第三章 化验分析的一般知识及基本操作

发布时间:   来源:文档文库   
字号:
化验分析的一般知识及基本操作

物质的一般分析步骤,通常包括采样、称样、试样分解、分析方法的选择、干扰杂质的分离、分析测定和结果计算等几个环节。本章只介绍试样的采取和制备、试样的分解、重量分析基本操作和滴定分析基本操作。一、了解试样的采取方法、采样的一些基本原则;二、知道试样分解的一般要求和方法;三、重点掌握重量分析和滴定分析的基本操作。
第一节试样的采取和制备、试样的分解一、采样的重要性
采样必须具有代表性,分析结果才能代表全部物料的平均组成。二、采样的方法
(一)组成比较均匀的试样的采取和制备
1、金属试样均匀钢片不均匀铸铁和钢锭
2、水样:由于水的性质不同,采集方法也不同供一般确定物理性质与化学成分分析用的水样有2L即可。当水样中含多量油类或其他有机物时,以玻璃瓶为宜;当测定微量金属离子时,采用塑料瓶较好,塑料瓶吸附性较小。测定SiO2必须用塑料瓶取样。测定特殊项目的水样,可另用取样瓶取样,必要时需加药品保存。采样瓶要干净,采样前应用水样冲洗样瓶至少3次,采样时要留有空隙,以防水温改变时瓶塞被挤掉。
3、化工产品:组成比较均匀的化工产品可以任意取一部分为分析试样。
储存大容器:可能因相对密度不同而影响其均匀程度,可再上、中、下不同高度处各取部分试样,然后混均;
1

小容器:则从总件数(N)中按下式随机抽取数件(S:S=
N2

然后再从各件中采取部分试样,混均即成分样试样。
4、气体试样:分静态气体和动态气体,其取样方法和装置都有所不同。
采取静态气体试样时,与气体的容器上装一个取样管,用橡皮管与吸气瓶或吸气管等盛气体的容器连接,或直接与气体分析仪相连。也可将气体试样取于球胆内。
采取动态气体试样,在管道中取样,为了取得平均气样,取样管应插入管道1/3直径深度,取样管口切成斜面,面对气流方向。如果气体温度过高,取样管外应装上夹套,通入冷水冷却。如果气体中有较多尘粒,可在取样管中放一支装有玻璃棉的过滤筒。对常压气体,一般打开取样管旋塞即可取样。如果气体压力过高,应在取样管与容器间接一个缓冲器。如果是负压气体,可连接抽气泵,通过抽气泵取样。测定气体中微量组分时,一般需采用较大量试样,这时采样装置要由取样管、吸收瓶、流量计和抽气泵组成。在不断抽气的同时,欲测组分被吸收或吸附在吸收瓶内的吸收剂中,流量计可记录所采用试样的体积。

(二)组成很不均匀的试样的采取和制备
对一些颗粒大小不均匀,成分混杂不齐,组成极不均匀的试样,如矿石、煤炭、土壤等,选取具有代表性的均匀试样是一项较为复杂的操作。为了使采取的试样具有代表性,必须按一定的程序,自物料的各个不同部位,取出一定数量大小不同的颗粒。取出的份数越多,试样的组成与被分析物料的平均组成越接近。但考虑以后在试样处理上所花费的人力、物力等,应该以选用能达到预期准确度的最节约的采样量为原则。
根据经验,平均试样选取量与试样的均匀度、粒度、易破碎度有关,可用下式(称为采样公式)表示之:Q=Kdª

2

式中Q为采取平均试样的最小质量,单位为kg;d为试样中最大颗粒的直径,单位为mm;Ka为经验常数,由物料的均匀程度和易破碎程度等决定,可由实验求得。
K值在0.05~1之间,a值通常为1.8~2.5。地质部门将a
2
值规定为2,则上式为Q=Kd例在书上。91
制备试样一般可分为破碎,过筛,混均,缩分4个步骤。破碎分粗碎、中碎和细碎。缩分方法见92页图常用的手工缩分方法是四分法。
第二节试样的分解
一、分解试样的一般要求
分析工作对试样的分解一般要求三点:
1、试样应分解完全;
2、试样分解过程中待测成分不应有挥发损失;3、分解过程中不应引入被测组分和干扰物质。一、分解试样的方法
常用的分解方法大致可分为溶解和熔融两种:
溶解就是将试样溶解于水、酸、碱或其它溶剂中;熔融就是将试样与固体熔剂混合,在高温下加热,使欲测组分转变为可溶于水或酸的化合物。另外,测定有机物中的无机元素时,首先要除去有机物。
(一)溶解1、酸溶法
酸溶法是利用酸的酸性、氧化还原性和配合性使试样中被测组分转入溶液。钢铁、合金、有色金属、纯金属、碳酸盐类矿物、部分硫化物、氧化物和磷酸盐类矿物,可采用此法。常用作溶剂的酸有盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、高氯酸、氢氟酸,以及他们的混合酸等。各种酸的溶解性见书95注意h2so4与水混合时,放出大量的热,故在配制稀硫酸时必须将浓硫酸徐徐加入水中,并随加搅拌以散热。切不可相反进行,否则由于放出大量热,水即迅速蒸发致使溶液飞溅。2、碱溶法
3

一般用20%~30%NaOH溶液作溶剂,主要溶解金属铝及铝、锌等有色合金。2Al+2NaOH+2H2O==2NaAlO2+3H2
(二)熔融
熔融分解是利用酸性或碱性熔剂与试样混合,在高温下进行复分解反应,将试样中的全部组分转化为易溶于水或酸的化合物(如钠盐、钾盐、硫酸盐及氯化物等)。熔融法分酸熔法或碱熔法两种。1、酸熔法
常用的酸性熔剂有焦硫酸钾(K2S2O7熔点419℃)和硫酸氢钾(KHSO4熔点219℃)。硫酸氢钾灼烧后失去水分,亦生成焦硫酸钾,
2KHSO4==K2S2O7+H2O
所以,两者的作用是相同的。熔融后,将熔块冷却,加少量酸后用水浸出,以免某些易水解元素发生水解而产生沉淀。
2、碱熔法
酸性试样如酸性氧化物(硅酸盐、粘土)、酸性炉渣、酸不溶残渣等、均可采用碱熔法。常用的碱性熔剂有
Na2CO3(熔点853K2CO3(熔点903NaOH(熔点318KOH(熔点404,Na2O2(熔点460,和它们的混合熔剂。见书102页。
3坩埚材料的选择见书表3-2104页)
(三)有机化合物的分解
有些样品,如饲料,其矿物元素常以结合形式存在于有机化合物中,测定这些元素,首先要将有机化合物破坏,让无机元素游离出来。破坏有机化合物有下列一些方法。
1、定温灰化法
定温灰化是将有机试样置坩埚中,在电炉上炭化,然后移入高温炉中500~550℃灰化2~4h,将灰白色残渣冷却后,(1+1HCLHNO3溶解,进行测定。此法适用于测定有机化合物中含的铜、铅、锌、铁、钙、镁等。2、氧瓶燃烧法
4

3、湿法分解二、微波加热技术在化验工作中的应用
原理:微波加热技术应用在化验工作中,国际上始于80年代,其原理是在2450Hz微波电磁场作用下,产生每秒24.5亿次的超高频率震荡,使样品与溶(熔)剂混合物分子间相互碰撞、摩擦、挤压,重新排列组合,因而产生高热,促使固体样品表层快速破裂,产生新的表面与溶剂作用,使样品在数分钟内分解完全。
废水中COD的测定(微波消解测定环境水样中的化学需氧量)
第三节重量分析基本操作
重量分析法是根据反应生成物的质量来确定欲测定组分含量的定量分析方法。为完成此任务最常用的方式是将测定的组分沉淀为一种有一定组成的难溶性化合物然后经过一系列操作步骤来完成测定。
重量分析的基本操作包括样品溶解、沉淀、过滤、洗涤、干燥和灼烧等步骤,分别介绍如下。一、溶解样品二、沉淀:重量分析对沉淀的要求是尽可能地完全和纯
净,为了达到这个要求,应该按照沉淀的不同类型选择不同的沉淀条件,如沉淀时溶液的体积、温度,加入沉淀剂的浓度、数量、加入速度、搅拌速度、放置时间等等。一般进行沉淀操作时,108三、过滤和洗涤
(一)用滤纸过滤
1滤纸的选择:滤纸分定性滤纸和定量滤纸两种,
重量分析中常用定量滤纸(或称无灰滤纸)进行过滤。根据沉淀的性质选择合适的滤纸---快速、中速、和慢速。
2漏斗的选择:长颈漏斗15~20cm,漏斗锥体角应
60度,颈的直径要小些,一般为3~5mm,以便在颈内容易保留水柱,出口处磨成45度角,使用前应洗净。
5

3滤纸的折叠:手干净,折叠如图所示1094做水柱由于液体的重力可起抽滤作用,加快过
滤速度。
5倾泻法过滤和初步洗涤过滤和洗涤一定要一次
完成,不能间断。过滤一般分3个阶段进行,第一阶段采用倾泻法把尽可能多的清液先过滤过去,并将烧杯中的沉淀作初步洗涤,第二阶段把沉淀转移到漏斗上,第三阶段清洗烧杯和洗涤漏斗上的沉淀。见书1116沉淀的转移7洗涤
(二)用微孔玻璃坩埚(或漏斗)过滤洗涤时通常采用抽滤法。115四、干燥和灼烧
沉淀的干燥和灼烧是在一个预先灼烧至质量恒定的坩埚中进行,因此,在沉淀的干燥和灼烧前,必须预先准备好坩埚。
(一)坩埚的准备如果前后两次称量结果之差不大于
0.2mg,即可认为坩埚已达质量恒定,否则还需再灼烧,直至质量恒定为止。灼烧空坩埚的温度必须与以后灼烧沉淀的温度一致。
(二)沉淀的干燥和灼烧如图117(三)干燥器的使用方法118
第四节滴定分析基本操作
在滴定分析中,要用到3种能准确测量溶液体积的仪器,即滴定管,移液管和容量瓶。3种仪器的正确使用是滴定分析中最重要的基本操作。对这些仪器使用得准确、熟练就可以减少溶液体积的测量误差,为获得准确的分析结果创造了先决条件。下面分别介绍这些仪器的性能、规格、使用、校准和洗涤方法。一、滴定管:是准确测量放出液体体积的仪器。
6

(一)种类---按其容积不同分为常量、半微量及微量滴定管;按其构造上的不同,又可分为普通滴定管和自动滴定管等。如图120
(二)准备1、洗涤2、涂油3、试漏4、装溶液和赶气如图124洗净的滴定管其内壁应完全被水均匀地润湿而不挂水珠
(三)滴定、酸碱滴定管的操作方法如图,要求做到能:1、逐滴放出2、只放出1滴3、使溶液成悬而未滴的状态,即练习加半滴溶液的技术。
(四)读数:无色溶液和有色溶液读法
(五)注意事项1、用完滴定管后的处理2、长期不用的处理二、移液管和吸量管(统称吸管)
(一)洗涤(二)吸取溶液如图3-28(三)调节液面(四)放出溶液如图3-29(五)注意事项1、移液管与容量瓶常配合使用,因此使用前常作两者的相对体积的校准;2、为了减少测量误差,吸量管每次都应从最上面刻度为始点,往下放出所需体积,而不是放出多少体积就吸取多少体积。三、容量瓶
容量瓶常用来把某一数量的浓溶液稀释到一定体积,或将一定量的固体物质配成一定体积的溶液。通常有10、25、50、100、250、500、1000ml等各种规格。操作方法如下:
1、试漏2、洗涤3、转移见133页图3-314、稀释5、摇匀6、使用容量瓶注意事项:1、不要用容量瓶长期存放配好的溶液。配好的溶液如果需要长期存放,应该转移到干净的磨口试剂瓶中。2、容量瓶长期不用时,应该洗净,把塞子用纸垫上,以防时间久后,塞子打不开。四、容量瓶的校正
容量仪器的校正方法是:称量一定容积的水,然后根据该温度时水的密度,将水的质量换算为容积。这种方法
7

是基于在不同温度下水的密度都已经很准确地测量过。称量的结果必须对下列三点加以校正。1、水的密度随着温度的改变而改变的校正。2、对于玻璃仪器的容积由于温度改变而改变的校正。3、对于物体由于空气浮力而使质量改变的校正。(一)滴定管的校正
(二)移液管和吸量管的校正(三)容量瓶的校正1、绝对校正法2、相对校正法
8

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/ce79450dbb68a98271fefa88.html

《第三章 化验分析的一般知识及基本操作.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式