1、化驗(yàn)分析一般知識及基本操作吳衛(wèi)富第一節(jié) 樣品的采集物質(zhì)的一般分析步驟：采樣稱樣試樣分解分析方法選擇干擾分離分析測定結(jié)果計(jì)算1.采樣的重要性：試樣常是大量的，其組成有的比較均勻，有的不均勻，分析時(shí)采取有時(shí)幾克，幾百毫克或更少，而分析的結(jié)果代表全部試樣的平均組成。而采樣的誤差大于分析誤差。2.采樣的方法：采集的分析對象各種各樣，例如：金屬、土壤、化工產(chǎn)品、石油、工業(yè)用水、天然氣等。歸結(jié)試樣有氣、固、液三種狀態(tài)。按組成分為：較均勻和不均勻兩種。3一、樣品采集的意義 在工業(yè)分析工作中，常需要從大批物料（kg或t）中采取很小一部分的實(shí)驗(yàn)室樣品（g或mg）。實(shí)驗(yàn)室樣品就必須有較高的代表性.要求：采集到的樣

2、品能夠代表原始物料的平均組成 分析結(jié)果的總標(biāo)準(zhǔn)偏差S0與取樣（含制樣）的標(biāo)準(zhǔn)偏差Ss和分析操作的標(biāo)準(zhǔn)偏差Sa有關(guān)。 54、實(shí)驗(yàn)室樣品(laboratory sample) 為送往實(shí)驗(yàn)室供分析檢驗(yàn)用的樣品5、參考樣品（reference sample，備檢樣品）與實(shí)驗(yàn)室樣品同時(shí)制備的樣品，是實(shí)驗(yàn)室樣品的備份。6、試樣（test sample） 由實(shí)驗(yàn)室樣品制備，用于分析檢驗(yàn)的樣品6三、采樣的原則 四、采樣的具體要求 1、采樣單元數(shù)的確定 對于化工產(chǎn)品，如總體物料的單元數(shù)小于500，則根據(jù)下表選取采樣單元數(shù)。 采得的樣品具有代表性。 物料的狀態(tài)不同，采樣的具體操作不同，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 對于化工產(chǎn)品

3、，采樣依據(jù)GB/T 6678-2003化工產(chǎn)品采樣總則。 8/27/20227總體物料的單元數(shù)選取的最小單元數(shù)總體物料的單元數(shù)選取的最小單元數(shù)11011495064658182101102125126151152181全部單元1112131415161718221621725425529629734334439439545045151218192021222324 如總體物料的單元數(shù)大于500，則用下式計(jì)算采樣單元數(shù)：即N為總體單元數(shù)82、采集樣品的量 至少應(yīng)滿足三次重復(fù)測定的要求； 如需留存?zhèn)淇紭悠?，?yīng)滿足備考樣品的要求； 如需對樣品進(jìn)行制樣處理時(shí)，應(yīng)滿足加工處理的要求。 在滿足需要的前提下

4、，能給出所需信息的最少樣品數(shù)和最少樣品量為最佳樣品數(shù)和最佳樣品量。10采集量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式對于不均勻的物料，可采用下列試樣的采集量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式：mQ kda 式中 d 實(shí)驗(yàn)室樣品中最大顆粒的直徑，mm mQ 采取實(shí)驗(yàn)室樣品的最低可靠質(zhì)量，kg k、a 經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，由實(shí)驗(yàn)室求得 一般k值在0.02-1之間，樣品越不均勻，k值越大，物料均勻0.1-0.3，物料不太均勻0.4-0.6，物料極不均勻0.7-1.0；a=1.8-2.5，地質(zhì)部門一般規(guī)定為2 理查-切喬特公式 11例如：采集某礦石樣品時(shí)，若此礦石的最大顆粒直徑為20 mm，k 值為0.06 kg / mm2mQ0.06 kg / mm2(20

5、 mm )2 24 kg如果將上述礦石最大顆粒破碎至4 mmmQ0.06 kg / mm2(4 mm )2 0.96 kg 1kg結(jié)論：樣品的顆粒越大，采樣量越大。 因此，對塊狀物料，應(yīng)在破碎后再采樣。3.組成較均勻的試樣采集和制備一般說，金屬、水樣及某些較為均勻的化工產(chǎn)品組成較均勻。任意采一部分或混合后取一部分即成為有代表性的分析樣品。金屬經(jīng)高溫熔煉，組成較均勻，采樣時(shí)先磨去表面，然后多鉆幾個(gè)點(diǎn)及深度鉆取采樣。 水樣 :根據(jù)水的性質(zhì)不同，采集方法不同。生活水，按地點(diǎn)、深度、季節(jié)采樣。工業(yè)水隨工藝不同，廢水不同，還隨原材料不均、工藝間歇的變化。采樣方法有平均混合水樣、平均比例混合水樣，自動(dòng)取樣

6、器采集連續(xù)比例混合水樣。采樣要求，根據(jù)污染來源，分析項(xiàng)目而定。分析物理性質(zhì)與化學(xué)成分用的水樣采2L，用無色麿口塞玻璃細(xì)口瓶或聚乙烯塑料瓶。水樣中含油類及有機(jī)物時(shí)，以玻璃瓶為宜。水樣中測微量金屬離子，用塑料瓶為宜。采樣設(shè)備：一般運(yùn)行的生產(chǎn)設(shè)備上安裝有采樣閥。氣體采樣裝置一般有采樣管、過濾器、冷卻器及氣體容器組成。靜態(tài)氣體取樣:于氣體的容器上裝一個(gè)取樣管，將氣體試樣取于球膽內(nèi)（ 不宜放置過夜）立即分析。取少量時(shí)可用注射器抽取。大氣中取樣常用雙連球取樣。 動(dòng)態(tài)氣體取樣:取樣時(shí)注意氣體的流速不均勻性，（中心位置比管壁處要大）為取平均氣樣，取樣管插入1/3直徑深度。取樣管切成斜面，面對氣流方向。如果氣體

7、溫度過高，取樣管外應(yīng)裝夾套，通入冷水冷卻。如氣體中有較多塵粒，可在取樣管中放一支裝有玻璃棉的過濾管。對于有壓力的管道中氣體樣品的取樣：常壓氣體采樣，一 般打開取樣管旋塞即可取樣。負(fù)壓氣體采樣，連接抽氣泵采樣。高壓氣體采樣，取樣管與容器間接一個(gè)緩沖器。一、氣態(tài)物料樣品的采集15 氣體物料的采樣方法采樣點(diǎn)的設(shè)置：根據(jù)液體的分布特點(diǎn)、均勻程度選擇合適的液體斷面。（一）輸送管道中的物料（二）儲(chǔ)罐器中的物料 1大型儲(chǔ)罐中的物料 2小型儲(chǔ)罐中的物料 3槽車中的物料（三）地表水的取樣。二、液態(tài)物料樣品的采集 水樣的采集基本操作（1）采樣前將采樣瓶用水樣沖洗至少3次。（2）采樣時(shí)，水要緩緩流入樣瓶，不要完全裝

8、滿，水樣與瓶塞間留空隙（不超過1cm以防水溫改變時(shí)瓶塞擠掉）（3）水管或泵水井采樣時(shí)，將水龍頭或泵打開，放水?dāng)?shù)分鐘，使積在水管中的雜質(zhì)沖洗掉，再取樣。（4）池、江、河采樣時(shí)，用系繩的采樣瓶沉入一定深度（2050cm）采樣，按幾個(gè)不同深度點(diǎn)采平均試樣。（5）工業(yè)廢水采樣：根據(jù)其性質(zhì)、排放情況及分析項(xiàng)目要求，采用4種方法。間隔式平均采樣對連續(xù)排出水質(zhì)穩(wěn)定的生產(chǎn)設(shè)備采用法采取等體積水樣。平均取樣或平均比例取樣對幾個(gè)性質(zhì)相同的生產(chǎn)設(shè)備排出廢水，采同體積水樣混合裝瓶。瞬間采樣對通過廢水池停留相當(dāng)時(shí)間后繼續(xù)排出的工業(yè)廢水，一次采取。單獨(dú)采樣對某些工業(yè)廢水，如油類，分布不均勻，難采到代表性樣的，而且在放置過

9、程中水樣中雜技容易浮于水面或沉淀，若從全分析中取一部分測量某項(xiàng)目時(shí)，則會(huì)影響到分析結(jié)果。三、固態(tài)物料樣品的采集（一）不同包裝中固態(tài)工業(yè)產(chǎn)品的采集（均勻固體物料）例：有一批尿素，總共600袋、則采樣單元數(shù)應(yīng)該為多少？SS = =25.3，則應(yīng)取26袋。21 取樣鉆 適用于粉末、小顆粒、小晶體等固體化工產(chǎn)品采樣 自袋、罐、桶中采集粉末裝物料樣品時(shí)，通常采用取樣鉆。取樣鉆為鉆身750mm，外徑18mm，槽口寬12mm，下端30角錐的不銹鋼管或銅管 取樣時(shí)，將取樣鉆由袋（罐、桶）口的一角沿對角線插入袋（罐、桶）內(nèi)的1/33/4處，旋轉(zhuǎn)180后抽出，刮出鉆槽中物料作為一個(gè)子樣。 （二）商品煤樣品的采集（

10、不均勻固體物料）1. 物料流中采樣 在物料流中采樣，通常采用舌形鏟，一次橫斷面采取一個(gè)子樣。采樣應(yīng)按照左、中、右進(jìn)行布點(diǎn)，然后采集。在橫截皮帶運(yùn)輸機(jī)采樣時(shí)，采樣器必須緊貼皮帶，而不能懸空鏟取物料。自動(dòng)化的采樣器，定時(shí)、定量連續(xù)采樣。當(dāng)采用相同的時(shí)間間隔采樣時(shí)，若物料流的流量均勻，則采用的時(shí)間間隔T可用下式計(jì)算：T 采樣的時(shí)間間隔 min Q物料批量 t n份樣數(shù)目 個(gè) G物料流量 t/h 2. 運(yùn)輸工具中的物料 30t以下 40t-50t 50t以上 當(dāng)車皮容量為30t以下時(shí)，沿斜線方向，采用三點(diǎn)采樣；當(dāng)車皮容量為40t或50t時(shí)，采用四點(diǎn)采樣；當(dāng)車 皮容量為50t以上時(shí)，采用五點(diǎn)采樣。3.

11、物料堆中采樣0.5m12mh=0.3mm=5kg 料堆上采樣點(diǎn)的分布 在取樣點(diǎn)取樣時(shí)，用鐵鏟將表面刮去0.1m，深入0.3m挖取一個(gè)子樣的物料量，每個(gè)子樣的最小質(zhì)量不小于5kg。最后合并所采集的子樣。 （三）其他固體物料樣品的采集1、礦石物料：礦山取樣一般采用刻槽取樣、鉆孔取樣、炮眼取樣、揀塊取樣或沿礦山開采面分格取樣等方法。2、鋼樣樣品的采集：熔煉階段分析試樣的采集、鋼材分析試樣的取樣、采集試樣的注意事項(xiàng)。第三節(jié) 試樣的制備 從實(shí)驗(yàn)室樣品到分析試樣的這一處理過程稱為試樣的制備。試樣的制備一般需要經(jīng)過破碎、過篩（篩分）、混合、縮分等步驟。一、破碎：破碎可分為粗碎、中碎、細(xì)碎和粉碎4個(gè)階段。根據(jù)

12、實(shí)驗(yàn)室樣品的顆粒大小、破碎的難易程度，可采用人工或機(jī)械的方法逐步破碎，直至達(dá)到規(guī)定的粒度。 破碎工具: 鍔式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、圓盤破碎機(jī)、球磨機(jī)、鋼臼、鐵錘、研缽等。28二、過篩 物料在破碎過程中，每次磨碎后均需過篩，未通過篩孔的粗粒再磨碎，直至樣品全部通過指定的篩子為止(易分解的試樣過170目篩，難分解的試樣過200目篩)。 “目”數(shù)指每英寸（25.4mm）長度內(nèi)的篩孔數(shù)目。四、縮分 縮分是在不改變物料的平均組成的情況下，逐步縮小試樣量的過程?？s分公式：縮分次數(shù)m： 常用的有錐形四分法、正方形挖取法和分樣器縮分法。31 有一礦樣質(zhì)量為2kg。已全部通過20目篩,求需要縮分出具有代表性的樣品

13、的最小質(zhì)量,至多縮分多少次（K取0.2）。 解：過20目篩的礦樣最大顆粒直徑d可查篩目與孔徑對比表，得0.84mm。則可求得應(yīng)保留的最小質(zhì)量為縮分次數(shù)m為： 因?yàn)榭s分后保留試樣的最小質(zhì)量為0.141kg，只能縮分三次。舉例：1. 錐形四分法 將混合均勻的樣品堆成圓錐形，用鏟子將錐頂壓平成截錐體，通過截面圓心將錐體分成四等份，棄去任一相對兩等份。 四分法示意圖 2正方形挖取法 將混勻的樣品鋪成正方形的均勻薄層，用直尺或特制的木格架劃分成若干個(gè)小正方形。用小鏟子將每一定間隔內(nèi)的小正方形中的樣品全部取出，放在一起混合均勻。其余部分棄去或留作副樣保管。正方形挖取法3分樣器縮分法 分樣器為中間有一個(gè)四條

14、支柱的長方形槽，槽低并排焊著一些左右交替用隔板分開的小槽（一般不少于10個(gè)且須為偶數(shù)），在下面的兩側(cè)有承接樣槽。將樣品倒入后，即從兩側(cè)流入兩邊的樣槽內(nèi)，把樣品均勻地分成兩份，其中的一份棄去，另一份再進(jìn)一步磨碎、過篩和縮分。 分樣器示意圖 第四節(jié) 試樣的分解 將固體試樣處理成溶液，或?qū)⒔M成復(fù)雜的試樣處理成簡單、便于分離和測定的形式。 分解試樣的目的分解試樣的要求1.試樣分解必須完全；2.待測組分不應(yīng)損失；3.不應(yīng)引入與待測組分相同的物質(zhì)或干擾組分；4.分解方法與測定方法適應(yīng)；5.根據(jù)溶（熔）劑不同選擇適當(dāng)?shù)钠髅蟆３Ｓ玫姆纸夥椒ㄓ兴釅A溶解法、熔融法和半熔法。分解試樣的方法1、酸堿溶解法（一）酸溶法

15、 1鹽酸（HCl） 2氫氟酸（HF） 3硝酸（HNO3） 4磷酸（H3PO4） 5硫酸（H2SO4） 6高氯酸（HClO4）（二）堿溶法 300400g/L的氫氧化鈉溶液能劇烈分解鋁及其合金。 酸堿溶解法幾種常用酸的適用范圍酸適用范圍 HCl鐵、鋁、鎂、錳、鋅、錫、鈦、鉻、稀土等金屬及合金；大多數(shù)的碳酸鹽、氧化物、磷酸鹽、硼酸鹽、硫化物等化合物；軟錳礦、褐鐵礦、硅酸鹽礦；水泥 HNO3鐵、銅、鎳、鉬等金屬及合金；碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物、氧化物等 H2SO4稀硫酸可溶解氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、硫化物及砷化物礦石等；熱濃硫酸可以分解銻、氧化砷、錫、鉛的合金及冶金工業(yè)產(chǎn)品；幾乎所有的有機(jī)物都能被熱

16、濃硫酸氧化 H3PO4合金鋼；鉻礦、氧化鐵礦和爐渣 HF難分解的硅酸鹽；與硝酸、高氯酸、磷酸或硫酸混合使用，可以分解硅酸鹽、磷礦石、銀礦石、石英、富鋁礦石、鈮礦石 HClO4硫化物、氟化物、氧化物、碳酸鹽等；鈾、釷、稀土的磷酸鹽等礦物2、熔融法 熔融分解的目的是利用酸性或堿性熔劑與試樣在高溫下進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，使試樣中的組分轉(zhuǎn)化成易溶于水或酸的化合物。 熔融硅酸鹽礦物和其它礦物的熔劑很多，一般多為堿金屬化合物。常用的有無水碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、氫氧化鈉、焦硫酸鉀、硼砂、偏硼酸鋰等。 3、半熔法 是指熔融物呈燒結(jié)狀態(tài)的一種熔樣方法，又稱燒結(jié)法。此法在低于熔點(diǎn)的溫度下，讓試樣與固體試劑發(fā)生反應(yīng)。 常用的半混合熔劑有:MgO-Na2CO3（2+3）, MgO-Na2CO3（2+1），ZnO-Na2CO3（1+2）。 硅酸鹽分析中采用的半熔法一般是在鉑坩堝中