元素分析部分讲解课件

元素分析一.引言二.方法原理三.用途四.应用举例五.结果分析元素分析一.引言1一.引言 现代有机元素分析仪（OEA），通常被称为CHNS/O 分析仪，自1912年奥地利Pregl应用德国Kuhl-mann制出的微量天平建立了碳氢元素微量分析方法以后,有机元素微量分析工作迅速发展。在1914 年由诺贝尔化学奖获得者FritzPregl 研发第一代微量分析仪。一九六0年就有人尝试气相色谱法用于元素分析,并获得了初步成功。接着就出现基于色谱法的元素分析仪器商品。1970年,Childs等比较了测定碳氢氮的四种分析方法:Pregl、Dumas、Perkin-Elmer、Hewlett-Packard分析仪，数据指出：经典的分析方法虽然较慢,但给出最可靠的分析结果。测定碳氢的经典的普莱格尔(Prag)法已有近七十年的历史，但由于近十几年来争相改进完全改变了二十世纪初期元素分析的落后面貌。微量化、自动化、计算机数据处理以及多元素联合测定的仪器组成了近代有机元素分析的新特点。一.引言现代有机元素分析仪（OEA）2二二.方法原理方法原理二.方法原理3有机元素定量计算中的校正因子和含量计算lti-标样中i元素的含量lWs-标样重量（mg）lAsi-标样中i元素的色谱峰面积lAo-i元素空白实验的峰面积l有机元素的含量Ci为：W-样品量（mg）Ai-样品中i元素的峰面积有机元素定量计算中的校正因子和含量计算ti-标样中i元素的含4 样品中的氧元素的测定是使O2在1150时用碳黑将O转化为CO;样品中的碳、氢、氮、硫元素，经催化氧化后，分别转化成二氧化碳、水蒸气、氮氧化物、硫氧化物的形式。反应生成的混合气体由氦气作为载气带入装有还原铜的还原管，氮的氧化物经过还原铜而全部转化为N2并直接进入TCD。而CO、CO2、H2O、SO2分别被不同的动态分离装置吸附。当N2的TCD信号回到基线后，其它气体将按照程序依次被加热解吸出来并自动测定。每一种气体的解吸、检测都是在前一种被测气体TCD信号回到基线后进行，所以被分离气体信号没有重叠。根据内存中标准样品的校正曲线自动转化为待测样品中碳、氢、氮、硫元素的质量百分含量或原子质量比。样品中的氧元素的测定是使O2在1150时5元素分析部分讲解课件6元素分析部分讲解课件7 元素分析仪用于固体和液体样品中元素分析仪用于固体和液体样品中C C、H H、N N、S S、O O等元素微量到半常量的测定。等元素微量到半常量的测定。如测定植物和动物组织如测定植物和动物组织,矿物、食品原料矿物、食品原料,矿石中碳酸盐的含量矿石中碳酸盐的含量,玻璃和金属合金熔玻璃和金属合金熔融时释出的气体等。特别是冶金中要测定融时释出的气体等。特别是冶金中要测定金属释出的痕量气体。金属释出的痕量气体。三.仪器用途元素分析仪用于固体和液体样品中C、H、N、S、8元素分析仪应用元素分析仪应用元素分析仪应用元素分析仪应用石油石油土壤土壤地质地质农产农产材料材料环污环污堆肥堆肥燃煤炭燃煤炭化工化工药物药物元素分析仪应用石油土壤地质农产材料环污堆肥燃煤炭化工药物9四四.应用举例应用举例1 1碳氢氮硫的定量测定碳氢氮硫的定量测定 四.应用举例1碳氢氮硫的定量测定10元素分析部分讲解课件112 2氧的定量测定氧的定量测定对氧元素的分析需单独安装管路，用C将O转化成CO,然后进行检测。下例是某污水处理厂二沉池排出的剩余污泥用CHNS和O模式进行碳、氮、硫、氢和氧元素的分析。图3是氧吸收管的填充方式，表3是不同取样时段检测的氧含量。注：图3为VarioELCUBE仪测定氧的吸收管，1棉花20mm;2.干燥剂NaOH115mm;3.石英棉10mm4.干燥剂P2O5115mm5.气体入口。取样时间氧含量2008.9.41.5182008.9.71.5752008.9.111.6352008.9.151.7512008.9.181.648注：表3中O的单位为mol100g-1，称量标准试剂氨基苯磺酸和苯甲酸在23mg，剩余污泥56mg。2氧的定量测定注：图3为VarioELCUBE仪测定氧12元素分析部分讲解课件13五五.结果分析结果分析五.结果分析14元素分析仪测定样品碳氢氮含量的不确定度评定l用元素分析仪法测定样品元素含量的过程中，测量不确定度的来源主要为：l(1)元素分析仪测量重复性带来的不确定度；l(2)标准物质乙酰苯胺带来的不确定度；l(3)样品不均匀性带来的不确定度；l(4)称量过程带来的不确定度。元素分析仪测定样品碳氢氮含量的不确定度评定用元素分析仪法测15测定样品元素含量的合成标准不确定度采用元素分析仪法测定样品的C，H，N元素含量，测定样品的C，H，N元素含量的不确定度小于05。测定样品元素含量的合成标准不确定度16有机元素分析样品的预处理l1.样品的低温烘干、解冻或者冷冻干燥；l2.称取一定量样品于坩埚等器皿中；l3.用适量浓度和体积的反应酸淋洗样品；l4.反应过程适量搅拌或者在加热板上低温加热，以促进反应完全；l5.用去离子水多次反复漂洗至中性；l6.在低温下加热烘干，用玛瑙研钵将样品磨细至150-200目以下，干燥保存。有机元素分析样品的预处理1.样品的低温烘干、解冻或者冷冻干燥171.样品应不含吸附水分均匀固体微粒或液体。2.挥发性样品用低熔点合金容器密封称量。3.腐蚀性液体用低熔点玻璃毛细管密封称量，氧化时应有防爆措施。4.禁止分析酸、碱性溶液、溶剂、爆炸物等烈性化学品。5.含氟、磷酸盐或含重金属的样品可能会对分析结果或仪器零件的寿命产生影响，也不宜进行分析。对样品的要求1.样品应不含吸附水分均匀固体微粒或液体。对样品的要求18对试剂和气体的要求1.所需要的试剂为优级纯、分析纯或经蒸馏制备。2.标准物质 苯甲酸；乙酰苯胺；环己酮-2，4-二硝基苯腙；对氨基苯磺酸等 有机元素分析标准 3.载气(氦或氩气)纯度99.99102，水分106 g/L。4.氧气 纯度99.99102，水分106 g/L。对试剂和气体的要求19德国VarioELCUBE德国VarioELCUBE20元素分析主要技术指标l1C、H、N、S模式，用磺胺酸(2mg)作参照，abs.0.1%;lC：0.00440mg；H：0.0013mg；N：0.00115mg；S：0.0056mg；l2O模式，用苯甲酸(2mg)作参照，abs.0.2%;lO：0.0052mg;l3MX5电子天平：可读性0.001mg;最大称样量5100mg。元素分析主要技术指标1C、H、N、S模式，用磺胺酸(2mg211.样品应为不含水分的均匀固体微粒或液体。2.挥发性样品用低熔点合金容器密封称量。3.腐蚀性液体用低熔点玻璃毛细管密封称量，氧化时应有防爆措施。4.禁止分析酸、碱性溶液、溶剂、爆炸物等烈性化学品。5.含氟、磷酸盐或含重金属的样品可能会对分析结果或仪器零件的寿命产生影响，也不宜进行分析。有机元素分析对样品的要求1.样品应为不含水分的均匀固体微粒或液体。有机元素分析对样22有机元素分析对试剂和气体的要求1.所需要的试剂为优级纯、分析纯或经蒸馏制备。2.氧气 纯度99.99102，水分106 g/L。3.载气(氦或氩气)纯度99.99102，水分106 g/L。4.标准物质 苯甲酸；乙酰苯胺；环己酮-2，4-二硝基苯腙；对氨基苯磺酸等有机元素分析标准有机元素分析对试剂和气体的要求23