分析化学02定量分析概述peng
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Chap 2 定量分析概论
一、定量分析一般过程 二、滴 定 分 析 概 述
一、定量分析一般过程
原始 试样 采集
分析 试样 制备
试样 分解
试样 的分 离与 富集
分析结果 计算评价 与报告
分析 测定
Βιβλιοθήκη Baidu
1. 原始试样的采集（取样）Sampling
从待分析的对象（object or bulk matter) 中取出 用于分析用的少量物质。
4. 试样的分离与富集
掩蔽 改变干扰物质 分离
的反应活性
氧化还原掩蔽法
配合掩蔽
沉淀分离 萃取分离 色谱分离 等
沉淀掩蔽
酸碱掩蔽
富集：enrichment
萃取富集 吸附富集
共沉淀富集
5. 测定前的预处理 SAMPLEPRETREATMENT
目的：使样品的状态和浓度适应所选择的分析技术
注意：代表性
样品的来源
资源取样 原料取样 成品取样 物证取样 等等
各种 取样 标准 方法
样品的性质
气体试样 液体试样
气体、固体、液体 光敏性、热敏性、挥发性、 化学活性、生物活性……
用泵压入取样容器； 用吸收液、吸附剂、过滤器装置吸收，再加 热脱附或溶解洗脱。
取样容器：塑料或玻璃瓶，取样管； 适当保存： 控制pH值，加入化学稳定剂，
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
分析化学
分析方法
17
7. 分析结果计算及评价
（1）待测组分的化学表示形式
以待测组分实际存在形式的含量表示 以元素或氧化物形式的含量表示 以所存在离子形式的含量表示
18
（2）待测组分含量的表示方法
固体——质量分数
8
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（切乔特公式）
mQ ≥ kd 2
mQ: 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）
2. 试样的制备（固体试样）
固体样品经破碎、过筛、混匀、缩分到所需试样量
目数指物料粒度或粗细度，指在1平方英寸面积内筛网的孔 数。目数越大，孔径越小，目数*孔径（微米）=15000
例 一批铁矿样，已知最大粒度为20 mm，k = 0.2 kg
/ mm2，（1）应最少取样多少？（2）样品经破碎、 用6号筛（筛孔直径为3.36 mm）过筛，并用四分法 缩分后，留样品的最小量为多少？（3）应缩分几次？
四分法缩分
筛号 筛孔直径 筛号
（网目） (mm) （网目）
3
6.72
80
6
3.36
100
10
2.00
120
20
0.83
140
40
0.42
200
60
0.25
标准筛的筛号及孔径的大小
筛孔直径 (mm) 0.177 0.149 0.125 0.105 0.074
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。
12
（2）熔融 酸熔（K2S2O7、KHSO4熔解氧化物矿石） 碱熔（Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质）
（3）半熔法 （烧结法） 低于熔点温度试样与溶剂反应 温度较低，加热时间长，不易损坏坩埚 如 Na2CO3-ZnO
（3）消化法——测定有机物中的无机元素 湿式消化：HN03-H2SO4 干式灰化法： 微波辅助硝解
冷冻或冷藏，避光，密封。
生物试样（实时性、部位典型性）
植物试样：清洁水洗净，滤纸吸干，
或干燥通风处晾干。 干样：风干或烘干，粉粹，过筛。
动物试样： 根据分析要求适当处理。
如血液，凝固后离心分离，加抗凝剂，进一步离心分离， 得到血清、全血、血浆。
固体（不均匀）试样： 不同区域、不同部位、不同
t 与采集单元数和置信度有关的统计量
各试样单元含量标准偏差
N 采集单元数 7
n=(t )2
E
E是分析试样某组分含量 与整批物料中该组分平均含量差
=
x
t
n
E x
准确度要求越高，即E越小，采集单元数越多；
物料越不均匀，分散度越大， 越大，
要达到同样准确度，n要增加； 若置信度要求高，t值变大，n相应增加。
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
3. 试样的分解
目的：将试样通过适当方法转化成溶液。
（1）溶解： 水溶（铵盐，无机硝酸盐，碱金属盐) 酸溶（HCl, H2SO4, HNO3, HF等及混合酸分解
活泼金属、金属氧化物、碳酸盐、合金、矿石等）
碱溶（ 例NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、 Ni含量）
颗粒大小多点采集。
5
固体采样
采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、 财力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物 料组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。
假设分析结果的误差主要源于采样，则包含 物料总体平均值的区间为：
=
x
t
n
6
=
x
t
n
整批物料某组分整体平均值
x 采集试样中该组分平均含量
样品预处理的原则： 防止待测组分的损失 避免引入干扰
样品预处理的依据：
物质性质（试样状态、被测组分存在形式、含量） 干扰情况（是否需要分离等） 测定方法（是否需要16富集等）
6. 测定方法选择与测定（determination）
物质
分析方法
物质的性质 组分的含量
干扰情况
准确度 灵敏度 选择性 适用范围
质量分数
%（mB / mS)
体积分数
%（ VB / Vs)
摩尔分数
（nB / nS)
质量浓度 mg / L, ng / L, g / L 等
wB
mB mS
例：Fe = 0.5643 或 Fe = 56.43 %
低含量：g / g（ppm，mB/ms*106） , ng / g（ppb， mB/ms*109）
液体
单位质量溶剂中所含 待测组分的物质的量
物质的量浓度 mol / L
质量摩尔浓度 （nB/m溶剂） mol / kg
解：（1） mQ ≥ kd 2 = 0.2 20 2 = 80 (kg) （2）mQ ≥ kd 2 = 0.2 3.36 2 = 2.26 (kg)
缩分1次剩余试样为80 0.5 = 40 (kg)
（3）缩分n次剩余试样为80 0.5n ≥ 2.26， n 5.1，n=5，故缩分5次。
一、定量分析一般过程 二、滴 定 分 析 概 述
一、定量分析一般过程
原始 试样 采集
分析 试样 制备
试样 分解
试样 的分 离与 富集
分析结果 计算评价 与报告
分析 测定
Βιβλιοθήκη Baidu
1. 原始试样的采集（取样）Sampling
从待分析的对象（object or bulk matter) 中取出 用于分析用的少量物质。
4. 试样的分离与富集
掩蔽 改变干扰物质 分离
的反应活性
氧化还原掩蔽法
配合掩蔽
沉淀分离 萃取分离 色谱分离 等
沉淀掩蔽
酸碱掩蔽
富集：enrichment
萃取富集 吸附富集
共沉淀富集
5. 测定前的预处理 SAMPLEPRETREATMENT
目的：使样品的状态和浓度适应所选择的分析技术
注意：代表性
样品的来源
资源取样 原料取样 成品取样 物证取样 等等
各种 取样 标准 方法
样品的性质
气体试样 液体试样
气体、固体、液体 光敏性、热敏性、挥发性、 化学活性、生物活性……
用泵压入取样容器； 用吸收液、吸附剂、过滤器装置吸收，再加 热脱附或溶解洗脱。
取样容器：塑料或玻璃瓶，取样管； 适当保存： 控制pH值，加入化学稳定剂，
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
分析化学
分析方法
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7. 分析结果计算及评价
（1）待测组分的化学表示形式
以待测组分实际存在形式的含量表示 以元素或氧化物形式的含量表示 以所存在离子形式的含量表示
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（2）待测组分含量的表示方法
固体——质量分数
8
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（切乔特公式）
mQ ≥ kd 2
mQ: 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）
2. 试样的制备（固体试样）
固体样品经破碎、过筛、混匀、缩分到所需试样量
目数指物料粒度或粗细度，指在1平方英寸面积内筛网的孔 数。目数越大，孔径越小，目数*孔径（微米）=15000
例 一批铁矿样，已知最大粒度为20 mm，k = 0.2 kg
/ mm2，（1）应最少取样多少？（2）样品经破碎、 用6号筛（筛孔直径为3.36 mm）过筛，并用四分法 缩分后，留样品的最小量为多少？（3）应缩分几次？
四分法缩分
筛号 筛孔直径 筛号
（网目） (mm) （网目）
3
6.72
80
6
3.36
100
10
2.00
120
20
0.83
140
40
0.42
200
60
0.25
标准筛的筛号及孔径的大小
筛孔直径 (mm) 0.177 0.149 0.125 0.105 0.074
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。
12
（2）熔融 酸熔（K2S2O7、KHSO4熔解氧化物矿石） 碱熔（Na2CO3、NaOH、Na2O2溶解酸性矿物质）
（3）半熔法 （烧结法） 低于熔点温度试样与溶剂反应 温度较低，加热时间长，不易损坏坩埚 如 Na2CO3-ZnO
（3）消化法——测定有机物中的无机元素 湿式消化：HN03-H2SO4 干式灰化法： 微波辅助硝解
冷冻或冷藏，避光，密封。
生物试样（实时性、部位典型性）
植物试样：清洁水洗净，滤纸吸干，
或干燥通风处晾干。 干样：风干或烘干，粉粹，过筛。
动物试样： 根据分析要求适当处理。
如血液，凝固后离心分离，加抗凝剂，进一步离心分离， 得到血清、全血、血浆。
固体（不均匀）试样： 不同区域、不同部位、不同
t 与采集单元数和置信度有关的统计量
各试样单元含量标准偏差
N 采集单元数 7
n=(t )2
E
E是分析试样某组分含量 与整批物料中该组分平均含量差
=
x
t
n
E x
准确度要求越高，即E越小，采集单元数越多；
物料越不均匀，分散度越大， 越大，
要达到同样准确度，n要增加； 若置信度要求高，t值变大，n相应增加。
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
3. 试样的分解
目的：将试样通过适当方法转化成溶液。
（1）溶解： 水溶（铵盐，无机硝酸盐，碱金属盐) 酸溶（HCl, H2SO4, HNO3, HF等及混合酸分解
活泼金属、金属氧化物、碳酸盐、合金、矿石等）
碱溶（ 例NaOH溶解铝合金分析Fe、Mn、 Ni含量）
颗粒大小多点采集。
5
固体采样
采集份数越多，越具有代表性，但会增加人力、 财力，所以采集单元数与采样准确度要求有关，与物 料组成的均匀性和颗粒大小、分散程度有关。
假设分析结果的误差主要源于采样，则包含 物料总体平均值的区间为：
=
x
t
n
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=
x
t
n
整批物料某组分整体平均值
x 采集试样中该组分平均含量
样品预处理的原则： 防止待测组分的损失 避免引入干扰
样品预处理的依据：
物质性质（试样状态、被测组分存在形式、含量） 干扰情况（是否需要分离等） 测定方法（是否需要16富集等）
6. 测定方法选择与测定（determination）
物质
分析方法
物质的性质 组分的含量
干扰情况
准确度 灵敏度 选择性 适用范围
质量分数
%（mB / mS)
体积分数
%（ VB / Vs)
摩尔分数
（nB / nS)
质量浓度 mg / L, ng / L, g / L 等
wB
mB mS
例：Fe = 0.5643 或 Fe = 56.43 %
低含量：g / g（ppm，mB/ms*106） , ng / g（ppb， mB/ms*109）
液体
单位质量溶剂中所含 待测组分的物质的量
物质的量浓度 mol / L
质量摩尔浓度 （nB/m溶剂） mol / kg
解：（1） mQ ≥ kd 2 = 0.2 20 2 = 80 (kg) （2）mQ ≥ kd 2 = 0.2 3.36 2 = 2.26 (kg)
缩分1次剩余试样为80 0.5 = 40 (kg)
（3）缩分n次剩余试样为80 0.5n ≥ 2.26， n 5.1，n=5，故缩分5次。