分析化學(xué)第二章分析試樣的采取和預(yù)處理

1、分分 析析 化化 學(xué)學(xué)湛江師范學(xué)院化學(xué)科學(xué)湛江師范學(xué)院化學(xué)科學(xué) 與技術(shù)學(xué)院與技術(shù)學(xué)院 杜建中杜建中 第二章 分析試樣的采取和預(yù)處理第一節(jié)第一節(jié)分析試樣的采取和制備分析試樣的采取和制備 一、采取試樣的基本原則一、采取試樣的基本原則二、二、固體試樣的采取固體試樣的采取三、三、液體試樣的采取和保存液體試樣的采取和保存四、氣體試樣的采取四、氣體試樣的采取 一、采取試樣的基本原則一、采取試樣的基本原則 1.基本步驟基本步驟 收集粗樣收集粗樣(原始試樣原始試樣)； 將每份粗樣混合或粉碎、縮分，減少至將每份粗樣混合或粉碎、縮分，減少至 適合分析所需的數(shù)量；適合分析所需的數(shù)量； 制成符合分析用的試樣。制成符合

2、分析用的試樣。 2.基本原則基本原則 采樣前對現(xiàn)場進(jìn)行勘察并收集有關(guān)資料，采樣前對現(xiàn)場進(jìn)行勘察并收集有關(guān)資料，了解采樣對象及其周邊環(huán)境等。了解采樣對象及其周邊環(huán)境等。 采取的試樣必須具有代表性，（試樣的組采取的試樣必須具有代表性，（試樣的組成必須能夠代表物料的平均組成）。成必須能夠代表物料的平均組成）。 根據(jù)試樣的性質(zhì)及分析測定的要求確定采根據(jù)試樣的性質(zhì)及分析測定的要求確定采樣量。樣量。 采用合理的方式保存試樣。采用合理的方式保存試樣。 二、固體試樣的采取二、固體試樣的采取 （一）礦石試樣（一）礦石試樣 1.采采樣點(diǎn)的布設(shè)樣點(diǎn)的布設(shè) 根據(jù)物料的堆放情況和質(zhì)量的多少，從不同部根據(jù)物料的堆放情況和

3、質(zhì)量的多少，從不同部位和深度合理選擇取樣點(diǎn)。位和深度合理選擇取樣點(diǎn)。汽車車廂汽車車廂 火車車廂火車車廂 （30噸噸） 2.固體試樣濕存水的除去固體試樣濕存水的除去 將試樣在將試樣在100105烘干，受熱易分解的試樣烘干，受熱易分解的試樣可采取風(fēng)干或真空干燥等方法處理?？刹扇★L(fēng)干或真空干燥等方法處理。 干燥時間根據(jù)試樣的性質(zhì)決定。干燥時間根據(jù)試樣的性質(zhì)決定。火車車廂（火車車廂（30噸）噸） 礦石堆（礦石堆（30100噸）噸） 每份取樣量為每份取樣量為8002000g 。 3.固體試樣的制備固體試樣的制備 采集的試樣需經(jīng)過破碎、過篩、混勻和縮分，采集的試樣需經(jīng)過破碎、過篩、混勻和縮分，為保證試樣的

4、代表性，應(yīng)使采集的試樣全部通過標(biāo)為保證試樣的代表性，應(yīng)使采集的試樣全部通過標(biāo)準(zhǔn)篩，不得將粗顆粒試樣隨意棄去。準(zhǔn)篩，不得將粗顆粒試樣隨意棄去。 通過四分法進(jìn)行縮分通過四分法進(jìn)行縮分 。每次縮分按下式進(jìn)行每次縮分按下式進(jìn)行 m = Kda 或或 m = Kd2 m為縮分出試樣的最小質(zhì)量（為縮分出試樣的最小質(zhì)量（kg），），d為試樣為試樣中最大顆粒的直徑（中最大顆粒的直徑（mm），），a和和K為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。 地質(zhì)部門規(guī)定地質(zhì)部門規(guī)定a值為值為2。 （二）土壤試樣（二）土壤試樣 樣品特點(diǎn)：樣品特點(diǎn)：土壤組成具有不均勻性，影響因素土壤組成具有不均勻性，影響因素復(fù)雜。復(fù)雜。 1.采樣點(diǎn)的布設(shè)：采

5、樣點(diǎn)的布設(shè)：根據(jù)地形地貌及采樣地塊面根據(jù)地形地貌及采樣地塊面積決定，地形地貌復(fù)雜、面積大多布點(diǎn)。積決定，地形地貌復(fù)雜、面積大多布點(diǎn)。 2.采樣時間：采樣時間：秋冬季至早春采樣較好；了解土秋冬季至早春采樣較好；了解土壤污染情況可隨時采樣。壤污染情況可隨時采樣。 3.采樣深度：采樣深度：根系較淺，可采集根系較淺，可采集020cm深的深的土土壤，根系分布較深采集壤，根系分布較深采集060cm深的土壤。深的土壤。 4.采樣量：采樣量：一般要求一般要求1kg左右。左右。 5.保存：保存：測定不穩(wěn)定組分需要新鮮土壤，測定測定不穩(wěn)定組分需要新鮮土壤，測定其他組分需將土壤風(fēng)干。其他組分需將土壤風(fēng)干。 土壤組分

6、應(yīng)保存在玻璃及聚乙烯塑料容器中，土壤組分應(yīng)保存在玻璃及聚乙烯塑料容器中，避免日光、潮濕、高溫及酸堿氣體的影響。避免日光、潮濕、高溫及酸堿氣體的影響。 ( (三三) )粉狀或松散物料試樣粉狀或松散物料試樣 鹽類、化肥、農(nóng)藥等組成較均勻的試樣，用適鹽類、化肥、農(nóng)藥等組成較均勻的試樣，用適當(dāng)?shù)娜悠?，在不同部位采取少量試樣混合后作為?dāng)?shù)娜悠?，在不同部位采取少量試樣混合后作為分析試樣。分析試樣?( (二二) )金屬或金屬制品金屬或金屬制品 片狀或絲狀試樣：片狀或絲狀試樣：剪取一部分用于測定；剪取一部分用于測定；鑄鑄鐵或鋼錠：鐵或鋼錠：先將表面清理，用鋼鉆在不同位置、先將表面清理，用鋼鉆在不同位置、

7、不同深度鉆取碎屑混合均勻，作為分析試樣。不同深度鉆取碎屑混合均勻，作為分析試樣。白白口鐵、硅鋼等極硬試樣口鐵、硅鋼等極硬試樣：用鋼錘砸碎后，在鋼缽：用鋼錘砸碎后，在鋼缽內(nèi)搗碎，取一部分作分析試樣。內(nèi)搗碎，取一部分作分析試樣。 三、液體試樣的采取和保存三、液體試樣的采取和保存 1.采樣點(diǎn)的設(shè)置采樣點(diǎn)的設(shè)置 裝在大容器中液體，分別從上、中、下分別采裝在大容器中液體，分別從上、中、下分別采集試樣進(jìn)行分析，可知相應(yīng)部位的物料組成；也可集試樣進(jìn)行分析，可知相應(yīng)部位的物料組成；也可將其混合均勻后進(jìn)行分析，可知物料的平均組成。將其混合均勻后進(jìn)行分析，可知物料的平均組成。 裝在小容器中液體，隨機(jī)選取若干子樣混

8、合均裝在小容器中液體，隨機(jī)選取若干子樣混合均勻作為分析試樣。勻作為分析試樣。 其他江河、湖海、水庫等取樣方法見其他江河、湖海、水庫等取樣方法見p1415。2.采樣設(shè)備采樣設(shè)備 3.水樣的保存水樣的保存 目的：目的：減緩水樣的生物化學(xué)作用減緩水樣的生物化學(xué)作用；減少組減少組分的揮發(fā)損失分的揮發(fā)損失；減緩被測組分的水解及氧化還原減緩被測組分的水解及氧化還原作用作用；避免沉淀或結(jié)晶析出導(dǎo)致的組分變化。避免沉淀或結(jié)晶析出導(dǎo)致的組分變化。 （1）貯存水樣的容器）貯存水樣的容器 測定金屬和無機(jī)物的水樣測定金屬和無機(jī)物的水樣 聚乙烯容器；聚乙烯容器； 測定有機(jī)物和生物組分的水樣測定有機(jī)物和生物組分的水樣 玻

9、璃容器；玻璃容器； 特殊測定項(xiàng)目的水樣特殊測定項(xiàng)目的水樣 石英或聚四氟乙烯容器石英或聚四氟乙烯容器; 見光后可能發(fā)生反應(yīng)的水樣見光后可能發(fā)生反應(yīng)的水樣 棕色容器。棕色容器。 2.水樣貯存的時間水樣貯存的時間 清潔的水樣存放時間清潔的水樣存放時間72小時小時 輕度污染的水樣存放時間輕度污染的水樣存放時間48小時小時 嚴(yán)重污染的水樣存放時間嚴(yán)重污染的水樣存放時間12小時小時 3.水樣的保存方法水樣的保存方法 措施：措施：控制控制pH值、加入化學(xué)試劑、控制溫度值、加入化學(xué)試劑、控制溫度（冷藏或冷凍）。（冷藏或冷凍）。 目的：目的：抑制微生物活動，減少物理揮發(fā)和化學(xué)抑制微生物活動，減少物理揮發(fā)和化學(xué)反

10、應(yīng)速率，防止金屬離子水解、沉淀、被吸附等。反應(yīng)速率，防止金屬離子水解、沉淀、被吸附等。 四、氣體試樣的采取四、氣體試樣的采取 1.采樣點(diǎn)的分布原則采樣點(diǎn)的分布原則 （1）采樣點(diǎn)應(yīng)在監(jiān)測區(qū)具有不同污染物濃度的）采樣點(diǎn)應(yīng)在監(jiān)測區(qū)具有不同污染物濃度的地方。地方。 （2）入口、工業(yè)、交通密集地區(qū)多布點(diǎn)，反之）入口、工業(yè)、交通密集地區(qū)多布點(diǎn)，反之少布點(diǎn)。少布點(diǎn)。 （3）采樣點(diǎn)選擇在開闊地帶，并注意風(fēng)向。）采樣點(diǎn)選擇在開闊地帶，并注意風(fēng)向。 （4）研究大氣污染對人體的影響，采樣口高度）研究大氣污染對人體的影響，采樣口高度一般離地一般離地1.5m左右。左右。 2.采樣方法采樣方法 （1）直接采樣法：）直接采

11、樣法：氣體中待測物濃度較高，或氣體中待測物濃度較高，或所有檢測方法靈敏度較高，用少量氣體樣品就可以所有檢測方法靈敏度較高，用少量氣體樣品就可以滿足測定要求。滿足測定要求。 采樣時間較短采樣時間較短 （2）濃縮采樣法：）濃縮采樣法：氣體中待測物濃度較低，或氣體中待測物濃度較低，或所有檢測方法靈敏度不高，需對待測物進(jìn)行富集。所有檢測方法靈敏度不高，需對待測物進(jìn)行富集。（溶液吸收法、固體阻留法、低溫冷凝法（溶液吸收法、固體阻留法、低溫冷凝法見p16） 采樣時間較長采樣時間較長第二章 分析試樣的采取和預(yù)處理第二節(jié)第二節(jié)分析試樣的預(yù)處理分析試樣的預(yù)處理一、無機(jī)試樣的預(yù)處理一、無機(jī)試樣的預(yù)處理二、二、有機(jī)

12、試樣的預(yù)處理有機(jī)試樣的預(yù)處理三、生物試樣的預(yù)處理三、生物試樣的預(yù)處理 一、無機(jī)試樣的分解一、無機(jī)試樣的分解 ( (一一) )溶解法溶解法 1.水溶法水溶法 用于可溶性的無機(jī)鹽的溶解。用于可溶性的無機(jī)鹽的溶解。 2.酸溶法酸溶法 鹽酸鹽酸 用于溶解除銀、鉛等少數(shù)金屬外的其用于溶解除銀、鉛等少數(shù)金屬外的其它金屬；它金屬； 硝酸硝酸 濃硝酸可溶解除鐵、鋁等被鈍化的其濃硝酸可溶解除鐵、鋁等被鈍化的其它金屬它金屬 ； 王水王水 幾乎可溶解所有的試樣；幾乎可溶解所有的試樣； 硫酸硫酸 熱的濃硫酸具有強(qiáng)氧化性和脫水性，熱的濃硫酸具有強(qiáng)氧化性和脫水性，可用于分解鐵、鈷、鎳等金屬和有機(jī)試樣；可用于分解鐵、鈷、鎳

13、等金屬和有機(jī)試樣； 高氯酸高氯酸 濃的高氯酸可迅濃的高氯酸可迅速溶解鋼和各種鋁速溶解鋼和各種鋁合金；合金； 磷酸磷酸 磷酸根具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，可溶解磷酸根具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，可溶解很多其它酸不溶的礦石；很多其它酸不溶的礦石； 氫氟酸氫氟酸 F-具有強(qiáng)的絡(luò)合能力，常與硫酸、具有強(qiáng)的絡(luò)合能力，常與硫酸、硝酸等混合使用，分解硅、鎢、鈮等試樣。硝酸等混合使用，分解硅、鎢、鈮等試樣。 3.堿溶法堿溶法 利用利用NaOH、KOH溶解兩性金屬及溶解兩性金屬及其合金、氧化物、氫氧化物。其合金、氧化物、氫氧化物。 (二二)熔融法熔融法 利用試樣與固體熔劑混合，高溫加熱，試樣利用試樣與固體熔劑混合，高溫加熱，試

14、樣與熔劑發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，試樣的全部組分轉(zhuǎn)化為與熔劑發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，試樣的全部組分轉(zhuǎn)化為易溶于水或酸的化合物。易溶于水或酸的化合物。 1.酸熔法酸熔法 用于堿性試樣的分解，常用的熔劑用于堿性試樣的分解，常用的熔劑有焦硫酸鉀、硫酸氫鉀。有焦硫酸鉀、硫酸氫鉀。 2.堿熔法堿熔法 用于酸性試樣的分解。用于酸性試樣的分解。 Na2CO3和和K2CO3 混合物混合物(1 1) 適用于分適用于分解鋁含量高的硅酸鹽。解鋁含量高的硅酸鹽。 Na2CO3 和和S 用于分解含砷、銻、錫的礦用于分解含砷、銻、錫的礦石。石。 Na2O2 可分解許多難溶性物質(zhì)?？煞纸庠S多難溶性物質(zhì)。 NaOH和和KOH 分解鋁土礦、硅酸

15、鹽等。分解鋁土礦、硅酸鹽等。 ( (三三) )燒結(jié)法燒結(jié)法 又稱半熔法，將試樣與熔劑混合，小心加熱又稱半熔法，將試樣與熔劑混合，小心加熱至熔結(jié)。此溫度低于熔點(diǎn)，讓試樣與固體溶劑發(fā)至熔結(jié)。此溫度低于熔點(diǎn)，讓試樣與固體溶劑發(fā)生反應(yīng)。生反應(yīng)。 【注意【注意】 溶解法分解試樣較簡單、快速，得溶解法分解試樣較簡單、快速，得到試液較純凈。熔融法分解試樣不僅麻煩，而且到試液較純凈。熔融法分解試樣不僅麻煩，而且易引入雜質(zhì)。易引入雜質(zhì)。 二、有機(jī)試樣的分解二、有機(jī)試樣的分解 (一一)干式灰化法干式灰化法 將試樣置于馬弗爐中加高溫，在氧氣作用下將試樣置于馬弗爐中加高溫，在氧氣作用下使之分解，加少量酸浸取燃燒后的無

16、機(jī)殘余物。使之分解，加少量酸浸取燃燒后的無機(jī)殘余物。 1.氧瓶燃燒法氧瓶燃燒法 在充滿氧氣的密閉瓶內(nèi)，用電火花引燃有機(jī)在充滿氧氣的密閉瓶內(nèi)，用電火花引燃有機(jī)物，瓶內(nèi)可盛適當(dāng)?shù)奈談┮晕杖紵a(chǎn)物。然物，瓶內(nèi)可盛適當(dāng)?shù)奈談┮晕杖紵a(chǎn)物。然后用適當(dāng)方法測定。后用適當(dāng)方法測定。 2.定溫灰化法定溫灰化法 將試樣置于坩堝內(nèi)，在空氣中加熱炭將試樣置于坩堝內(nèi)，在空氣中加熱炭化，然后至于馬弗爐內(nèi)，在一定溫度范圍化，然后至于馬弗爐內(nèi)，在一定溫度范圍使其灰化。殘?jiān)煤线m溶劑溶解后，用合使其灰化。殘?jiān)煤线m溶劑溶解后，用合適方法進(jìn)行測定。適方法進(jìn)行測定。 3.低溫灰化法低溫灰化法 利用射頻放電來產(chǎn)生活性氧游離

17、基，能在利用射頻放電來產(chǎn)生活性氧游離基，能在低溫下破壞有機(jī)物質(zhì)。該方法可最大限度減少低溫下破壞有機(jī)物質(zhì)。該方法可最大限度減少揮發(fā)損失。揮發(fā)損失。 【優(yōu)點(diǎn)【優(yōu)點(diǎn)】方法簡單、避免由外界引入雜質(zhì)。方法簡單、避免由外界引入雜質(zhì)。 【缺點(diǎn)【缺點(diǎn)】少數(shù)元素?fù)]發(fā)或器壁粘附元素造成少數(shù)元素?fù)]發(fā)或器壁粘附元素造成損失。損失。 ( (二二) )濕式消化法濕式消化法 用硫酸和硝酸的混合物與試樣一起置于克用硫酸和硝酸的混合物與試樣一起置于克氏燒瓶內(nèi)，在一定溫度下進(jìn)行煮沸，硝酸能破氏燒瓶內(nèi)，在一定溫度下進(jìn)行煮沸，硝酸能破環(huán)大部分有機(jī)物，煮沸時硝酸逐漸分解揮發(fā)，環(huán)大部分有機(jī)物，煮沸時硝酸逐漸分解揮發(fā)，最后剩余硫酸，繼續(xù)加

18、熱使產(chǎn)生最后剩余硫酸，繼續(xù)加熱使產(chǎn)生SO3白煙在燒白煙在燒瓶種回流，直到溶液變成透明為止。瓶種回流，直到溶液變成透明為止。 【注意【注意】用用3 1 1的硝酸、高氯酸和硫的硝酸、高氯酸和硫酸的混合溶液進(jìn)行消化效果更好。但高氯酸酸的混合溶液進(jìn)行消化效果更好。但高氯酸的使用需格外小心。的使用需格外小心。 【優(yōu)點(diǎn)【優(yōu)點(diǎn)】分解速度快。分解速度快。 【缺點(diǎn)【缺點(diǎn)】易引入雜質(zhì)。易引入雜質(zhì)。 三、生物試樣的預(yù)處理三、生物試樣的預(yù)處理 （一）生物組織細(xì)胞的破碎方法一）生物組織細(xì)胞的破碎方法 1.機(jī)械法機(jī)械法 通過機(jī)械運(yùn)動產(chǎn)生的剪切力的作用使組織細(xì)胞通過機(jī)械運(yùn)動產(chǎn)生的剪切力的作用使組織細(xì)胞破碎。破碎。 （1）組

19、織搗碎法）組織搗碎法 原理：原理：利用搗碎機(jī)高速旋轉(zhuǎn)將細(xì)胞組織搗碎。利用搗碎機(jī)高速旋轉(zhuǎn)將細(xì)胞組織搗碎。 適用范圍：適用范圍：動物的內(nèi)臟、植物的葉芽組織細(xì)胞動物的內(nèi)臟、植物的葉芽組織細(xì)胞的破碎，也可用于微生物、細(xì)菌細(xì)胞的破碎。的破碎，也可用于微生物、細(xì)菌細(xì)胞的破碎。 較劇烈的破碎細(xì)胞的方法。較劇烈的破碎細(xì)胞的方法。 （2）研磨法）研磨法 原理：原理：利用研磨時產(chǎn)生的力使組織細(xì)胞破碎。利用研磨時產(chǎn)生的力使組織細(xì)胞破碎。 適用范圍：適用范圍：實(shí)驗(yàn)室使用，常用于微生物、植物實(shí)驗(yàn)室使用，常用于微生物、植物組織細(xì)胞的破碎。組織細(xì)胞的破碎。 必要時可加入石英砂、氧化鋁等助磨劑。必要時可加入石英砂、氧化鋁等助

20、磨劑。 2.物理法物理法 （1）反復(fù)凍融法）反復(fù)凍融法 （2）急熱驟冷法）急熱驟冷法 （3）超聲波破碎法：）超聲波破碎法：借助超聲波的振動力破借助超聲波的振動力破碎細(xì)胞。碎細(xì)胞。 3.化學(xué)破碎法化學(xué)破碎法 原理：原理：通過化學(xué)試劑對細(xì)胞膜的作用，使細(xì)通過化學(xué)試劑對細(xì)胞膜的作用，使細(xì)胞破碎。胞破碎。 為防止蛋白質(zhì)變性失活為防止蛋白質(zhì)變性失活 低溫下進(jìn)行。低溫下進(jìn)行。 4.酶解破碎法酶解破碎法 原理：原理：利用酶的作用將細(xì)胞壁分解，使細(xì)胞利用酶的作用將細(xì)胞壁分解，使細(xì)胞內(nèi)含物釋放出來。內(nèi)含物釋放出來。 （1）無機(jī)鹽沉淀蛋白質(zhì)可逆（蛋白質(zhì)保留活性）。）無機(jī)鹽沉淀蛋白質(zhì)可逆（蛋白質(zhì)保留活性）。 （2）有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)不可逆（失活）。）有機(jī)溶劑沉淀蛋白質(zhì)不可逆（失活）。 沉淀后的溶液置于離心管中，通過高速離心沉淀后的溶液置于離心管中，通過高速離心后