分析化学第十四章 物质的定量分析过程

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铁铲法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。如铁 铲法是在光滑而干净的混凝土或木制平台上,用铁铲将物 料往一中心堆积成一圆锥,然后从锥底一铲一铲将物料铲 起,重新堆成另一个圆锥,来回翻倒数次。操作时物料必 须从锥堆顶部自然洒落,使样品充分混合均匀。也可采用 机械混匀器进行混匀。
三、分析试样的制备
4 、 缩分
,a取1.8~2.5。
三、分析试样的制备 (原始平均试样
破碎 过筛 混匀
粗碎
筛分时,所有的颗粒 都必须通过筛孔
筛分(4~6号)
缩分
中碎
缩分
筛分(20号) 缩分
研磨
缩分 分析试样
2020/5/23
1号(分析) 2号(备查)
分析试样)
三、分析试样的制备
1、 破碎
粗碎:颚式破碎机粉碎,4~6目筛 中碎:盘式破碎机磨碎,20目筛 细碎:盘式破碎机磨碎,全部通过筛孔,100 ~ 200目筛
(一)溶解法
采用适当的溶剂将试样溶解制成溶液,这种方法比较简 单、快速。常用的溶剂有水、酸和碱等。
1、水溶法
水作溶剂,只能溶解一般可溶性盐类。如硝酸盐、醋酸盐 、铵盐、绝大部分的碱金属化合物和大部分的氯化物、硫酸 盐等。
一、无机试样的分解
2、酸溶法
酸溶法就是利用酸的氢离子效应、氧化还原性和配位性 使试样中被测组分转入溶液。
缩分:四分法
缩分是在不改变物料的平均组成的情况
下,逐步缩小试样量的过程。
常用的有锥形四分法、正方形挖取法 和分样器缩分法。
四、试样采取与制备时应注意的事项
➢ 必须保证试样不受污染。 ➢ 过筛时,未通过筛孔者绝不能丢弃,必须反复破碎或
研磨,直至全部过筛。 ➢ 制备好的试样应立即装袋或置于试样瓶中,编号、干
一、无机试样的分解
(3)H2SO4 ——氧化性强酸 ➢ 可在高温下分解矿石,沸点高,338℃,加热蒸发到冒
SO3白烟时,可除去低沸点的HCl、HNO3、HF、H2O等。 ➢ 硫酸的沸点较高,热的浓硫酸具有氧化性和脱水性。它
可以分解独居石、萤石(CaF2)和锑、铀、钛等矿物,破 坏试样中的有机物。
一、无机试样的分解
破碎工具: 锷式破碎机、辊式破碎机、圆盘破碎机、球磨机、钢臼、
铁锤、研钵等。
三、分析试样的制备
2、 过筛 物料在破碎过程中,每次磨碎后均需 过筛,未通过筛孔的粗粒再磨碎,直至 样品全部通过指定的筛子为止(易分解 的试样过170目筛,难分解的试样过200 目筛)。
三、分析试样的制备
3 、混匀 混匀法通常有铁铲法或堆锥法、掀角法。
(3)偏硼酸锂熔融法 ➢ LiBO2是熔融能力较强的非氧化性熔剂,可以分
解多种硅酸盐矿物,包括许多难熔矿物,如: 氧化铝、铬铁矿、钛铁矿等。 ➢ 所制得的试样溶液可以进行包括钾、钠在内的 各元素的测定,是其他熔剂不能相比的。
一、无机试样的分解
3、半熔法
将试样同熔剂在尚未熔融的高温条件下进行烧结,这时试 样已能同熔剂发生反应。在半熔法中,坩埚材料的损耗相当小, 可以在瓷坩埚中进行熔融,不需要贵重器皿。
➢ 熔融可在瓷坩埚或石英坩埚中进行,也可以在铂坩埚中进行。
➢ 熔融温度一般控制在400℃左右,时间不宜过长。
一、无机试样的分解
(2)硫酸氢钾熔融法 ➢ 硫酸氢钾在加热时放出水蒸气,生成K2S2O7,
故可代替焦硫酸钾作熔剂,但要先做脱水处理
2KHSO4 210oC K2S2O7 H2O
一、无机试样的分解
二、有机试样的分解
(2)干式灰化法
➢ 氧瓶燃烧:在充满O2的密闭瓶内,用电火花引燃有机试 样,瓶内盛适当吸收剂用以吸收燃烧产物.然后用适当 方法测定。
➢ 高温灰化:将试样置于敞口皿或坩埚内,在空气中,于 500~550℃温度范围内,加热分解、灰化,所得残渣用 适当溶剂溶解后进行测定。
三、试样分解方法的选择
➢ 根据试样的化学组成、结构及有关性质来选择试样的分 解方法。
➢ 根据待测组分的性质来选择试样的分解方法。 ➢ 根据测定方法来选择试样的分解方法。 ➢ 在试样分解过程中,常引进某些阴离子或金属离子,选
择分解方法时要考虑这些离子对以后测定方法的影响。
四、试样分解注意事项
➢ 定量:试样的溶解或分解必需完全,使待测组分全部 转入试液;
一、组成比较均匀的试样的采取与制备
➢ 水样:由于各种水的性质不同,水样的采集方法也不 同。供一般确定物理性质与化学成分分析用的水样取 2L即可。水样瓶可以是容量2L的无色磨口塞的硬质玻 璃细口瓶或聚乙烯塑料瓶。水样采集后应及时化验, 保存时间愈短,分析结果则愈可靠。对于现场无条件 测定的项目,可采用“固定”的方法,使原来易变化 的状态转变成稳定的状态。
本章导读
理论基础:分析试样的采取、制备和分解、干 扰组分的分离方法。
重要知识点:物质的定量分析过程。 难点:干扰组分的分离方法。 实践操作:硅酸盐中SiO2、Fe2O3、Al2O3、
TiO2、CaO、MgO的测定。
本章导读
第一节 分析试样的采取与制备 第二节 试样的分解 第三节 干扰组分的分离方法 第四节 测定方法的选择原则 第五节 复杂物质分析示例
溶解的硫化物,Fe,Ni,Cr,Mo,W的合金和Cr,Sn, Zr的矿石等。
一、无机试样的分解
2、酸熔法
(1) 焦硫酸钾熔融法
➢ 焦硫酸钾是一种强烈的酸性熔剂,熔点为419℃,熔融时分解 析出SO3,能与各种难于分解的碱性氧化矿物如铝土矿、磁铁 矿、铌铁矿、钛铁矿等反应,使之转变为硫酸盐。
➢ 例如,分解金红石(天然TiO2)的反应为: TiO2 + 2SO3 = Ti(SO4)2
一、组成比较均匀的试样的采取与制备
➢ 化工产品:组成比较均匀的化工产品可以任意取一部 分为分析试样。若是贮存大容器内的物料,可能因相 对密度不同而影响其均匀程度,可在上、中、下不同 高度处各取部分试样,然后混匀。
➢ 气体试样:气体的组成虽然比较均匀,不同存在形式 的气体,其取样方法和装置都有所不同。
➢ 注意:用氢氟酸分解试样应在铂器皿或聚四氟乙烯器皿中 进行。
一、无机试样的分解
(二)熔融法
在熔剂熔融的高温条件下分解试样,通过反应使被测组 分转化为能溶于水或酸的形式,在用水或酸浸取时,定量地 进入溶液。
熔融法一般用来分解那些难溶解的试样。 熔融时应该选择合适的坩埚。 熔融法按使用的熔剂性质不同,分为碱熔法和酸熔法两种。
燥、避光保存。
第二节 试样的分解
一、无机试样的分解 二、有机试样的分解 三、试样分解方法的选择
第二节 试样的分解
干法分析 分析方法
湿法分析:试样
分解
溶液
分解试样的目的
——将固体试样处理成溶液,或将 组成复杂的试样处理成简单、便于 分离和测定的形式,为各组分的分 析操作创造最佳条件。
一、无机试样的分解
一、无机试样的分解
1、碱熔法
➢ 用来分解酸性氧化物、酸不溶性残渣等。 ➢ Na2CO3 或K2CO3 :常用于分解硅酸盐,氧化物,磷酸盐
和硫酸盐等。 ➢ NaOH或KOH:常用于分解硅酸盐,铝土矿、粘土等。
用NaOH熔融时,通常采用铁镍或银坩埚。 ➢ Na2O2:强氧化剂熔剂,又是强碱性熔剂,常用于分解难
在用热、浓高氯酸处理含有机物试样时,应先用浓硝酸破坏有机 物,然后再加入高氯酸。
一、无机试样的分解
(6)HF
➢ 氢氟酸是较弱的酸,但F-具有强的配位能力。氢氟酸能分 解绝大部分硅酸盐,是分解玻璃、陶瓷、耐火材料试样的 常用溶剂。
➢ F-与硅作用可生成易挥发的SiF4,使用氢氟酸分解试样的 目的是为了除去SiO2以测定其它组分。分解时SiO2生成挥 发性的SiF4而与其它组分分离: SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O↑
分析试样多种多样,但按组分在试样中分布情况可分 为两类:组成分布比较均匀、组成分布不均匀。
一、组成比较均匀的试样的采取与制备
组成比较均匀的样品有金属试样、水样、液体与气体试 样及某些组成均匀的化工产品。
➢ 金属试样:经高温熔炼,组成比较均匀。部分样品如钢片, 只要任意取一部分即可。对于钢锭和铸铁来说,表面和内部 所含的杂质也有所不同,使组成不很均匀。在钻取试样时, 先用砂轮将表面层磨去, 然后采用多钻几个点及钻到一定 的深度的方法。将所取得的钻屑放于冲击钵中捣碎混匀,作 为分析试样。
例如,Na2CO3-MgO或Na2CO3-ZnO等混合试剂可以用于 煤或矿石中全硫量的测定。在烧结时,因为MgO或ZnO的熔 点高,使整个混合物不能熔融,在碱性条件下,硫被空气氧化 成硫酸根,用水浸出后,就可以进行测定。
二、有机试样的分解
1、溶解法 根据相似相溶原理,选择水、甲醇、乙醇、氯仿、四氯 化碳、苯、甲苯等溶剂。 2、 分解法 (1)湿式消化法 常用硫酸、硝酸或混合酸,与试样一起 置于凯氏瓶内,在一定温度下进行消解,其中硝酸能破坏大 部分有机物。试样中的有机物即被氧化成CO2和H2O,金属元 素则转变为硫酸盐或硝酸盐,非金属元素转变为相应的阴离 子。适于测定有机物中的金属、硫、卤素等
(4)H3PO4 ➢ 磷酸是无氧化性的不挥发性酸,具有较强的配位能力,能
与许多金属离子生成可溶性配合物。 ➢ 磷酸在高温时分解试样的能力很强,能溶解不为盐酸所分
解的铌铁矿、铬铁矿、钛铁矿、金红石等矿物。 ➢ 钨、钼、铁等在酸性溶液中都能与磷酸形成无色配合物,
因此,常用磷酸作某些合金钢的溶剂。
一、无机试样的分解
分析化学
高职高专化学教材编写组 编
第十四章 物质的定量分析过程
“十二五”职业教育国家规划教材 高等职业教育应用化工技术专业教学资源库建设项目规划教材
学习目标:
1.掌握试样的分解方法; 2.掌握干扰组分的分离方法; 3.掌握硅酸盐试样的分析方法; 4.明白物质的定量分析的过程。
本章导读
在实际分析工作中,试样是 多种多样的,对试样的预处理、 干扰组分的分离和分析测定方法 的选择也各不相同,因此需要对 分析过程有比较全面的了解,综 合运用已学习的分析方法,才能 承担分析检测任务,为生产提供 及时而准确的数据。
第一节 分析试样的采取与制备
一、组成比较均匀的试样的采取与制备 二、组成不均匀的试样的采取 三、分析试样的制备 四、采取与制备试样的注意事项
ห้องสมุดไป่ตู้
第一节 分析试样的采取与制备
进行物质定量分析,首先要保证所取试样具有代表性。 忽略了试样的代表性,则无论分析做得如何认真、仔细也是 无意义的,甚至是有害的。因此,慎重地审查试样的来源, 并用正确的方法采取具有代表性的试样,其重要意义不低于 进行准确分析时所要注意的其它环节。
二、组成不均匀的试样的采取
矿石、煤炭、土壤等组成不均匀试样,需按一定程序, 从不同部位、采取一定数量的试样。
对于不均匀的物料,可采用下列试样的采集量经验计算公式:
式中:
mQ=kda
d —实验室样品中最大颗粒的直径,mm
mQ —采取实验室样品的最低可靠质量,kg
k,a—根据物料的均匀程度和易破碎程度而定。K取0.02 ~ 1
(5)HClO4 ➢ 高氯酸是已知酸中的最强酸,它具有强的酸效应,热浓高氯酸是
强氧化剂和脱水剂(冷或稀的高氯酸无氧化性而有强酸效应)。 ➢ 除钾、铷、铯等少数离子外,一般金属离子的高氯酸盐均溶于水 ➢ 高氯酸的沸点较高,常用它蒸发赶掉低沸点酸。 ➢ 热浓高氯酸遇有机物时由于激烈地氧化作用常会引起爆炸,所以
➢ 不损失:溶解或分解过程中防止待测组分挥发损失; ➢ 不沾污:不得引入待测组分和干扰物质; ➢ 分解试样最好与分离干扰物质相结合。
第三节 干扰组分的分离方法
一、液—液萃取分离法 二、离子交换分离法
第三节 干扰组分的分离方法
➢ 分离的意义:富集微量待测组分,同时消除共存物质的 干扰。
将干扰组分分离出去(被测组分含量高时) 分离
(2)HNO3——强酸强氧化性
➢ 可溶解不溶于HCl的铜、铅、铋、镍、钴、锌、砷等矿物。 ➢ Au,Pt,Nb,Ta,Zr等不溶解,Fe、Al和Cr因表面钝化不能进
一步溶解,Sb,Sn,W与HNO3反应后生成不溶性酸。 ➢ 绝大多数硫化物可以用HNO3溶解。 ➢ 若试样中有机物干扰分析,可加浓HNO3并加热使之氧化除去。
(1)HCl ——强酸
➢ 主要用于溶解弱酸盐,某些氧化物,某些硫化物和比氢 更活泼的金属等。
➢ 加入H2O2或Br2后具有氧化性,可用于溶解铜合金和硫化 物矿石等,并可同时破坏试样中的有机物。
➢ 在密封增压条件下升高温度,可以溶解灼烧过的Al2O3, BeO,SnO2以及某些硅酸盐等。
一、无机试样的分解
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