定量分析的一般步骤

第34讲 34讲
第十二章 定量分析的一般步骤
第十二章 定量分析的一般步骤
试样的分析过程，一般包括下列步骤： 试样的分析过程，一般包括下列步骤：试样的采 取和制备、称量和试样的分解、 取和制备、称量和试样的分解、干扰组分的掩蔽和分 定量测定和分析结果的计算和评价等。 离、定量测定和分析结果的计算和评价等。
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第十二章 定量分析的一般步骤
因此，在进行分析之前，必须了解试样来源， 因此，在进行分析之前，必须了解试样来源， 明确分析目的， 明确分析目的，做好试样的采取和制备工作是非常 重要的，所谓试样的采取和制备， 重要的，所谓试样的采取和制备，系指先从大批物 料中采取最初试样(原始试样 原始试样)， 料中采取最初试样 原始试样 ，然后再制备成供分析 用的最终试样(分析试样 当然， 分析试样)。 用的最终试样 分析试样 。当然，对于一些比较均匀 的物料，如气体、液体和固体试剂等， 的物料，如气体、液体和固体试剂等，可直接取少 量分析试样，不需再进行制备。 量分析试样，不需再进行制备。 通常遇到的分析对象， 从其形态来分， 通常遇到的分析对象 ， 从其形态来分 ， 不外气 液体和固体三类， 体 、 液体和固体三类 ， 对于不同的形态和不同的物 料，应采取不同的取样方法。
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(1)盐酸 盐酸 (2)硝酸 (3)硫酸 (4)磷酸 硝酸 硫酸 磷酸 (5)高氯酸 (6)氢氟酸 (7)混合酸 高氯酸 氢氟酸 混合酸 3.碱溶法 碱溶法 碱溶法的溶剂主要为NaOH和KOH碱溶法常 碱溶法的溶剂主要为 和 碱溶法常 用来溶解两性金属铝、锌及其合金， 用来溶解两性金属铝、锌及其合金，以及它们的 氧化物、氢氧化物等。 氧化物、氢氧化物等。 在测定铝合金中的硅时，用碱溶解使Si以 在测定铝合金中的硅时，用碱溶解使 以 SiO32-形式转到溶液中。如果用酸溶解则 可能 形式转到溶液中。如果用酸溶解则Si可能 的形式挥发损失，影响测定结果。 以SiH4的形式挥发损失，影响测定结果。
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制备试样分为破碎,过筛 混匀和缩分四个步骤 制备试样分为破碎 过筛,混匀和缩分四个步骤。 过筛 混匀和缩分四个步骤。 大块矿样先用压碎机(如颚氏碎样机 如颚氏碎样机、 大块矿样先用压碎机 如颚氏碎样机、球磨机 破碎成小的颗粒， 等)破碎成小的颗粒，再进行缩分。常用的缩分方法 破碎成小的颗粒 再进行缩分。 四分法” 将试样粉碎之后混合均匀， 为“四分法”，将试样粉碎之后混合均匀，堆成锥 然后略为压平， 形，然后略为压平，通过中心分为四等分把任何相 对的两份弃去，其余相对的两份收集在一起混匀， 对的两份弃去，其余相对的两份收集在一起混匀， 这样试样便缩减了一半，称为缩分一次。 这样试样便缩减了一半，称为缩分一次。每次缩分 后的最低重量也应符合采样公式的要求。 后的最低重量也应符合采样公式的要求。如果缩分 后试样的重量大于按计算公式算得的重量较多， 后试样的重量大于按计算公式算得的重量较多，则 可连续进行缩分直至所剩试样稍大于或等于最低重 量为止。然后再进行粉碎、缩分，最后制成100量为止。然后再进行粉碎、缩分，最后制成 300克左右的分析试样，装入瓶中，贴上标签供分 克左右的分析试样， 克左右的分析试样 装入瓶中， 析之用。 析之用。
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采用适当的溶剂将试样溶解制成溶液， 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。 比较简单、快速。常用的溶剂有水、酸和碱等。溶于 水的试样一般称为可溶性盐类，如硝酸盐、醋酸盐、 水的试样一般称为可溶性盐类，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、 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。对于不溶于水的试样， 硫酸盐等。对于不溶于水的试样，则采用酸或碱作溶 剂的酸溶法或碱溶法进行溶解，以制备分析试液。 剂的酸溶法或碱溶法进行溶解，以制备分析试液。 1.水溶法 可溶性的 无机盐直接用水制成试液。 无机盐直接用水制成试液。 水溶法 2.酸溶法 酸溶法 酸溶法是利用酸的酸性、 酸溶法是利用酸的酸性、氧化还原性和形成络合 物的作用，使试样溶解。钢铁、合金、部分氧化物、 物的作用，使试样溶解。钢铁、合金、部分氧化物、 硫化物、碳酸盐矿物和磷酸盐矿物等常采用此法溶解。 硫化物、碳酸盐矿物和磷酸盐矿物等常采用此法溶解。 常用的酸溶剂如下： 常用的酸溶剂如下：
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四、湿存水的处理 一般样品往往含有湿存水(亦称吸湿水 亦称吸湿水)， 一般样品往往含有湿存水 亦称吸湿水 ，即样品 表面及孔隙中吸附了空气中的水分。 表面及孔隙中吸附了空气中的水分 。 其含量多少随 着样品的粉碎程度和放置时间的长短而改变。 着样品的粉碎程度和放置时间的长短而改变 。 试样 中各组分的相对含量也必然随着湿存水的多少而改 例如含SiO 60 ％ 的潮湿样品100克 变 。 例如含 SiO260％的潮湿样品 100克 ， 由于湿度的 降低重量减至95克 的含量增至60/95=63.2%。 降低重量减至 克 ， 则 SiO2 的含量增至 。 所以在进行分析之前， 所以在进行分析之前 ， 必须先将分析试样放在烘箱 里，在100-105℃烘干 温度和时间可根据试样的性质 ℃烘干(温度和时间可根据试样的性质 而定，对于受热易分解的物质可采用风干的办法)。 而定 ， 对于受热易分解的物质可采用风干的办法 。 用烘干样品进行分析， 则测得的结果是恒定的。 用烘干样品进行分析 ， 则测得的结果是恒定的 。 对 于水分的测定，可另取烘干前的试样进行测定。 于水分的测定，可另取烘干前的试样进行测定。
12-1 试样的采取和制备 12在分析实践中，常需测定大量物料中某些组分的 在分析实践中， 平均含量。但在实际分析时，只能称取几克、 平均含量。但在实际分析时，只能称取几克、十分之 几克或更少的试样进行分析。 几克或更少的试样进行分析。取这样少的试样所得的 分析结果，要求能反映整批物料的真实情况， 分析结果，要求能反映整批物料的真实情况，则分析 试样的组成必须能代表全部物料的平均组成， 试样的组成必须能代表全部物料的平均组成，即试样 应具有高度的代表性。 应具有高度的代表性。否则分析结果再准确的一般步骤
三、固体试样的采取和制备 固体试样种类繁多， 经常遇到的有矿石、 固体试样种类繁多 ， 经常遇到的有矿石 、 合金 和盐类等，它们的采样方法如下： 和盐类等，它们的采样方法如下： (一) 矿石试样 一 为了使所采取的试样具有代表性， 为了使所采取的试样具有代表性 ， 在取样时要 根据堆放情况， 从不同的部位和深度选取多个取样 根据堆放情况 ， 采取的份数越多越有代表性。 但是， 点 。 采取的份数越多越有代表性 。 但是 ， 取量过大 处理反而麻烦。 处理反而麻烦 。 一般而言应取试样的量与矿石的均 匀程度、 颗粒大小等因素有关。 匀程度 、 颗粒大小等因素有关 。 通常试样的采取可 按下面的经验公式(亦称采样公式 计算： 亦称采样公式)计算 按下面的经验公式 亦称采样公式 计算： m＝Kda ＝ 式中： m为采取拭样的最低重量 公斤)；d为试样中 式中： 为采取拭样的最低重量(公斤 ； 为试样中 为采取拭样的最低重量 公斤 最大颗粒的直径(毫米 毫米)； 和 为经验常数 为经验常数， 最大颗粒的直径 毫米 ； K和 a为经验常数 ， 可由实 验求得， 通常K值在 值在0.02-1之间 ， a值在 之间， 值在 值在1.8—2.5之间 。 之间。 验求得 ， 通常 值在 之间 之间 地质部门规定a值为 值为2，则上式为： ＝ 地质部门规定 值为 ，则上式为：m＝Kd2
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筛号(网目 60 80 100 120 200 筛号 网目) 20 40 网目 筛孔大小/nm 0.83 0.42 0.25 0.177 0.149 0.125 0.074 筛孔大小
(二)金属或金属制品 二 金属或金属制品 由于金属经过高温熔炼，组成比较均匀，因此， 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。 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， 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， 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， 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， 钻在不同部位、不同深度钻取碎屑混合均匀，作为分 析试样。 析试样。 对于那些极硬的样品如白口铁、硅钢等， 对于那些极硬的样品如白口铁、硅钢等，无法钻 可用铜锤砸碎之，再放入钢钵内捣碎， 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。 其一部分作为分析试样。
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12-2 试样的分解 12工作中，通常先要将试样分解， 在一般分析工作中，通常先要将试样分解，制 成溶液。 成溶液。试样的分解工作是分析工作的重要步骤之 在分解试样时必须注意： 一。在分解试样时必须注意：一、试样分解必须完 处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末， 全，处理后的溶液中不得残留原试样的细屑或粉末， 试样分解过程中待测组分不应挥发， 二、试样分解过程中待测组分不应挥发，三、不应 引入被测组分和干扰物质。 引入被测组分和干扰物质。 由于试样的性质不同，分解的方法也有所不同。 由于试样的性质不同，分解的方法也有所不同。 方法有溶解和熔融两种。 方法有溶解和熔融两种。 一、无机试样的分解 （一）溶解法
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一、气体试样的采取 对于气体试样的采取， 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， 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 通常选择距地面 厘米的高度采样、 厘米的高度采样 呼吸空气相同。 对于烟道气、 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。 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， 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。 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， 在采取液体或气体试样时 ， 必须先把容器及通 路洗涤， 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。 干燥，然后取样以免混入杂质。