或酸的化合物。 不足：熔剂量大、坩埚材料污染、温度高
第二章 分析试样的采取和预处理 11
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最低可靠质量公式的应用
例2.某矿石的最大颗粒直径为10mm，若k为0.1kg/mm2，(1)问至少应取 多少试样才具有代表性？(2)若将该试样破碎，缩分后全部通过10号筛， 应缩分几次？(3)若要求最后获得的分析试样不超过100g，应使试样通 过几号筛？
缩分的目的是使粉碎后的试样量逐步减少，一般采用四分法， 即将过筛后的试样混匀，堆为锥形后压为圆饼状，通过中心 分为四等份，弃去对角的两份。是否需要继续缩分，由固体 试样取样的最低可靠质量公式决定：
mQ kd 2
第二章 分析试样的采取和预处理 9
长江师范学院 重庆市精品建设课程 最低可靠质量公式的应用
解： (2) 10号筛的筛孔为2mm mQ 0.1k g mm2 (2mm)2 0.4k g
10kg 1次 缩分 5kg 2次 缩分 2.5kg 3次 缩分1.25kg
4次缩分 0.65kg 5次缩分 0.325kg
应缩分4次。
第二章 分析试样的采取和预处理 12
第二章 分析试样的采取和预处理 29
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2. 分解法
分解后，进行元素测定；干法和湿法；
(1) 湿法
C、H
有机 硫酸
试样 或硝酸
或混合酸
金属元素
CO2 + H2O
硝酸盐 或硫酸盐
非金属元素
阴离子
牛奶中氮含 量的测定？ 克氏定氮法
催化剂、浓 硫酸消化
第二章 分析试样的采取和预处理 30
无机物的分解 1. 溶解法
溶解溶剂
适用对象
备注
盐酸 硝酸
弱酸盐：碳酸盐、磷酸盐等
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ还原性酸，
金属氧化物：Fe2O3、MnO2 等 某些硫化物：FeS、Sb2O3 等 合金：Fe、Zn 等
Cl- 的 配 位 作用。
其它：Al2O3、BeO、某些硅酸盐 金属(Pt、Au 除外；Fe、Al、Cr 生成 氧化性酸
第二章 分析试样的采取和预处理 27
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3. 半熔法(烧结法)
将试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 用CaCO3 +NH4Cl 可分解硅酸盐，可测定其中的K+、Na+。 例分解甲长石： KAlSi3O8 + 6Ca2CO3 + NH4Cl = 6CaSiO3 + Al2O3
例1. 有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm，k为 0.2kg/mm2，应保留的试样量至少是多少千克？
解: mQ 0.262 7.2kg
应由原样进行一次缩分。即
20kg 1次缩分10kg
第二章 分析试样的采取和预处理 10
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最低可靠质量公式的应用
采取试样的基本原则：具有代表性； 一、采取试样的一般原则： 1.现场勘查并收集资料 2.保证试样的代表性 3.采样量符合要求 4.合理保存
第二章 分析试样的采取和预处理 4
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二、固体试样的采取
（一）矿石试样 1.采样点的布设（汽车、火车、轮船、矿堆、传送带）