第2章分析试样的采取和预处理课件

第第2章章 分析试样的采取和预处理分析试样的采取和预处理Analytical Chemistry第2章 分析试样的采取和预处理Analytical Chem1第第1章章 绪论绪论第第2章章 分析试样的采取和预处理分析试样的采取和预处理第第3章章 定性分析定性分析第第4章章 误差与分析数据的处理误差与分析数据的处理第第5章章 化学平衡与滴定分析法概论化学平衡与滴定分析法概论第第6章章 酸碱滴定法酸碱滴定法第第7章章 络合滴定法络合滴定法第第8章章 氧化还原滴定法氧化还原滴定法第第9章章 沉淀滴定法沉淀滴定法第第10章章 沉淀重量分析法沉淀重量分析法第第11章章 吸光光度法吸光光度法第第12章章 常用的分离和富集方法常用的分离和富集方法定性分析定量分析定量分析基础知识化学分析法定量分析基础知识仪器分析法本课程内容解析第1章 绪论第2章 分析试样的采取和预处理第3章 定性分22024/5/18 目录目录2.1 分析试样的采取与制备分析试样的采取与制备2.2 分析试样的预处理分析试样的预处理32023/8/3 目录2.1 分析试样的采取与制备32024/5/181.掌握定量分析的一般步骤。掌握定量分析的一般步骤。2.掌握试样采取的一般原则、无机与掌握试样采取的一般原则、无机与有机试样分解方法。有机试样分解方法。3.了解试样的制备和保存方法。了解试样的制备和保存方法。4学习目标学习目标2023/8/31.掌握定量分析的一般步骤。4学习目标42024/5/18定量分析的一般步骤：定量分析的一般步骤：试样的采取与制备试样的采取与制备试样预处理试样预处理干干扰扰组组分分的的掩蔽与分离掩蔽与分离结结果果的的计计算与评价算与评价测定测定52023/8/3定量分析的一般步骤：试样的采取与制备试样预处5第2章分析试样的采取和预处理课件62024/5/182.1 分析试样的采取与制备分析试样的采取与制备一、采取试样的一般原则一、采取试样的一般原则试样采取与制备的重要性和意义！试样采取与制备的重要性和意义！采取试样的采取试样的基本原则基本原则：具有代表性：具有代表性*；1.现场勘查并收集资料现场勘查并收集资料2.保证试样的代表性保证试样的代表性3.采样量符合要求采样量符合要求4.合理保存合理保存72023/8/32.1 分析试样的采取与制备一、采取试样的72024/5/18二、固体试样的采取二、固体试样的采取（一）矿石试样（一）矿石试样1.1.采样点的布设（汽车、火车、轮船、矿堆、传送带）采样点的布设（汽车、火车、轮船、矿堆、传送带）依据具体情况而选择不同方案（分布均匀合理）依据具体情况而选择不同方案（分布均匀合理）2.2.固体试样湿存水去除固体试样湿存水去除*去除湿存水的目的：去除湿存水的目的：表示方法：干基表示方法：干基 烘干、风干、真空干燥烘干、风干、真空干燥3.3.固体试样的制备固体试样的制备82023/8/3二、固体试样的采取（一）矿石试样882024/5/18固体试样取样的制备固体试样取样的制备缩分：四分法缩分：四分法粗碎粗碎筛分筛分(46号号)中碎中碎筛分筛分(20号号)研磨研磨分析试样分析试样缩分缩分缩分缩分缩分缩分1号号(分析分析)2号号(备查备查)筛分时，所有的颗粒都筛分时，所有的颗粒都必须通过筛孔必须通过筛孔破碎破碎过筛过筛混匀混匀缩分缩分92023/8/3固体试样取样的制备缩分：四分法粗碎筛分(49缩分：四分法缩分：四分法m每次缩分出试样每次缩分出试样的最小质量（的最小质量（kg）d样品颗粒的最大样品颗粒的最大直径（直径（mm）K与与a经验常数经验常数10缩分：四分法m每次缩分出试样的最小质量（kg）10102024/5/18（二）土壤试样（了解）（二）土壤试样（了解）1.1.采样点的布设采样点的布设 依据依据地形地貌和采样地块大小地形地貌和采样地块大小而定。而定。有：梅花形、棋盘式、蛇形等有：梅花形、棋盘式、蛇形等2.2.采样时间采样时间 依据依据分析内容分析内容来确定来确定。3.3.采样深度采样深度 依据作物的依据作物的根系根系来确定。来确定。4.4.采样量采样量 根据分析项目确定，多点样品混合分根据分析项目确定，多点样品混合分析，析，一般要求一般要求1kg。5.5.保存保存 依据测定项目，有些需要依据测定项目，有些需要新鲜土壤新鲜土壤（如如挥发酚、挥发酚、氨氮和氰化物等不稳定组分）；氨氮和氰化物等不稳定组分）；其它多数需要其它多数需要风干的土样风干的土样。112023/8/3（二）土壤试样（了解）1.采样点的布设1111.高温熔炼的金属制品高温熔炼的金属制品（组成较均匀）可任取（组成较均匀）可任取2.粗制品（钢锭、铸铁）粗制品（钢锭、铸铁）钻取几个不同点和深度取样，将钻屑置于冲击钻取几个不同点和深度取样，将钻屑置于冲击钵中捣碎混匀作分析试样钵中捣碎混匀作分析试样（三）金属或金属制品试样（三）金属或金属制品试样（四）粉状或松散物料试样（四）粉状或松散物料试样 粉状或松散物料如盐类、化肥、农药和精矿等。粉状或松散物料如盐类、化肥、农药和精矿等。1.高温熔炼的金属制品（三）金属或金属制品试样（四）粉状或121.采样点的设置采样点的设置 （液体的分布特点、均匀程度）（液体的分布特点、均匀程度）根据监测目的、液体试样的利用情况、均匀性等确定。根据监测目的、液体试样的利用情况、均匀性等确定。生生活活污污水水：总总排排污污口口、排排污污管管线线入入河河（海海）口口、污水处理厂进出口污水处理厂进出口自来水：打开龙头，放水一段时间再取样。自来水：打开龙头，放水一段时间再取样。地地表表水水：根根据据监监测测目目的的、液液体体试试样样的的利利用用情情况、均匀性等确定。况、均匀性等确定。三、三、液体试样的采取和制备液体试样的采取和制备(了解了解)1.采样点的设置 （液体的分布特点、均匀程度）根132024/5/1814 2.采样设备采样设备 3.水样的保存水样的保存 水样保存的目的水样保存的目的 代表性（不挥发、不沉淀、不变质）代表性（不挥发、不沉淀、不变质）减缓水样生物化学作用；减缓水样生物化学作用；减少组分挥发损失；减少组分挥发损失；减缓被测组分的水解和氧化作用；减缓被测组分的水解和氧化作用；避免沉淀或结晶析出导致组分变化避免沉淀或结晶析出导致组分变化2023/8/314 2.采样设备减缓水样生物化学作14水样采集器水样采集器水样采集器15保存水样要注意的几个问题：保存水样要注意的几个问题：存水容器存水容器聚乙烯塑料容器：聚乙烯塑料容器：金属和无机物水样金属和无机物水样玻璃容器：玻璃容器：测定有机物和生物组分的试样测定有机物和生物组分的试样石英和聚四氟乙烯容器：石英和聚四氟乙烯容器：特殊测定项目特殊测定项目用棕色容器：用棕色容器：光敏感样品光敏感样品 在采取试样时，必须先把容器及通路洗涤、干燥，再用要采取在采取试样时，必须先把容器及通路洗涤、干燥，再用要采取的液体冲洗数次，然后取样。的液体冲洗数次，然后取样。贮存时间：贮存时间：时间越短越好时间越短越好清洁水样清洁水样72h；轻度污染；轻度污染48h；重度污染；重度污染12h试样保存方法试样保存方法水样保存的基本要求：水样保存的基本要求：控制水样的控制水样的pHpH、加入化学试剂、冷冻或冷藏、加入化学试剂、冷冻或冷藏（不干扰测定结果的基础上不干扰测定结果的基础上）保存水样要注意的几个问题：16 采样方法采样方法（依据存在状态、浓度、方法灵敏度确定（依据存在状态、浓度、方法灵敏度确定)同时多点布设同时多点布设考虑人口密度考虑人口密度采样点的布设原则开阔地带、呼吸带开阔地带、呼吸带污染源主导风向下风多布点污染源主导风向下风多布点直接采样法直接采样法适用范围：适用范围：待测组分含量较高、或检测方法较灵敏待测组分含量较高、或检测方法较灵敏采样工具：采样工具：注射器、塑料袋、采样管等注射器、塑料袋、采样管等（气体的特点，受影响因素较多）（气体的特点，受影响因素较多）四、气体试样的采取和制备四、气体试样的采取和制备气体吸收管气体吸收管 采样方法（依据存在状态、浓度、方法灵敏度确定)同时多点布设17浓缩采样法浓缩采样法适用范围：适用范围：待测组分含量较低、或检测方法待测组分含量较低、或检测方法灵敏度不高，检测结果为浓缩时间范围内灵敏度不高，检测结果为浓缩时间范围内的平均浓度的平均浓度溶液吸收法溶液吸收法固体阻流法固体阻流法低温冷凝法低温冷凝法采样方式采样方式浓缩采样法溶液吸收法采样方式182024/5/18五、五、生物试样的采取和制备生物试样的采取和制备植物植物花、叶、经、根、种子花、叶、经、根、种子动物动物体液（尿、血等）、毛发、肌肉、组织器官体液（尿、血等）、毛发、肌肉、组织器官微生物微生物待分析的组分：待分析的组分：植物植物体内的营养成分、农药残留体内的营养成分、农药残留 动物动物体内的药物及代谢产物、糖类、固醇类等体内的药物及代谢产物、糖类、固醇类等等。等。192023/8/3五、生物试样的采取和制备植物花、叶、经192024/5/181.采样点的布设采样点的布设 避开特殊位置、植株不同部位待测组分含量不同；避开特殊位置、植株不同部位待测组分含量不同；梅花布点和平行交叉布点；梅花布点和平行交叉布点；植株和土壤同位采样植株和土壤同位采样 采样根据分析测试的目的和要求采样采样根据分析测试的目的和要求采样202.采样量采样量 植物干重植物干重1Kg，新鲜试样至少，新鲜试样至少5Kg 3.植物试样的制备植物试样的制备 新鲜试样：新鲜试样：洗涤、擦干、切碎、捣碎机捣碎洗涤、擦干、切碎、捣碎机捣碎 干试样：干试样：洗净、风干或烘干、剪碎、研磨、过筛、洗净、风干或烘干、剪碎、研磨、过筛、保保存待测（玻璃或聚四氟乙烯瓶）存待测（玻璃或聚四氟乙烯瓶）（一）植物试样的采样与制备（一）植物试样的采样与制备2023/8/31.采样点的布设202.采样量（一）植物试20（二）动物试样的采样与制备（二）动物试样的采样与制备1.血液血液血液检测目的：血液检测目的：临床检验、毒物分析、环境分析临床检验、毒物分析、环境分析血液采集：血液采集：静脉或末梢血；全血、血清和血浆静脉或末梢血；全血、血清和血浆2.2.尿液尿液尿样检测目的：尿样检测目的：毒物及其代谢产物分析毒物及其代谢产物分析尿样采集器具：尿样采集器具：要稀硝酸浸泡、蒸馏水洗涤烘干要稀硝酸浸泡、蒸馏水洗涤烘干尿样采集方法：尿样采集方法：早晨尿液中排泄物浓度高可早晨尿液中排泄物浓度高可1次采集；也可采集次采集；也可采集8或或24h的尿样，测定该时间内的平均含量。的尿样，测定该时间内的平均含量。3.3.毛发和指甲毛发和指甲检测目的：检测目的：待测组分蓄积时间较长、含量高待测组分蓄积时间较长、含量高采集：采集：不锈钢剪刀采集、中性洗涤液洗涤、蒸馏水洗涤、最后用不锈钢剪刀采集、中性洗涤液洗涤、蒸馏水洗涤、最后用丙酮或乙醇洗净、室温下充分干燥后备用丙酮或乙醇洗净、室温下充分干燥后备用（二）动物试样的采样与制备1.血液2.尿液3.毛发和指甲212.2 分析试样的预处理分析试样的预处理一、一、无机试样的分解无机试样的分解二、二、有机试样的分解有机试样的分解三、生物试样的预处理三、生物试样的预处理四、利用微波法预处理试样四、利用微波法预处理试样2.2 分析试样的预处理一、无机试样的分解二、有机试样222024/5/18一、一、无机试样的分解无机试样的分解湿法分解中的溶剂选择原则湿法分解中的溶剂选择原则 (1)(1)能溶于水的用水作溶剂；能溶于水的用水作溶剂；(2)(2)不溶于水的酸性物质采用碱性溶剂，碱性不溶于水的酸性物质采用碱性溶剂，碱性试样采用酸性溶剂；试样采用酸性溶剂；(3)(3)还原性试样采用氧化性溶剂，氧化性试样还原性试样采用氧化性溶剂，氧化性试样采用还原性溶剂；采用还原性溶剂；232023/8/3一、无机试样的分解湿法分解中的溶剂选择原则23溶解溶剂溶解溶剂适用对象适用对象备注备注盐酸盐酸弱酸盐：碳酸盐、磷酸盐等弱酸盐：碳酸盐、磷酸盐等金属氧化物：金属氧化物：Fe2O3、MnO2等等某些硫化物：某些硫化物：FeS、Sb2O3等等合金：合金：Fe、Zn等等其它：其它：Al2O3、BeO和某些硅酸盐和某些硅酸盐还原性酸，还原性酸，Cl-的配位的配位作用。作用。硝酸硝酸金属金属(Pt、Au除外；除外；Fe、Al、Cr生成生成氧化膜；锑、锡、钨生成不溶性的氧化膜；锑、锡、钨生成不溶性的)硫化物硫化物(低温进行、先加盐酸的目的？低温进行、先加盐酸的目的？)氧化性酸氧化性酸 王水王水无机物的分解无机物的分解1.溶解法溶解法溶解溶剂适用对象备注弱酸盐：碳酸盐、磷酸盐等金属(Pt、Au242024/5/1825溶解溶剂溶解溶剂适用对象适用对象备注备注硫酸硫酸合金、矿石等（钙锶钡铅合金、矿石等（钙锶钡铅除外）除外）氧化性酸强脱水性氧化性酸强脱水性磷酸磷酸络合能力强络合能力强 高氯酸高氯酸不锈钢、硫化物使用时必不锈钢、硫化物使用时必须先加硝酸须先加硝酸氧化性酸氧化性酸氢氟酸氢氟酸与硫酸和高氯酸一起使用与硫酸和高氯酸一起使用硅铁、硅酸盐硅铁、硅酸盐用铂坩埚通风用铂坩埚通风NaOH2030%Al及铝合金、酸性氧化物及铝合金、酸性氧化物用四氟乙烯容器用四氟乙烯容器2023/8/325溶解溶剂适用对象备注硫酸合金、矿石等（钙252024/5/182.熔融法熔融法熔融法熔融法：将试样与：将试样与固体熔剂固体熔剂混合，在混合，在高高温温下加热，利用试样与溶剂发生的下加热，利用试样与溶剂发生的复分复分解反应解反应，使试样的全部组分转化成，使试样的全部组分转化成易溶易溶于水或酸于水或酸的化合物。的化合物。不足：不足：熔剂量大、坩埚材料污染、温度熔剂量大、坩埚材料污染、温度高。高。262023/8/32.熔融法熔融法：将试样与固体熔剂混合，在262024/5/18 常用熔剂：常用熔剂：焦硫酸盐焦硫酸盐(K2S2O7)；硫酸氢钾；硫酸氢钾(KHSO4)适用对象：适用对象：碱性试样碱性试样或中性氧化物、矿石；刚玉或中性氧化物、矿石；刚玉(Al2O3)；金红石；金红石(TiO2)等。等。TiO2+K2S2O7=Ti(SO4)2(可溶性可溶性)+2K2SO4 a.在瓷坩埚或铂皿（稍有腐蚀）中进行。在瓷坩埚或铂皿（稍有腐蚀）中进行。b.冷却后用稀硫酸萃取。冷却后用稀硫酸萃取。KHF2可用来分解稀土和钍的矿物。可用来分解稀土和钍的矿物。27(1)酸熔法酸熔法2023/8/3 常用熔剂：焦硫酸盐(K2S2O7)；硫酸272024/5/18(2)碱熔法碱熔法 常用熔剂：常用熔剂：Na2CO3、K2CO3、NaOH、KOH、Na2O2等等 Na2CO3（850）、）、K2CO3（890）分解：）分解：硅酸盐、酸性炉渣等（硅酸盐、酸性炉渣等（铂、瓷皿铂、瓷皿）；）；NaAlSi3O8+3Na2CO3=NaAlO2+3Na2SiO3+CO2 BaSO4+Na2CO3=Ba2CO3+Na2SO4 NaOH（321 ）、）、KOH（404 ）分解：）分解：硅酸盐、铝土矿、粘土等（硅酸盐、铝土矿、粘土等（铁、银、镍皿铁、银、镍皿）混合熔剂：混合熔剂：Na2CO3和和K2CO3(1:1)，可降低熔融温度，可降低熔融温度 注意选择合适的坩埚。注意选择合适的坩埚。282023/8/3(2)碱熔法 常用熔剂：Na2CO3、K282024/5/183.半熔法半熔法(烧结法烧结法)将试样和熔剂在低于熔点的温度下进行反应；将试样和熔剂在低于熔点的温度下进行反应；避免侵蚀器皿；时间长避免侵蚀器皿；时间长 用用CaCO3+NH4Cl 可分解硅酸盐，可测定其中的可分解硅酸盐，可测定其中的K+、Na+。例分解甲长石：例分解甲长石：KAlSi3O8+6Ca2CO3+NH4Cl=6CaSiO3+Al2O3 +2 KCl+6CO2+2NH3+H2O 烧结温度烧结温度750800；粉末产物，可水浸后测；粉末产物，可水浸后测 K+。292023/8/33.半熔法(烧结法)将试样和熔292024/5/18二、二、有机物试样的分解有机物试样的分解 (1)“(1)“相似相溶相似相溶”原则；原则；(2)(2)酚、有机酸溶于乙二胺、丁胺等碱性溶剂；酚、有机酸溶于乙二胺、丁胺等碱性溶剂；(3)(3)有机碱、生物碱易溶于甲酸、乙酸等酸性溶剂；有机碱、生物碱易溶于甲酸、乙酸等酸性溶剂；(4)(4)高聚物高聚物 301.1.溶解法溶解法 2023/8/3二、有机物试样的分解 (1)“相似相溶”原302024/5/182.分解法分解法 分解后，进行元素测定；分解后，进行元素测定；干式灰化法和湿式消化法；干式灰化法和湿式消化法；(1)(1)湿式消化法湿式消化法有机有机试样试样硫酸硫酸或硝酸或硝酸或混合酸或混合酸CO2+H2O硝酸盐硝酸盐或硫酸盐或硫酸盐阴离子阴离子金属元素金属元素C、H非金属元素非金属元素31干法：干法：2-4h；湿法：；湿法：0.5-1h优点：优点：速度快速度快缺点：缺点：引入杂质引入杂质2023/8/32.分解法 分解后，进行元素测定312024/5/18(2)干法干法32主要有坩埚灰化法、氧瓶燃烧法、燃烧主要有坩埚灰化法、氧瓶燃烧法、燃烧法、低温灰化法法、低温灰化法 依靠加热或燃烧使试样灰化分解，依靠加热或燃烧使试样灰化分解，将灰分溶解后分析测定。将灰分溶解后分析测定。2023/8/3(2)干法32主要有坩埚灰化法、氧瓶燃烧322024/5/18三、生物试样的预处理三、生物试样的预处理与测定对象有关与测定对象有关 无机成分无机成分干式灰化或湿式消化（与有机干式灰化或湿式消化（与有机试样相同）试样相同）生物小分子或大分子生物小分子或大分子溶剂直接提取、破溶剂直接提取、破碎提取在于细胞外，溶剂提取存在于细胞内，碎提取在于细胞外，溶剂提取存在于细胞内，破破碎细胞壁碎细胞壁后提取。后提取。332023/8/3三、生物试样的预处理与测定对象有关33332024/5/181.1.生物组织细胞的破碎方法生物组织细胞的破碎方法 实际使用时根据细胞的特性、待测组分的性质等情实际使用时根据细胞的特性、待测组分的性质等情况具体选择破碎方法。况具体选择破碎方法。常用的方法有：常用的方法有：1.1.机械法：机械法：组织捣碎、细胞研磨组织捣碎、细胞研磨 2.2.物理法：物理法：反复冷冻、急热骤冷、超声波破碎反复冷冻、急热骤冷、超声波破碎 3.3.化学破碎法：化学破碎法：氯仿、甲苯氯仿、甲苯+十二烷基硫酸钠十二烷基硫酸钠 4.4.酶解破碎法：酶解破碎法：细胞内酶、外加水解酶细胞内酶、外加水解酶342023/8/31.生物组织细胞的破碎方法 342024/5/18提取提取：将破碎后的细胞置于溶剂中，：将破碎后的细胞置于溶剂中，分离分离目标分子与其它成分目标分子与其它成分并并保持保持目标分子的目标分子的活性活性。依据溶解性能进行。依据溶解性能进行。影响提取的因素：影响提取的因素：相似相溶（结构）相似相溶（结构）反应后相溶（酸碱中和）、温度等反应后相溶（酸碱中和）、温度等353.生物大分子的提取生物大分子的提取提取方法：提取方法：水溶液提取水溶液提取稀盐溶液和缓冲溶液稀盐溶液和缓冲溶液 大多数蛋白质和酶大多数蛋白质和酶 “盐溶盐溶”“”“盐析盐析”有机溶剂提取有机溶剂提取乙醇、丙酮、丁醇。乙醇、丙酮、丁醇。2.蛋白质的去除蛋白质的去除2023/8/3提取：将破碎后的细胞置于溶剂中，分离目标分子352024/5/18四、利用微波法预处理试样四、利用微波法预处理试样微波的特点：微波的特点：被极性物质（水、酸、碱）被极性物质（水、酸、碱）吸收；穿透吸收；穿透玻玻 璃、石英、陶瓷、塑料；金属、合金璃、石英、陶瓷、塑料；金属、合金反射反射微波微波微波预处理试样的优点：微波预处理试样的优点：加热速度快，消解能力强加热速度快，消解能力强 试剂用量少，空白值低试剂用量少，空白值低 可避免挥发损失和试样的污染可避免挥发损失和试样的污染 环境友好环境友好 利于自动化利于自动化362023/8/3四、利用微波法预处理试样微波的特点：被极性物362024/5/18思考题思考题1.1.考察微量元素对农作物的影响。从试验考察微量元素对农作物的影响。从试验田中田中取一小铲试样取一小铲试样送化验室测定。由此所得送化验室测定。由此所得分析结果有无意义？应如何正确取样？分析结果有无意义？应如何正确取样？2.2.怎样溶解下列试样：锡青铜、高钨钢、怎样溶解下列试样：锡青铜、高钨钢、纯铝、银币、玻璃、泥土、大理石？纯铝、银币、玻璃、泥土、大理石？372023/8/3思考题1.考察微量元素对农作物的影响。从试37THANK YOU38