第三章 元素分析(改)
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将此清亮溶液与2mg硫酸铁(ferric sulfate)混 合，用10％盐酸酸化，
有蓝色出现表明有C； 黄色或棕绿色表明没有C
14:11:16
二、H的测定(identification of the hydrogen)
• 取少许试样与几十毫克S于小试管中220500～℃ 用 Pb(AC) 2试纸盖住试管口，若2min内试纸出现棕色
随水蒸气冷凝的NH3用 装有50ml0.1mol/L的硫 酸溶液的接收器接受
用0.2mol/LNaOH 溶液滴定，并作一 空白试验
计算
14:11:16
此处是标题
3
-刘宇-
五、N的测定
N％＝
14×（V0－V）C
1000m
Na
OH
×100
V0－滴定空白所需的 Na OH 溶液体积 ml V－滴定试样所需的 Na OH 溶液体积 ml C Na OH － Na OH 溶液浓度mol/L m：试样质量
例如：一个烯烃试样中发现0.2％的Cl，不可能是PVC或其 他含氯高分子，很可能来自残余催化剂(remaining catalyst)。 Ø高聚物所含元素的可能性顺序为： C、H、1O4:1、1:1N6 、Cl、F、S、Si、P、Ti、B、Br
§3.1 钠熔法
sodium fusion method
PAN、PU;
14:11:16
•含S
PSF、硫化橡胶(vulcanized rubber)
•同时含有两种以上杂原子，范围可进一步缩小，例 如同时含有N、S、P，只有酪朊树脂(Junket protein
resin )
2.进一步分组鉴别——根据杂原子鉴定，把高材分
成以下四组，每组再按简单方法综合分析，就可鉴别
乙二醇溶液一起加热
试纸变蓝
脲醛树脂
少量试样于试管中，加几滴浓HCl， 油浴加热至190～200℃
14:11:16
此处是标题
4
-刘宇-
直至刚果红试纸不再变蓝，冷却，再加入一些Na2S2O3结
晶，并用经30％H2O2浸润过的试纸盖住试管口，在油浴中
再加热至160℃，有蓝色出现
三聚氰胺树脂
(melamine formaldehyde resin)；
Na2S ＋ Na2Fe(CN) 5NO
NaFe(CN) 5NOS)
深紫色
2、一滴试液于银器上，有褐色的Ag2S斑点 有S
3、试液＋HAC酸化＋几滴2mol/L的Pb(AC) 2溶液 或用醋酸铅试纸，若出现黑色的沉淀（PbS）
有S
14:11:16
§3.2 特征元素的定性分析与定量分析
characteristic element qualitative analysis and quantitative analysis
14:11:16
一般规律(Universal law)：
Ø 试样先分离,再分别进行聚合物和添加剂的元素检测较准 确；未分离，注意辨别哪些来自聚合物，哪些来自添加剂或 杂质。 Ø 一般高聚物的元素含量至少在百分位(percentile)； Ø 微量(tittle)、痕量(trace quantity)多半来自添加剂或杂 质，
-刘宇-
第三章元素分析
§3.1 钠熔法 sodium fusion method
§3.2 特征元素的定性 分析与定量分析
characteristic element qualitative analysis and quantitative analysis §3.3 根据元素分析对 高材的鉴别
14:11:16
第三章 元素检测
The element measuring
目的(purpose)：高材除了含有C、H元素之外，还 可能含有O、N、Cl、F、S、Si、P、B等元素， 添加剂或杂质使涉及到的元素更多。 包括： 钠熔法(sodium fusion method)： 定性鉴定试样中含有哪些元素；
氧瓶燃烧法(oxygen flask method)：定性＋定量， 确定元素的百分含量。
有N则溶液慢慢变成蓝绿色，后生成普鲁士蓝
N很少，则产生微绿色溶液，静置几小时后才沉淀 无N，溶液仍为 黄色
注意：不能检测硝基－NO2和氮杂环化合物
14:11:16
此处是标题
1
-刘宇-
三、Cl 的测定（Br、I）
identification of the chlorine ( Bromine / Iodine )
一、C的定性测定 (qualitative analysis of the carbon element )
1、一般直接将试样点火试验足以说明有没 有C，C能燃烧，常会产生黑烟和黑色残渣。
14:11:16
§3.2 特征元素的定性分析与定量分析
characteristic element qualitative analysis and quantitative analysis
2、F：0.5g试样于试管中，煤气灯火焰中热解， 冷却后加入几ml浓硫酸，若试管壁不挂液珠，表 明有F（HF腐蚀玻璃产生了洁净的新表面）。
14:11:16
§3.3 根据元素分析对高材的鉴别 Distinguish the polymer material according
to the element analysis
出高分子：
• 第一组：含Cl或F高分子
将试样＋50％硫酸
有醋酸气味
在试管中加热
氯乙烯－醋酸 乙烯共聚物
无醋酸气味，用吡啶显色试验
进一步区分
14:11:16
• 第一组：含Cl或F高分子
Ø 含F：两个特征 • 高密度——2.1～2.2； • 室温下不溶于任何溶剂；
进一步鉴别：利用聚三氟氯乙烯在氯试验（如吡啶 显色）中有反应与PTFE区别出来。
zirconium-alizarin solution method
• 10ml 1%茜素的乙醇溶液 ＋10ml 2％Zr(NO3)4在5％HCl中 的溶液，混合后稀释到30ml；
• 1ml试液＋5～6滴上述溶液，若由红紫色 有F
黄色，表明
• Zr(Aliz)4 + 6F--
红紫色
Aliz:
14:11:16
O
(ZrF6)2-
OH
+
4Aliz--
黄色
OH
O
四、F的测定
2、 1ml 试液＋稀HCl或HAC酸化
凝胶状沉淀（CaF2）
有F
煮沸 1min
2滴饱和 冷却 CaCl2
14:11:16
五、S的测定(identification of the sulphur)
1、1ml试液＋1%亚硝基铁氰化钠溶液，出现深紫 色(modena)，表明有S
煮沸 1ml试液 ＋稀H2SO4
除去H2S、2gAgNO3+100ml水 HCN等
白色（AgCl） + 过量NH3.H2O 浅黄色（AgBr） ＋过量NH3.H2O 黄色（AgI） ＋过量NH3.H2O
溶解 难溶
不溶
有Cl 有Br
有I
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四、F 的测定(Fluorine)
1、锆－茜素溶液法
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六、Cl、F的定性测定
(identification of the chlorine / Fluorine)
1、Cl：焰色试验(flame test)：在煤气灯上加 热直径0.5～1mm的铜线一端直至火焰无色，冷 却后沾上一点试样并在火焰外部加热，开始C燃 烧，火焰明亮，最后变为亮绿色表明有Cl （CuCl2挥发产生）
斑点Brown spot（PbS）
有H存在。
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三、O的测定(identification of the oxygen)
1、反应试剂的配制(preparation of the test solution )：
• 5g KCNS 溶于20ml水 • 4gFeCl3溶于20ml水
混合
乙醚 萃取
14:11:16
2、定量分析(quantitative analysis)：在克氏 长颈瓶中加入
0.3～0.4g试样 40ml浓硫酸
1gCuSO4.5H2O 0.7gHgO
0.5~0.7gHg 9g无水Na2SO4
慢慢加热， 煮沸1h后将 其转移到水 蒸气蒸馏装 置中
加入过量的 40％NaOH 溶液（其中 加有7g硫代 硫酸钠）
14:11:16
用玻璃棒小心搅拌至无反应发生，过滤液体，或用移液管（ transfer pipette）小心吸取液体，留下炭化残渣（residue of the char）和玻璃碎片（chip of the glass）。
原始液即为试液，分成几分供以下试验：
二、N的测定(identification of nitrogen)
• 原理：6 NaCN ＋ FeSO4
Na4Fe(CN)6 + Na2SO4
3Na4Fe(CN)6 + 4FeCl3
Fe4[Fe(CN)6]3 + 12NaCl
普鲁士蓝沉淀
14:11:16
测定步骤（ determine step ）
1ml试液
1小勺 FeSO4煮
沸
FeS
有S(sulphur)存在
过滤 几滴1.5％ 用稀HCl酸化 冷却 FeCl3溶液 至Fe(OH)3溶解
2、取50mg试样于小试管中＋200mg重铬酸
钾＋10滴浓H3PO4 入BaCl2溶液试管
150～250℃将产生的CO2导
若有白色沉淀Sediment（BaCO3) 有C
表明
14:11:16
此处是标题
2
-刘宇-
3、小心将2～5g试样 ＋ 等量的Na ＋ 干燥的硫酸 胺混合 加热 至混合物发红；
冷却后将其溶于0.3ml水中，加入 2mg硫酸亚铁 (green vitriol or ferrous sulfate)，煮沸，冷却；
一、根据元素定性分析的鉴别
1. 按杂原子(heteroatom)初步分类，缩小范围：
• 不存在杂原子
聚烯烃(polyalkemer)、PS、
非硫化橡胶(unvulcanized rubber)；
• 含Cl
PVC和一些弹性体(elastomer)
• 含N
PA、氨基塑料(amino plastic )、
燃烧，生成的CO2和水分别用碱石棉及吸水剂（CaCl2或 MgClO4）来自百度文库收后称重，计算：
m1
C％＝
m
×27.27
C在CO2中的百分含量
m1:试样燃烧后生成的CO2质量：mg
m2
H％＝
m
×11.11
水中H的百分含量
m2:试样燃烧后生成的H2O质量：mg
m：试样质量mg
O含量：测定其他元素后用减量法推算
以乙醚溶液为 反应试剂
2、 测定(determination)
•试样＋氯仿
饱和溶液(Saturated solution)
•取一滴该溶液于小试管中 •细玻璃棒头部预先浸入反应试剂中，空气干燥
如果头部
有亮到暗的红色出现
含氧的高分子
14:11:16
四、C、H、O的定量测定——燃烧分析法
将试样在氧气流中和催化剂（高锰酸盐或Pt盐）存在下
一、试液的制备(preparation of the test solution )
原理：高分子 Na NaCl、NaCN、NaF、NaOH、Na2S、
NaCNS
加热
试管中放入50～100mg分散均匀的高分子试样，一颗豌豆大 小的Na
小心在煤气灯上加热至金属熔化
小心的把灼热试管放入装有10～15ml蒸馏水的小烧杯中试 管炸裂，反应产物溶于水中，未反应的 Na与水反应
14:11:16
五、N的测定(identification of nitrogen) 1、定性分析(qualitative analysis )：
少量试样于试管底部，用碱石灰盖住，厚度约2～3cm，加 热试管底部，若试样中有N存在，会放出NH3，在试管口 用润湿的PH试纸或石蕊试纸检测。
Put a small amount of sample in the test tube bottom, covered with the soda lime, the thickness invites 23cm, heat the test tube bottom, if there is nitrogen that exists in the sample, will emit ammonia gas , that can be measured with the wettish PH test paper or litmus paper at the test tube mouth.
14:11:16
•第二组：含N高分子（PA、PAN、PU、脲醛树脂、蜜胺
树脂、硝基纤维素）——二苯胺试验(diphenylamine
test)
30ml水＋0.1g二苯胺＋100ml浓H2SO4
二苯胺试剂
加一滴二 苯胺试剂 于试样上
有暗蓝色出现
硝基纤维素
无反应
铬变酸 正反应 有甲醛 显色
将试样与10％KOH的 氨味 使红色石蕊
有蓝色出现表明有C； 黄色或棕绿色表明没有C
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二、H的测定(identification of the hydrogen)
• 取少许试样与几十毫克S于小试管中220500～℃ 用 Pb(AC) 2试纸盖住试管口，若2min内试纸出现棕色
随水蒸气冷凝的NH3用 装有50ml0.1mol/L的硫 酸溶液的接收器接受
用0.2mol/LNaOH 溶液滴定，并作一 空白试验
计算
14:11:16
此处是标题
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-刘宇-
五、N的测定
N％＝
14×（V0－V）C
1000m
Na
OH
×100
V0－滴定空白所需的 Na OH 溶液体积 ml V－滴定试样所需的 Na OH 溶液体积 ml C Na OH － Na OH 溶液浓度mol/L m：试样质量
例如：一个烯烃试样中发现0.2％的Cl，不可能是PVC或其 他含氯高分子，很可能来自残余催化剂(remaining catalyst)。 Ø高聚物所含元素的可能性顺序为： C、H、1O4:1、1:1N6 、Cl、F、S、Si、P、Ti、B、Br
§3.1 钠熔法
sodium fusion method
PAN、PU;
14:11:16
•含S
PSF、硫化橡胶(vulcanized rubber)
•同时含有两种以上杂原子，范围可进一步缩小，例 如同时含有N、S、P，只有酪朊树脂(Junket protein
resin )
2.进一步分组鉴别——根据杂原子鉴定，把高材分
成以下四组，每组再按简单方法综合分析，就可鉴别
乙二醇溶液一起加热
试纸变蓝
脲醛树脂
少量试样于试管中，加几滴浓HCl， 油浴加热至190～200℃
14:11:16
此处是标题
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-刘宇-
直至刚果红试纸不再变蓝，冷却，再加入一些Na2S2O3结
晶，并用经30％H2O2浸润过的试纸盖住试管口，在油浴中
再加热至160℃，有蓝色出现
三聚氰胺树脂
(melamine formaldehyde resin)；
Na2S ＋ Na2Fe(CN) 5NO
NaFe(CN) 5NOS)
深紫色
2、一滴试液于银器上，有褐色的Ag2S斑点 有S
3、试液＋HAC酸化＋几滴2mol/L的Pb(AC) 2溶液 或用醋酸铅试纸，若出现黑色的沉淀（PbS）
有S
14:11:16
§3.2 特征元素的定性分析与定量分析
characteristic element qualitative analysis and quantitative analysis
14:11:16
一般规律(Universal law)：
Ø 试样先分离,再分别进行聚合物和添加剂的元素检测较准 确；未分离，注意辨别哪些来自聚合物，哪些来自添加剂或 杂质。 Ø 一般高聚物的元素含量至少在百分位(percentile)； Ø 微量(tittle)、痕量(trace quantity)多半来自添加剂或杂 质，
-刘宇-
第三章元素分析
§3.1 钠熔法 sodium fusion method
§3.2 特征元素的定性 分析与定量分析
characteristic element qualitative analysis and quantitative analysis §3.3 根据元素分析对 高材的鉴别
14:11:16
第三章 元素检测
The element measuring
目的(purpose)：高材除了含有C、H元素之外，还 可能含有O、N、Cl、F、S、Si、P、B等元素， 添加剂或杂质使涉及到的元素更多。 包括： 钠熔法(sodium fusion method)： 定性鉴定试样中含有哪些元素；
氧瓶燃烧法(oxygen flask method)：定性＋定量， 确定元素的百分含量。
有N则溶液慢慢变成蓝绿色，后生成普鲁士蓝
N很少，则产生微绿色溶液，静置几小时后才沉淀 无N，溶液仍为 黄色
注意：不能检测硝基－NO2和氮杂环化合物
14:11:16
此处是标题
1
-刘宇-
三、Cl 的测定（Br、I）
identification of the chlorine ( Bromine / Iodine )
一、C的定性测定 (qualitative analysis of the carbon element )
1、一般直接将试样点火试验足以说明有没 有C，C能燃烧，常会产生黑烟和黑色残渣。
14:11:16
§3.2 特征元素的定性分析与定量分析
characteristic element qualitative analysis and quantitative analysis
2、F：0.5g试样于试管中，煤气灯火焰中热解， 冷却后加入几ml浓硫酸，若试管壁不挂液珠，表 明有F（HF腐蚀玻璃产生了洁净的新表面）。
14:11:16
§3.3 根据元素分析对高材的鉴别 Distinguish the polymer material according
to the element analysis
出高分子：
• 第一组：含Cl或F高分子
将试样＋50％硫酸
有醋酸气味
在试管中加热
氯乙烯－醋酸 乙烯共聚物
无醋酸气味，用吡啶显色试验
进一步区分
14:11:16
• 第一组：含Cl或F高分子
Ø 含F：两个特征 • 高密度——2.1～2.2； • 室温下不溶于任何溶剂；
进一步鉴别：利用聚三氟氯乙烯在氯试验（如吡啶 显色）中有反应与PTFE区别出来。
zirconium-alizarin solution method
• 10ml 1%茜素的乙醇溶液 ＋10ml 2％Zr(NO3)4在5％HCl中 的溶液，混合后稀释到30ml；
• 1ml试液＋5～6滴上述溶液，若由红紫色 有F
黄色，表明
• Zr(Aliz)4 + 6F--
红紫色
Aliz:
14:11:16
O
(ZrF6)2-
OH
+
4Aliz--
黄色
OH
O
四、F的测定
2、 1ml 试液＋稀HCl或HAC酸化
凝胶状沉淀（CaF2）
有F
煮沸 1min
2滴饱和 冷却 CaCl2
14:11:16
五、S的测定(identification of the sulphur)
1、1ml试液＋1%亚硝基铁氰化钠溶液，出现深紫 色(modena)，表明有S
煮沸 1ml试液 ＋稀H2SO4
除去H2S、2gAgNO3+100ml水 HCN等
白色（AgCl） + 过量NH3.H2O 浅黄色（AgBr） ＋过量NH3.H2O 黄色（AgI） ＋过量NH3.H2O
溶解 难溶
不溶
有Cl 有Br
有I
14:11:16
四、F 的测定(Fluorine)
1、锆－茜素溶液法
14:11:16
六、Cl、F的定性测定
(identification of the chlorine / Fluorine)
1、Cl：焰色试验(flame test)：在煤气灯上加 热直径0.5～1mm的铜线一端直至火焰无色，冷 却后沾上一点试样并在火焰外部加热，开始C燃 烧，火焰明亮，最后变为亮绿色表明有Cl （CuCl2挥发产生）
斑点Brown spot（PbS）
有H存在。
14:11:16
三、O的测定(identification of the oxygen)
1、反应试剂的配制(preparation of the test solution )：
• 5g KCNS 溶于20ml水 • 4gFeCl3溶于20ml水
混合
乙醚 萃取
14:11:16
2、定量分析(quantitative analysis)：在克氏 长颈瓶中加入
0.3～0.4g试样 40ml浓硫酸
1gCuSO4.5H2O 0.7gHgO
0.5~0.7gHg 9g无水Na2SO4
慢慢加热， 煮沸1h后将 其转移到水 蒸气蒸馏装 置中
加入过量的 40％NaOH 溶液（其中 加有7g硫代 硫酸钠）
14:11:16
用玻璃棒小心搅拌至无反应发生，过滤液体，或用移液管（ transfer pipette）小心吸取液体，留下炭化残渣（residue of the char）和玻璃碎片（chip of the glass）。
原始液即为试液，分成几分供以下试验：
二、N的测定(identification of nitrogen)
• 原理：6 NaCN ＋ FeSO4
Na4Fe(CN)6 + Na2SO4
3Na4Fe(CN)6 + 4FeCl3
Fe4[Fe(CN)6]3 + 12NaCl
普鲁士蓝沉淀
14:11:16
测定步骤（ determine step ）
1ml试液
1小勺 FeSO4煮
沸
FeS
有S(sulphur)存在
过滤 几滴1.5％ 用稀HCl酸化 冷却 FeCl3溶液 至Fe(OH)3溶解
2、取50mg试样于小试管中＋200mg重铬酸
钾＋10滴浓H3PO4 入BaCl2溶液试管
150～250℃将产生的CO2导
若有白色沉淀Sediment（BaCO3) 有C
表明
14:11:16
此处是标题
2
-刘宇-
3、小心将2～5g试样 ＋ 等量的Na ＋ 干燥的硫酸 胺混合 加热 至混合物发红；
冷却后将其溶于0.3ml水中，加入 2mg硫酸亚铁 (green vitriol or ferrous sulfate)，煮沸，冷却；
一、根据元素定性分析的鉴别
1. 按杂原子(heteroatom)初步分类，缩小范围：
• 不存在杂原子
聚烯烃(polyalkemer)、PS、
非硫化橡胶(unvulcanized rubber)；
• 含Cl
PVC和一些弹性体(elastomer)
• 含N
PA、氨基塑料(amino plastic )、
燃烧，生成的CO2和水分别用碱石棉及吸水剂（CaCl2或 MgClO4）来自百度文库收后称重，计算：
m1
C％＝
m
×27.27
C在CO2中的百分含量
m1:试样燃烧后生成的CO2质量：mg
m2
H％＝
m
×11.11
水中H的百分含量
m2:试样燃烧后生成的H2O质量：mg
m：试样质量mg
O含量：测定其他元素后用减量法推算
以乙醚溶液为 反应试剂
2、 测定(determination)
•试样＋氯仿
饱和溶液(Saturated solution)
•取一滴该溶液于小试管中 •细玻璃棒头部预先浸入反应试剂中，空气干燥
如果头部
有亮到暗的红色出现
含氧的高分子
14:11:16
四、C、H、O的定量测定——燃烧分析法
将试样在氧气流中和催化剂（高锰酸盐或Pt盐）存在下
一、试液的制备(preparation of the test solution )
原理：高分子 Na NaCl、NaCN、NaF、NaOH、Na2S、
NaCNS
加热
试管中放入50～100mg分散均匀的高分子试样，一颗豌豆大 小的Na
小心在煤气灯上加热至金属熔化
小心的把灼热试管放入装有10～15ml蒸馏水的小烧杯中试 管炸裂，反应产物溶于水中，未反应的 Na与水反应
14:11:16
五、N的测定(identification of nitrogen) 1、定性分析(qualitative analysis )：
少量试样于试管底部，用碱石灰盖住，厚度约2～3cm，加 热试管底部，若试样中有N存在，会放出NH3，在试管口 用润湿的PH试纸或石蕊试纸检测。
Put a small amount of sample in the test tube bottom, covered with the soda lime, the thickness invites 23cm, heat the test tube bottom, if there is nitrogen that exists in the sample, will emit ammonia gas , that can be measured with the wettish PH test paper or litmus paper at the test tube mouth.
14:11:16
•第二组：含N高分子（PA、PAN、PU、脲醛树脂、蜜胺
树脂、硝基纤维素）——二苯胺试验(diphenylamine
test)
30ml水＋0.1g二苯胺＋100ml浓H2SO4
二苯胺试剂
加一滴二 苯胺试剂 于试样上
有暗蓝色出现
硝基纤维素
无反应
铬变酸 正反应 有甲醛 显色
将试样与10％KOH的 氨味 使红色石蕊