分析试样的采集及处理课件

取n＝7，查表得t＝2.45，则 n＝7.26 计算的n值与设定的n＝7很接近， 所以采样单元数为7时可以满足题目要求。
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1.6 采样方法 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
热稳定性样品：烘干
易受热分解试样的干燥：真空干燥至恒重；
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例题： 称取10.000 g 工业用煤试样，于100~105℃烘1h后，称
得其质量为9.460g,此煤样含湿存水为多少？如另取一份试 样测得含硫量为1.20%，用干基表示的含硫量为多少？
解：
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分等步骤，取粒径小于0.5 mm的样品作分析试样。 沉积物: 用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样，经压碎、风干、粉碎、过筛、缩分，
取小于0.5 mm的样品作分析试样。 金属试样: 经高温熔炼，比较均匀，钢片可任取。钻孔穿过整个物体厚度或厚度的一般，收
集钻屑作为试样。也可以把金属材料不同部位锯断，收集锯屑作为试样
NaOH,Na2CO3,Na2O2等为碱性溶剂，用于分解大多酸性矿 物。
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熔剂
试样
碳酸钠
硅酸盐、粘土、高岭土、碳酸盐、磷 酸盐、氟化物等
氢氧化钠
硅酸盐、粘土、耐火材料、黑钨矿
过氧化钠
几乎所有矿石（钼矿、铬铁矿、黑钨 矿、锆英石等）
铵盐
方铅矿、黄铁矿、硫化矿等
KHSO4与K2S2O7 铌、钽酸盐，Fe、Ti、Al氧化物矿
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例2.有试样20kg，粗碎后最大粒度为6mm左右，设k值为 0.2kg.mm-2，应保留的试样量为多少？若此时要求再破碎至试样粒度
不能大于2mm，需要继续缩分几次？
No Image
No Image
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例3.某物料取得8份试样，经分别处理后测得其中硫酸钙量的标准 偏差为0.22％，如果允许的误差为0.20％，置信度选定为95％，则 在分析同样的物料时，应选取多少个采样单元?
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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。
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1.1 采样原则和方案
取样是定量分析中的第一步；
取样的基本原则：具有代表性； 取样的基本步骤：
(1) 收集粗样(原始试样)； (2) 将每份粗样混合或粉碎、缩分，
熔剂试样坩埚材料碳酸钠硅酸盐粘土高岭土碳酸盐磷酸盐氟化物等铂铂氢氧化钠硅酸盐粘土耐火材料黑钨矿矿铁镍银过氧化钠几乎所有矿石钼矿铬铁矿黑钨矿锆英石等锆镍墨铵盐方铅矿黄铁矿硫化矿等瓷tfe铂khso4与k2s2o7铌钽酸盐fetial氧化物矿矿瓷石英铂khf2与nh4hf2锆石绿柱石铌钽酸盐鉑银偏硼酸锂岩石硅酸盐土壤陶瓷钢渣等石墨铂熔剂疏松和通气作用33半熔法烧结法低温度熔剂用量少时间短坩埚浸蚀小
破碎度有关，可按切乔特采样公式估算：Q = K ·d 2
d: 试样中最大颗粒的直径，mm；
K：表征物料特性的缩分系数；
均匀铁矿石：K = 0.02~0.3; 不均匀：K = 0.5~2.0;
煤碳：K = 0.3~0.5。
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取样点的选择：
1、对分析结果的准确度要求越高，即E越小，采样单元数n 越大；
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1.7 采样中的质量保证 增加采样次数，尽量减少随机不确定度。
通过严格的质量保证措施避免消除系统不确定度。
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2 试样的预处理
2.1 试样的破碎 轧碎机
破碎机 锤磨机
进一步粉碎
滚磨机 球磨机
适合较硬的试样
适合中等硬度或较软试样
多功能轧碎机
解:E＝0.20％，σ＝0.22％。 如需破碎至 2mm ， mQ kd 2 0.2 2 2 0.8kg 10 （ 1 ）n 0.8kg n 3.54 2 继续缩分 3次能满足要求。
置信度为0.95，n＝∞时，查表得t＝l .96
则n＝(1.96×0.22／0.2)2=4.65
取n＝5，查表得t＝2.78，则n=9.35 取n＝9，查表得t＝2.31，则n=6.45
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3.2 溶融法
熔融法：将试样与固体熔剂混匀后置于特定 材料制成的坩埚中，在高温下熔融，分解试样， 通过复分解反应使被测组分转化为能溶于水或酸 的形式，再用水或酸浸取，使其定量进入溶液。
熔剂可分为酸性熔剂及碱性熔剂。
K2S2O7与KHSO4为酸性熔剂，铵盐也属酸性溶剂，它们与碱 性氧化物反应。
3.1 溶解法
溶解法：用适当的溶剂将固体样品溶解转化为液 体样品，同时将待测组分转化为可测 定形态
常用溶剂：水、酸、碱或混合酸 一般顺序为：
H2O→HCl→HNO3→王水 H2SO4、H3PO4、HClO4、HF、碱等也是常用
溶剂
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本章重点与难点
重点掌握： 固体试样的取样原则和方法 一步取样公式的理解和应用 试样分解的一般原则和方法
难点： 根据试样的组成特性、待测组分的性质及分 析目的，选择合适的取样和分解方法
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1 试样的采集
学习要求： ★ 学会应用采样公式确定采样点和平均试样采取
量 ★ 掌握不同样品的采样原则和方法
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水样
采样多变性：河水—上、中、 下（大河：左右两岸和中心 线；
湖水---从四周入口、湖心和 出口采样；
海水---粗分为近岸和远岸；
生活污水---与作息时间和季 节性食物种类有关；
工业废水---与产品和工艺过 程及排放时间有关
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例2： 样品 m = 20 kg ， k =0.2 kg / mm2,
用6号筛过筛, 问应缩分几次？
解： mQ ≥ kd 2 = 0.2 3.36 2 = 2.26 (kg) 缩分1次剩余试样为20 0.5 = 10 (kg) 缩分3次剩余试样为20 0.53= 2.5 (kg) ≥ 2.26，故缩分
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1.3 采样技术 1.3.1 采样误差
随机误差
无法避免、但可以尽可能地减小
系统误差
必须尽力避免
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1.3.2 物料的类型 按特性值变异性类型分类
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.4 采样数和采样量
组成很不均匀的物料： 矿石、煤炭、土壤等：大小、硬
随机抽取了10个样品，三种分析方案：
方案一 测定十次
方案二
混合后取1/10 分析一次
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者的 3/10。
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方案三√ 混合
各测一次
10
1.2 采样记录
物料名称、来源、编号、数量、包装 情况、存放环境、采样部位、所采样品数 量和样品量、采样日期、采样人等。
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3 试样的分解
学习要求： 掌握溶解法、熔融法、干式灰化法、湿式灰 化法和微波辅助消解法的试样分解方法。
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湿存水的处理
湿存水：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。
干 基：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。 试样通常需要干燥至恒重。
KHF2与NH4HF2 锆石、绿柱石、铌钽酸盐
偏硼酸锂
岩石，硅酸盐，土壤，陶瓷，钢渣等
坩埚材料
铂
铁、镍、银 锆、镍、墨
瓷、TFE、铂 瓷、石英、铂 鉑、银 石墨，铂
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3.3 半熔法（烧结法）
烧结法，它是在低于熔点的温度下，使试 样与熔剂发生反应。 低温度，熔剂用量少，时间短，坩埚浸蚀小。烧结
可在瓷坩埚中进行。
用来分解铁矿及煤中的硫时，Na2CO3+MgO（或 ZnO）（12）作熔剂，分解煤或矿石中的硫。将硫
减少至适合分析所需的数量； (3) 制成符合分析用的试样。
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正确取样应满足以下要求：
1. 大批试样(总体)中所有组成部分都有同等的被采集的几率；
2.将 n 个单元的试样彻底混合；
3.根据给定的准确度，采取有次序的或随机的取样，使取样费 用尽可能低。
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对于较少量的试样，可将试样放在光 滑的纸上，依次地提起纸张的一角，使试 样不断地在纸上来回滚动，以达混合。为 了混合试样，也可以将试样放在球磨机中 转动一定时间，如果能用各种型式的实验 室用的混合机来混合试样，那就更为方便。
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2.4 试样的缩分
通常采用四分法
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2 液体试样 液体试样一般比较均匀，取样单元可以较少
当物料的量较小时，首先混合均匀再取样。
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，以保证它的代表性
液体试样采样器多为塑料或玻璃瓶 ，一般情况下两者均可使 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
关于分析试样的采集及 处理
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现在学习的是第1页，共53页
分析试样的采集及处理
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现在学习的是第2页，共53页
定量分析的一般步骤：
取样
试样预处理
分离富集
测定
数据处理 结果表示
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分析试样的采集及处理
本章主要内容
1 试样的采集 2 试样的制备 3 试样的分解
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(3)破碎、研磨试样过程中，常常会发热，而使试样温度升高， 引起某些挥发性组分的逸去；由于试样粉碎后表面积大大增加， 某些组分易被空气氧化。
(4)试样中质地坚硬的组分难于破碎，锤击时容易飞溅逸出；较软 的组分容易粉碎成粉末而损失，这样都将引起试样组成的改变。
因此，试样只要磨细到能保证组成均匀和容 易为试剂所分解即可。
3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
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总结
粗颗粒样品要破碎；
每次破碎后要使样品全部通过筛孔； 全部过筛的样品要充分混合；
缩分是使粉碎后的试样量逐步减少，采用四分法。 将过筛后的试样混匀，堆为锥形后压为圆饼形状，通过中心 分成四等份，弃去对角的两份。是否需要继续缩分，可根据 粒度与取样量公式进行计算。
滚磨机
锤磨机
球磨机
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手工操作
锤击碎、冲击钵、研钵
是不是试样磨得越细越好？
NO!
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引起试样改变的原因：
(1)在粉碎试样的后阶段常常会引起试样中水分含量的改变。
(2)破碎机研磨表面的磨损，会使试样引入某些杂质，如果这些 杂质恰巧是要分析测定的某种微量组分，问题就更为严重。
采样器
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3 气体试样
用泵将气体充入取样容器； 采用装有固体吸附剂或过滤 器的装置收集；过滤法用于 收集气溶胶中的非挥发性组 分
固体吸附剂采样：是让一定量 气体通过装有吸附剂颗粒的装 置，收集非挥发性物质
大气试样，根据被测组分在空 气中存在的状态(气态、蒸气 或气溶胶)、浓度以及测定方 法的灵敏度，可用直接法或浓 缩法取样
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2.2 过筛
过筛顺序：先粗后细
不能通过的粗颗粒不能丢弃，要反复破 碎，直到全部通过为止。
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2.3 混合
经破碎、过筛后的试样，应加以混合，使其组成均 匀。
对于较大量的试样，可用锹将试样堆成一个圆锥，堆
时每一锹都应倒在圆锥顶上。当全部堆好后，仍用锹将试样 铲下，堆成另一个圆锥。如此反复进行，直至混合均匀。
度、组成均有较大差异。堆积时，大小分布不均，图中结点取 样。
平均试样采取量Q（kg）与试样的均匀度、粒度、 易破碎度有关，可按切乔特采样公式估算：Q = K ·d a
.. .. .
K在0.02-1之间；a在1.8-2.5之间，地质 部门直接把它规定为2.
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平均试样采取量Q（kg）与试样的均匀度、粒度、易
2、物料越不均匀， s 越大，采样单元数n越大； 3、增加测定次数，则t值变小，采样单元数n减少。
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现在学习的是第16页，共53页
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例1 采集矿石样品，若试样的最大直径为10 mm， k
=0.2 kg/mm2, 则应采集多少试样？
解： mQ ≥ kd 2 = 0.2 10 2 = 20 (kg)