第2章 分析试样的采集与制备
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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。
第2章分析试样的采集与制备
采取的份数越多越有代表性。但是采样量 过大，会给后面的制样带来麻烦。
采样的数量应在能达到预期要求的前提下， 尽可能做到节省。
采样单元数与采样准确度、物料组成的不 均匀性（颗粒大小、分散程度）有关。
（一）固体试样
种类繁多、形态各异，试样的性质和均匀 程度差别很大。 组成不均匀：矿石、煤炭、废渣、土壤 组成相对较均匀：谷物、金属材料、化肥
标，防止待测成分逸散或带入杂质； 食品分析常在理化检验前或同时进行感官检
验，这时应在感官检验后再取样进行理化检验； 感官性质不同的样品，不可混在一起，应分
别包装，并注明其性质。
颚式破碎机
双辊破碎机
圆 盘 破 碎 机
标准筛的筛号及孔径的大小
筛号 （网目）
3 6 10 20 40 60
筛孔直径(mm)
溶剂： 水 酸 碱
酸：
HCl—— 具有还原性及络合能力：氢以前的金 属或合金、弱酸盐（如碳酸盐）、以 碱金属或碱土金属为主的矿石 宜用玻璃、塑料、陶瓷、石英等器皿， 不宜使用金、银、铂等器皿
注意某些氯化物的挥发损失
HNO3—— 具有氧化性：除某些贵金属及表面易钝化 的铝、铬外，绝大部分金属能被分解 对某些还原性样品，HNO3浓度不同， 分解产物不同（浓、稀HNO3与Cu） HNO3分解样品，在蒸发过程中Si、Ti、 Nb、Zr、W、Mo、Sn、Sb等大部分或全 部析出沉淀（如钨酸），有的元素则生成 难溶的碱式硝酸盐，故常用硝酸与其它酸 混合使用 常用HNO3来破坏碳化物 HNO3+H2O2是溶解毛发、肉类等有机 物的良好混合溶剂之一。
HClO4——最强酸，在浓（稀的无论在热或冷的条 件下都没有氧化性能）、热时具有强氧 化性及脱水性，分解能力很强：含铬的 合金及矿石
第二章试样的采取与制备_工业分析
2021/7/27
二、液态物料样品的采集
（一）输送管道中的物料 （二）储罐器中的物料
1．大型储罐中的物料 2．小型储罐中的物料 3．槽车中的物料
2021/7/27
三、固态物料样品的采集
（一）不同包装中固态工业产品的采集 如对于袋装化肥，通常规定50件以内抽取5
件；51～100件，每增10件，加取1件；101～500 件，每增50件，加取2件；501～1000件以内，每 增100件，加取2件；1001～5000件以内，每增 100件，加取1件。将子样均匀地分布该批物料中 ，然后用采样工具进行采集。
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取样钻
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自袋、罐、桶
中采集粉末装
物料样品时，
通常采用取样
钻。取样钻为 钻身750mm， 外径18mm， 槽口宽12mm ，下端30角锥 的不锈钢管或 铜管
取样时，将取 样钻由袋（罐、 桶）口的一角 沿对角线插入 袋（罐、桶） 内的1/3～3/4处， 旋转180后抽 出，刮出钻槽 中物料作为一 个子样。
一、气态物料样品的采集
由于气体物料易于扩散，而容易混合均匀。 工业气体物料存在状态如：动态、静态、正压、 常压、负压、高温、常温、深冷等，且许多气 体有刺激性和腐蚀性，所以，采样时一定要按 照采样的技术要求，并且注意安全。
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采样设备
一般运行的生产设备上安装有采样阀。气 体采样装置一般有采样管、过滤器、冷却器及 气体容器组成。
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（五）钢样样品的采集 1.熔炼阶段分析试样的采集 2.钢材分析试样的取样 3.采集试样的注意事项
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§2.3 试样的制备
从实验室样品到分析试样的这一处理过程称 为试样的制备。试样的制备一般需要经过破碎、 过筛、混合、缩分等步骤。
二、液态物料样品的采集
（一）输送管道中的物料 （二）储罐器中的物料
1．大型储罐中的物料 2．小型储罐中的物料 3．槽车中的物料
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三、固态物料样品的采集
（一）不同包装中固态工业产品的采集 如对于袋装化肥，通常规定50件以内抽取5
件；51～100件，每增10件，加取1件；101～500 件，每增50件，加取2件；501～1000件以内，每 增100件，加取2件；1001～5000件以内，每增 100件，加取1件。将子样均匀地分布该批物料中 ，然后用采样工具进行采集。
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取样钻
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自袋、罐、桶
中采集粉末装
物料样品时，
通常采用取样
钻。取样钻为 钻身750mm， 外径18mm， 槽口宽12mm ，下端30角锥 的不锈钢管或 铜管
取样时，将取 样钻由袋（罐、 桶）口的一角 沿对角线插入 袋（罐、桶） 内的1/3～3/4处， 旋转180后抽 出，刮出钻槽 中物料作为一 个子样。
一、气态物料样品的采集
由于气体物料易于扩散，而容易混合均匀。 工业气体物料存在状态如：动态、静态、正压、 常压、负压、高温、常温、深冷等，且许多气 体有刺激性和腐蚀性，所以，采样时一定要按 照采样的技术要求，并且注意安全。
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采样设备
一般运行的生产设备上安装有采样阀。气 体采样装置一般有采样管、过滤器、冷却器及 气体容器组成。
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（五）钢样样品的采集 1.熔炼阶段分析试样的采集 2.钢材分析试样的取样 3.采集试样的注意事项
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§2.3 试样的制备
从实验室样品到分析试样的这一处理过程称 为试样的制备。试样的制备一般需要经过破碎、 过筛、混合、缩分等步骤。
第2章分析试样的采集与制备
（置信区间）
固体试样：不同点采样
气体试样：上中下—大气采样机、针筒、气囊、气瓶
液体试样：不同部位、深度
生物试样：动物、植物样品
Solid Sampling
பைடு நூலகம்
Liquid sampling
Gas Sampling
2.2试样的制备
试样干燥： 烘干（烘箱）、风干（吹、凉） 干燥（干燥器、干燥剂）
固体：
第2章 分析试样的采集与制备
2.1 试样的采集 2.2 试样的制备 2.3 试样的分解 2.4 测定前的预处理
2.1 试样的采集
采样原则：有代表性
固体试样： 采样公式:
n
t
E
2
n为采样单元数，σ为总体标准偏差，E = x -μ
t 为测定次数和置信度有关的统计量。见P61表
依据： X t
n
粗碎（颚式）、过筛、混匀、缩分 中碎（盘式）、过筛、混匀、缩分 细碎（研钵）、过筛、混匀、缩分
四分法缩分
取样最小量经验公式
根据样品最大颗粒直径计算取样量的经验公式
Q ≥ kd 2
Q: 试样最小质量（kg）； k: 缩分常数的经验值（一般取值0.05~ 1 kg.mm-2 ）； d: 试样的最大粒度（mm）
半熔法（烧结法） 坩埚：瓷、铁、镍、银、铂金、塑料等坩埚
（查分析化学手册）
有机试样分解
高温分解，酸提取 干式灰化法
氧瓶燃烧法 湿式消化法: 硝酸和硫酸混合物作为试剂 微波消解法
（查分析化学手册）
2.4 测定前的预处理
✓ 1、试样的状态 ✓ 2、被测组分的存在形式 ✓ 3、被测组分的浓度或含量 ✓ 4、共存物的干扰 ✓ 5、辅助试剂的选择
第二章 试样的采取、制备和分解
§2—1 试样的采集
1、采样数量
数量要求：
1）至少满足三次重复检测的需要；2）有需要时必 须满足备考样品的需要；3）满足样品制备的需要。 数量过多——造成浪费 数量过少——不能满足代表性要求
在满足需要的前提下，样品数量越少越好。一般根 据经验公式计算最低采样量。
§2—1 试样的采集
四、采样记录和样品保存
采样时应记录被采物料的状况和采样操作， 如物料的名称、来源、编号、数量、包装情 况、存放环境、采样部位、所采样品数量、 采样日期、采样人等。 样品采集好后应包装，贴上标签，送至制样 室，如不能及时分析，一般只能存放6个月， 特殊样品另当别论。
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。
0.2
9.03 2.26 0.80
0.3
13.55 3.39 1.20
0.5
22.6 5.65 2.00
1.0
45.2 11.3 4.00
20
40 60 80
0.83
0.42 0.25 0.177
0.069
0.018 0.006 0.003
0.14
0.035 0.013 0.006
0.21
0.053 0.019 0.0将表面刮去0.1m，深入0.3m 挖取一 个子样的物料量，每个子样的最小质量不小于5kg。最后合并 所采集的子样。
工业分析(理论篇)第2章 试样的采取、制备和分解
27
2.2.2液体物料试样的采取
1.采样工具 （3）采样瓶 ①玻璃（或铜制）采样瓶：一般为500mL玻璃瓶，适用于贮 罐、槽车采样，玻璃采样瓶套上加重铅锤，以便沉入液体物料 的较深部位。 ②可卸式采样瓶 加重型采样瓶、底阀型采样器等，液化气的采样常用采样钢 瓶和金属杜瓦瓶。
玻 璃 采 样 瓶
铜 制 采 样 瓶
21
2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （2）运输工具中采样
常用的运输工具是火车车皮或汽车等，发货单位 在物料装车后，应立即采样，而用货单位除采用发 货单位提供的样品外，还要根据需要布点采样。常 用的布点方法为斜线三点法和斜线五点法。子样要 分布在车皮对角线上，首末两点距车角各1m，其 余各点均匀分布于首、末两子样点之间。
24
2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （4）工业制品中采样
工业制品常见的有袋装和罐装，袋装有纸袋、布 袋、麻袋和纤维织袋；
罐装有木质、塑料和铁皮等制成的罐或桶。 一般采用的采样工具为采样探子，确定子样数目 和每个子样的采集量后，即可进行采样。
25
2.2.2液体物料试样的采取
1.采样工具
还有18方块法、棋盘法、蛇形法、对角线法等。
22
2.2.1.固体物料试样的采取
斜线三点法
斜线五点法
18方块法
棋盘法
蛇形法
对角线法
23
2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （3）物料堆中采样 根据物料堆的大小、物料的均匀程度和发货单位 提供的基本信息等，核算应采集的子样数目及采集 量，然后布点采样。 先将表层0.2m厚的部分用铲子除去，再以地面 为起点，每间隔0.5m高处划一横线，每隔1～2m向 地面划垂线，横线与垂线交点即为采样点。
2.2.2液体物料试样的采取
1.采样工具 （3）采样瓶 ①玻璃（或铜制）采样瓶：一般为500mL玻璃瓶，适用于贮 罐、槽车采样，玻璃采样瓶套上加重铅锤，以便沉入液体物料 的较深部位。 ②可卸式采样瓶 加重型采样瓶、底阀型采样器等，液化气的采样常用采样钢 瓶和金属杜瓦瓶。
玻 璃 采 样 瓶
铜 制 采 样 瓶
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2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （2）运输工具中采样
常用的运输工具是火车车皮或汽车等，发货单位 在物料装车后，应立即采样，而用货单位除采用发 货单位提供的样品外，还要根据需要布点采样。常 用的布点方法为斜线三点法和斜线五点法。子样要 分布在车皮对角线上，首末两点距车角各1m，其 余各点均匀分布于首、末两子样点之间。
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2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （4）工业制品中采样
工业制品常见的有袋装和罐装，袋装有纸袋、布 袋、麻袋和纤维织袋；
罐装有木质、塑料和铁皮等制成的罐或桶。 一般采用的采样工具为采样探子，确定子样数目 和每个子样的采集量后，即可进行采样。
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2.2.2液体物料试样的采取
1.采样工具
还有18方块法、棋盘法、蛇形法、对角线法等。
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2.2.1.固体物料试样的采取
斜线三点法
斜线五点法
18方块法
棋盘法
蛇形法
对角线法
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2.2.1.固体物料试样的采取
2.采样方法 （3）物料堆中采样 根据物料堆的大小、物料的均匀程度和发货单位 提供的基本信息等，核算应采集的子样数目及采集 量，然后布点采样。 先将表层0.2m厚的部分用铲子除去，再以地面 为起点，每间隔0.5m高处划一横线，每隔1～2m向 地面划垂线，横线与垂线交点即为采样点。
第2章1 分析试样的
要求：
1. 采样时，必须注意样品的代表性和均匀性，以 确保所采样样品能代表整个供试材料的平均组 成。
2. 采样时，要认真填写采样记录，写明样品的生 产日期、批号、采样条件、方法、数量、包装 情况等。外地调入的样品还应结合运货单、商 检机关和卫生部门的化验单、厂方化验单等， 了解起运日期、来源地点、数量、品质及包装 情况。同时注意其运输及保管条件，并填写检 验目的、项目及采样人。
意义：采样的正确与否，是检验工作成败 的关键。
物质的种类繁多，且组成很不均匀。不管 是固体、液体、气体、生物体、食品等即使是 同一种样品，其所含成分的分布也不会完全一 致，如果采样方法不正确，试样不具有代表性， 则无论操作如何细心、结果如何精密，分析都 将毫无意义，甚至可能导致得出错误的结论。
正确采样，必须遵循的原则是：
2.5.2. 分 离
沉淀分离 萃取分离 色谱分离
2.5.3.富集：enrichment
萃取富集 吸附富集 共沉淀富集
谢谢
采样的数量应能反映该批试样满足检验项 目对试样量的需要；
采样的数量一式三份供检验、复检和备查 用，每份重一致.
（三）、采样的一般方法
样品的采集一般分为随机抽样和 代表性取样两类。
随机抽样，即按照随机原则，从 大批物料中抽取部分样品。操作 时，应使所有物料的各个部分都 有被抽到的机会。
代表性取样
第2章 分析试样的采集与制备
2.1 样品的采集 2.2 分析试样的制备 2.3 样品的保存
2.1 样品的采集
一、采样的意义及要求 二、采样的数量和方法 三、采样的注意事项
一、采样的意义及要求
定义：所谓采样是指从整批被检样中抽取 一部分有代表性的样品，供分析化验用。 采样是分析的首项工作。
第二章 分析试样的采集与制备
23
2.3.5 微波消解法
第 二 章 分 析 试 样 的 采 集 与 制 备
利用试样和溶剂吸收微波产生热量 进行试样的分解。该法加热效率高，分 解迅速。一般采用密闭容器，可以加热 到较高的温度和压力，使分解更有效， 还可减少溶剂用量和组分的挥发。 该法可用于有机试样的分解，也可 用于难溶无机材料的分解。
分解试样的主要任务是将试样中待 测组分全部转变为适于测定的形式。一 般需转化为可溶盐的形式进入溶液。在 此过程中： 防止待测组分损失； 避免引入干扰测定的杂质。 其中分解无机试样常采用的分解方 法有溶解法和熔融法；分解有机试样常 采用干（湿）式灰化法和微波消解法。
18
2.3.1 溶解法
第 二 章 分 析 试 样 的 采 集 与 制 备
3
2.1 试样的采集
4
第 二 章 分 析 试 样 的 采 集 与 制 备
试样的采集是指从大批物料中采取 少量样本作为原始分析试样。 要求：代表性、不变性。 分析对象的种类很多，不同的物料 采集试样的方法不同。
5
2.1.1 固体试样的采集
第 二 章 分 析 试 样 的 采 集 与 制 备
特点：种类繁多，形态各异，试样 的性质和均匀程度差别较大。 采样点越多，采样量越大，试样越 具有代表性，但消耗的成本越高。采样 的原则是：采集的试样必须具有代表 性，同时工作量尽可能地少。 同时，采样准确度要求高，试样均 匀度差，也都会增加采样单元数。
解：Q ≥ K ⋅ d 2 = 0.3 × 2 2 = 1.2kg ⎯→ ⎯→ ⎯→ ⎯→ 15 ⎯ 7.5 ⎯ 3.75 ⎯ 1.88 ⎯ 0.94
1 2 3 4
显然在缩分4次后0.94 < 1.2kg，不符合要求。 所以只能缩分3次。
分析化学第2章分析试样的采集与制备
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，那么宜选用 塑料取样器，以减少容器吸附和产生微量待测组分的影 响。
液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其进行测试。 不能立即测试，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。
保存措施有：控制溶液的pH值、参加化学稳定试剂、冷藏和 冷冻、避光和密封等。 采取这些措施旨在减缓生物作用、化 合物或配合物的水解、氧化复原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。
气体试样
气体试样的采样方法： A.用泵将气体充入取样容器，然后密封。 B.采用装有固体吸附剂或过滤器的装置收集。固体吸附剂用于
应按照一定的原那么、方法进行。这些可参阅相关的国家标 准和各行业制定的标准
2.1.1 固体试样
固体物料的成分分布不均，需要按照一定方式选取不同点 进行采样，以获得有代表性的试样。
采样点的选择方法：
随机采样法
系统采样法
判断采样法 采样的数目与采样的准确度要求、物料组成的不均匀性和颗 粒大小、分散程度有关。
采样方法
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：翻开取样管旋塞即可取样。假设为负压，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， 或与气体工作站连接检测
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，那么宜选用 塑料取样器，以减少容器吸附和产生微量待测组分的影 响。
液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其进行测试。 不能立即测试，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。
保存措施有：控制溶液的pH值、参加化学稳定试剂、冷藏和 冷冻、避光和密封等。 采取这些措施旨在减缓生物作用、化 合物或配合物的水解、氧化复原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。
气体试样
气体试样的采样方法： A.用泵将气体充入取样容器，然后密封。 B.采用装有固体吸附剂或过滤器的装置收集。固体吸附剂用于
应按照一定的原那么、方法进行。这些可参阅相关的国家标 准和各行业制定的标准
2.1.1 固体试样
固体物料的成分分布不均，需要按照一定方式选取不同点 进行采样，以获得有代表性的试样。
采样点的选择方法：
随机采样法
系统采样法
判断采样法 采样的数目与采样的准确度要求、物料组成的不均匀性和颗 粒大小、分散程度有关。
采样方法
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：翻开取样管旋塞即可取样。假设为负压，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， 或与气体工作站连接检测
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
第二章 分析试样的采集与制备
取 样 装 置
No Image
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。 • 贮存于大容器(如贮气柜或槽)内的物料，因密度不 同可能影响其均匀性时，应在上、中、下等不同处 采取部分试样后混匀。
1）矿物样品：
No Image
辰砂 HgS
No Image
黄铜矿CuFeS2
石膏 BaSO4
2) 土壤样品: 3）沉积物: 4）金属试样:
试样的制备——科学采样
固体样品的破碎、过筛、混匀、缩分
样品破碎
粗碎
过筛、混匀、缩分
颚式碎样机 4～6号筛
中碎
弃去
盘式碎样机 20号筛
细碎
过筛、混匀、缩分
粗副样
弃去
过筛、混匀、缩分
盘式碎样机 100～200号筛 注意：任何一次过筛，都应 将样品全部过筛，否则影响 分析试样的代表性。
副样
试样
固体样品的破碎、过筛、混匀、缩分
四分法缩分
破碎与过筛重复进行直至全部过筛；筛孔的选择以样品处 理的难易程度确定，二次取样的量由筛孔径确定。
筛号 筛号 筛孔直径 筛孔直径 （网目） (mm) （网目） (mm) 3 6.72 80 0.177 6 3.36 100 0.149 10 2.00 120 0.125 20 0.83 140 0.105 40 0.42 200 0.074 60 0.25 标准筛的筛号及孔径的大小
2020届竞赛化学分析部分第2章 分析试样的采集和制备(26ppt)
氧瓶燃烧法
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)挥发或器皿壁上吸 附金属而造成损失
5 湿式灰化法
将试样与硝酸和硫酸混合物一起置于克氏烧瓶内， 加热，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SO3白烟时，在烧瓶内进行回 流，溶液变为透明 用体积比为3：1：1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 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
4 生物试样
其组成因部位和时季不同而有较大差异
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，还应有适时性和 部位典型性
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、氨基 酸等在生物体内易发生转化、降解或者不稳定的 成分，一般应采用新鲜样品进行分析
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
生物样品中药残留测定样品
生物试样：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 存期间吸附：塑料易吸附脂溶性组分，玻璃易吸 附碱性物质 固体样品制备除一般程序外，还有离心、过滤、 防腐和抑制降解等 血样：血浆、血清、血液 尿样注意酸败和细菌污染， 4度冷藏和加入氯仿 或甲苯防腐
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)挥发或器皿壁上吸 附金属而造成损失
5 湿式灰化法
将试样与硝酸和硫酸混合物一起置于克氏烧瓶内， 加热，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SO3白烟时，在烧瓶内进行回 流，溶液变为透明 用体积比为3：1：1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 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
4 生物试样
其组成因部位和时季不同而有较大差异
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，还应有适时性和 部位典型性
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、氨基 酸等在生物体内易发生转化、降解或者不稳定的 成分，一般应采用新鲜样品进行分析
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
生物样品中药残留测定样品
生物试样：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 存期间吸附：塑料易吸附脂溶性组分，玻璃易吸 附碱性物质 固体样品制备除一般程序外，还有离心、过滤、 防腐和抑制降解等 血样：血浆、血清、血液 尿样注意酸败和细菌污染， 4度冷藏和加入氯仿 或甲苯防腐
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-第2章分析试样的采集与分解
取n=5，查表得 t0.10,4 2.13
n
2.13 0.61 2
7.37
0.48
取n=7，查表得 t0.10,6 1.94
n
1.94 0.61 2
6.07
0.48
取n=6，查表得 t0.10,5 2.02
n
2.02
0.61 2
Analytical Chemistry
分 析化 学
分帅析琴 化教授学
中国地质大学（武汉）材料与化学学院 中国地质大学材料与化学学院
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第2章 分析试样的采集与制备
2.1 试样的采集 2.2 试样的制备 2.3 试样的分解 2.4 测定前的预处理
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江河池湖---选择采样点，不同深度采样混合
采样器
塑料瓶：检测金属元素、无机物时宜选用
玻璃瓶：检测有机物时宜选用
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河流采样布点
河流水样采集
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液体试样的保存
液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其 进行测试。
的差，即误差， E x
x t
n 上式可变换为：
n ( t )2 (t )2 采样单元数计算公式
x
E
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t 分布表可（P61表3-3）查得，它与自由度 f 和置 信度a有关。
t, f ,
f n-1
从计算n的公式可知，
整批物料某组分总体平均值的区间为：
分析化学第六版第2章 分析试样的采集与制备及答案
分析化学自检自测第二章分析试样的采集与制备1．从大量的分析对象中采取少量分析试样，必须保证所取的试样具有( D ) A．一定的时间性B．广泛性C．稳定性D．代表性2．某矿石的最大直径为30mm,若采样时的K=0.05, a=2, 则应取样( D )A．1.5g B．1.5Kg C．4.5g D．45Kg; E．不少于分析要用的量3．对较大的金属铸件，正确的取样方法是：( D )A．在铸件表面锉些金属屑作试样；B．在铸件表面各个部位都要锉些金属屑，混合后作试样；C．用锤砸一块下来试样；D．在铸件的不同部位钻孔穿过整个物体或厚度的一半，收集钻屑混合作试样4．试样粉碎到一定程度时，需要过筛，过筛的正确方法是：( B )A．根据分析试样的粒度选择合适筛子；B．先用较粗的筛子，随着试样粒度逐渐减小，筛孔目数相应地增加；C．不能通过筛子的少量试样，为了节省时间和劳力，可以作缩分和处理去掉；D．对不能通过筛子的试样，要反复破碎，直至全部通过为止；E．只要通过筛子的试样量够分析用，其余部分可全部不要。
5．某矿石的原始试样为30Kg，已知K=0.2, 当粉碎至颗粒直径为0.83mm时，需缩分几次？( D )A．4次B．5次C．6次D．7次E．8次6．分析中分解试样的目的，是要将试样转变为：( E )A．沉淀；B．单质；C．简单化合物；D．气态物质；E．水溶性物质。
7．下列有关选择分解方法的说法，哪些是不妥的？( A )A．溶（熔）剂要选择分解能力愈强愈好；B．溶（熔）剂应不影响被测组分的测定；C．最好用溶解法，如试样不溶于溶剂，再用熔融法；D．应能使试样全部分解转入溶液；E．选择分解方法要与测定方法相适应。
8．在使用氢氟酸时要注意：( B D )A．在稀释时极易溅出；B．有腐蚀性；C．氟极活泼遇水激烈反应；D．分解试样时，要在铂皿或聚四氟乙烯容器中进行；。
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半熔法（烧结法）：Na2CO3-ZnO(或MgO ) CaCO3-NH4Cl
干法灰化： 不加溶（熔）剂 微波消解：
17
关于微波（0.75-3.75mm)辅助消解法
利用试样和适当的溶 (熔)剂吸收微波能产生热量加热试样， 微波产生的交变磁场使介质分子极化，极化分子在高频磁 场交替排列导致分子高速振荡，使分子获得高的能量，这 两种作用，试样表层不断被搅动破裂，促使试样迅速溶 (熔)解 微波能直接转递给溶液中的各分子，溶液整体快速升温， 加热效率高 微波消解一般采用密闭容器，这样可以加热到较高温度和 较高压力，使分解更有效，同时也可减少溶剂用量和易挥 发组分(As,B,Cr,Hg,Se,Sb，Sn等）的损失 微波消解法可用于有机和生物样品的氧化分解，也可用于 难熔无机材料的分解
18
2.4 测定前的预处理
考虑：
试样状态
被测组分存在形式 被测组分浓度或含量 共存物的干扰 辅助试剂的选择
19
第 2 章 作业 p37 1, 2, 3, 4, 5
请就某一具体分析任务，查找出它的取样 方法和要求。
20
14
生物样品
考虑：
其组成因部位和时季不同而有较大差异
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，还应有适时性和部位典型性 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、氨基酸等在生物体内 易发生转化、降解或者不稳定的成分，一般应采用新鲜样 品进行分析
样品保存
化验分析
9
例题
现有某矿样10kg,经破碎后全部通过10号筛孔（d=2mm), 已知k=0.3,问缩分后应保留的试样应为多少？可连续缩分 几次？ 解：（1） Q≧kd2 = 0.3 ×22 = 1.2kg （2）设应缩分n次, 缩分n次后的试样质量 m=10×(1/2)n≧1.2kg 当n=3时，m=1.25kg 故应缩分3次
10
对于食品试样的采集和制备
Hale Waihona Puke 考虑：• 试样种类、分析项目和采用的分析方法
• 采样方式的选择, 防止污染问题 • 含水试样干燥至衡重，计算水分 • 含脂肪高的样品的脱脂
11
（2）组成比较均匀的试样的采取和制备
液体、气体样品相对均匀，取样单元数可少些。 液体 ：试样在容器上、中、下不同高度处各取 试料混匀,即得分析试样。 气体: 应根据被测组分在试样中存在状态（气 态、蒸气 和气溶胶）、浓度及所用方法 的灵敏度进行采样。 A、直接采气法 适于高浓度组分
质而异，由各部门根据经验拟定。k值通常0.05～1。
d- 试样最大粒度(mm)；
7
2.2
分析试样的制备
从固体原始试样到分析试样，需经过以下过程
破碎、过筛、混匀和 缩分（通常为四分法），
最后保留的分析试样约为100~300g.
（可前面经验式保留）
8
缩分－－四分法取样图解
混合 缩分 混合 缩分 混合
尿样注意酸败和细菌污染， 4度冷藏和加入氯仿或甲 苯防腐
16
2.3 试样的分解
(1) 分解要求：完全，避免被测组分损失和引入干扰测定组分 (2) 分解方法：
溶剂（熔剂）
溶解法：水溶
酸溶 碱溶 熔融法：酸熔法 碱熔法
水
HCl HNO3 H2SO4 HClO4 HF NaOH KOH K2S2O7 KHSO4 Na2CO3 K2CO3 NaOH KOH Na2O2
金，食品等。
应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的国
家标准和各行业制定的标准。
2
（1）不均匀的原始固体试样的采集和制备
考虑：
• 采样点的选择 • 采样方式的选择 • 采样的数目（采样单元数） • 准确度的要求
3
举
例
土壤样品: 采集深度0-15cm，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。 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。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。
4
采样单元数（采样的数目）
采样的数目与准确度要求有关；与物料均匀性、分散度有关。 假设测量误差很小，分析结果的误差主要由采样引起的，则包 含总体平均值的区间为
t mx n
μ 整批物料中某组分的平均含量 试样中该组分的平均含量
x
t
σ n
统计量
总体标准偏差 采样单元数
5
变换上式 其中
t x m n
15
药残留测定的生物样品
生物试样：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，注意储存期 间吸附：塑料易吸附脂溶性组分，玻璃易吸附碱性物质
固体样品制备除一般程序外，还有离心、过滤、防腐 和抑制降解等
血样：血浆、血清、血液
E xm
t n E
2
可见，对分析结果的准确度要求越高，即 E越小，采样单元数就越大;
6
采样量
采样量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关。
采样经验公式： Q ≧ Kd2
式中： Q- 采集平均试样的最小质量（kg）。 k - 反映物料特性的缩分常数（kg•mm-2)；因种类性
13
水样
根据水种类：天然水（河、湖、海、地下）；用水（饮用、 工业、灌溉）；排放水（工业废水、城市污水） 根据分析项目要求 采样多变性：河水—上、中、下（大河：左右两岸和中心 线；中小河：三等分，距岸1/3处）；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 水样的保存和预处理 的保存方法 对于不同测定项目，采用不同目的
第2 章
分析试样的采集与制备
2.1 试样的采集
是指从大批物料中采取少量样本作为原始试样。
原始试样再经过加工处理后用于分析。其结果被视为 反映原始物料的实际情况。
1
注意以下：
根据具体测定需要：遵循代表性原则随机采样。
根据样品状态: 气，固，液等。
根据采集对象: 环境，矿物岩石，生物，金属与合
B、富集法
适于低浓度组分
12
注意：
液体试样的化学组成容易发生变化，应立即对其进行
测试 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
保存措施有：控制溶液的pH值、加入化学稳定试剂、 冷藏和冷冻、避光和密封等。 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。下表所示为几种常见的保存方法