第一章试样的采取、制备和分解课件.ppt

1、 在绪论我们学过了工业分析的任务和作用，请大在绪论我们学过了工业分析的任务和作用，请大家回顾一下：家回顾一下：工业分析是分析化学在工业生产中的具体应用。工业分析是分析化学在工业生产中的具体应用。是研究物料组成的分析方法和相关理论的集合体。是研究物料组成的分析方法和相关理论的集合体。工业分析具有不同于普通教学分析实验的特点。工业分析具有不同于普通教学分析实验的特点。代表性、分解方法、除干扰、分析速度代表性、分解方法、除干扰、分析速度课程的导入课程的导入工业分析是工业生产的眼睛，可以指导和促工业分析是工业生产的眼睛，可以指导和促进生产。进生产。10/19/2022第二章第二章 试样的采取、制备和分

2、解试样的采取、制备和分解 2.1 概概 述述 工业分析的任务是从大批物料工业分析的任务是从大批物料(工业生产中的原料、辅助工业生产中的原料、辅助材料、中间产品、产品、副产品及生产过程中的废物等）中材料、中间产品、产品、副产品及生产过程中的废物等）中确定某种或某些组分的平均质量分数。用于指导和促进工业确定某种或某些组分的平均质量分数。用于指导和促进工业生产，被誉为工业生产的生产，被誉为工业生产的“眼睛眼睛”，起到，起到“把关把关”的作用。的作用。工业分析测定步骤：工业分析测定步骤：1 采样采样 2 制样制样 3 分解样品分解样品 4 消除干扰消除干扰5 方法的选择方法的选择 6 结果的计算和数据

3、的评价结果的计算和数据的评价样品的采取与处理样品的采取与处理试样的制备与分解试样的制备与分解10/19/2022一、试样的采集一、试样的采集 在工业分析工作中，常需要从大批物料中或大面积的在工业分析工作中，常需要从大批物料中或大面积的矿山上采取实验室样品。实验室样品就必须有高度的代矿山上采取实验室样品。实验室样品就必须有高度的代表性表性.1 采样的基本术语采样的基本术语（1）采样单元：具有界限的一定数量的物料。）采样单元：具有界限的一定数量的物料。（2）份样（子样）：在采样单言上采集一定量（质量或）份样（子样）：在采样单言上采集一定量（质量或体积）的物料体积）的物料（3）样品：从一个采样单言中

4、取得若干个份样。）样品：从一个采样单言中取得若干个份样。（4）原始样品：合并所采集子样得到的试样）原始样品：合并所采集子样得到的试样（5）实验室样品：为送往实验室供分析检验而制备的样）实验室样品：为送往实验室供分析检验而制备的样品。品。10/19/2022 送实验室供检验或测试而制备的样品。就是送实验室供检验或测试而制备的样品。就是按科学的方法所选取的少量能代表整批物料或按科学的方法所选取的少量能代表整批物料或某一矿山地段的平均组成的样品某一矿山地段的平均组成的样品,也叫原始平均也叫原始平均试样。试样。（6）参考样品：备份样品。）参考样品：备份样品。（7）试样）试样()：由实验室样品制得的样品

5、：由实验室样品制得的样品.（8）试料）试料()：用以分析测定所称取的一定量：用以分析测定所称取的一定量的试样的试样.若试样与实验室样品两者相同，则称取实验室若试样与实验室样品两者相同，则称取实验室样品，供分析所用的试料样品，供分析所用的试料.10/19/20222.2 采样原则采样原则所采试样应具有充分的代表性。采集的试样所采试样应具有充分的代表性。采集的试样的组成能代表全部物料的平均组成。的组成能代表全部物料的平均组成。根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采根据具体测定需要，遵循代表性原则随机采样。样。根据状态：气，固，液等。根据状态：气，固，液等。根据对象：矿物岩石，环境，生物，金属与根据

6、对象：矿物岩石，环境，生物，金属与合金，食品等。合金，食品等。应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅应按照一定的原则、方法进行。这些可参阅相关的国家标准和各行业制定的标准。相关的国家标准和各行业制定的标准。2.3 采样的基本要求采样的基本要求2.3.1样品数和样品量样品数和样品量在充分保证样品代表性的前提下，采样量越小，在充分保证样品代表性的前提下，采样量越小，制样的工作量越小。但采样量太小，则不能保证样制样的工作量越小。但采样量太小，则不能保证样品具有代表性。能代表研究对象整体的样品最小量，品具有代表性。能代表研究对象整体的样品最小量，称为样品的最低可靠质量。称为样品的最低可靠质量。采样公式

7、：采样公式：QK 式中，式中，Q：最小采样量，；：最小采样量，；d：最大颗粒直：最大颗粒直径，；径，；K：与试样性质有关的选择性系数；为随样：与试样性质有关的选择性系数；为随样品类型和粒度变化而变化的一个系数；品类型和粒度变化而变化的一个系数；a 3，矿物，矿物一般取一般取2。K值是通过实验确定的，在实践中一般根值是通过实验确定的，在实践中一般根据样品的性质，按上级主管部门规定的据样品的性质，按上级主管部门规定的K值来计算值来计算采样量。采样量。有关部门通过实验确定的各种矿物有关部门通过实验确定的各种矿物K值表值表矿石种类矿石种类K值值矿石种类矿石种类K值值铁矿铁矿0.10.2脉金脉金(d0.

8、5)0.2锰矿锰矿 0.10.2脉金脉金(d0.60.81.0铬矿铬矿0.20.3镍矿镍矿(硫化物硫化物)0.20.5铅矿铅矿0.20.3镍矿镍矿(硅酸盐硅酸盐)0.10.3钨矿钨矿0.2钼矿钼矿0.10.5铝土矿铝土矿0.10.3锑矿、汞矿锑矿、汞矿0.10.2磷灰石磷灰石0.10.15铀矿铀矿0.51.0样品数：样品数：整批物料中组分平均含量区间为：整批物料中组分平均含量区间为：整批物料中组分平均含量整批物料中组分平均含量 ：为试样中组分平均含量：为试样中组分平均含量 t：与测定次数和置信度有关的统计量与测定次数和置信度有关的统计量 ：各个试样单元含量的标准偏差各个试样单元含量的标准偏差

9、n：采样单元数采样单元数可见应选取多个采样单元。可见应选取多个采样单元。tXnE X2.3.2采样记录和采样报告采样记录和采样报告记录：物料状态、物料名称、来源、编号、数记录：物料状态、物料名称、来源、编号、数量、包装情况、存放环境、采样部位、样品单元数量、包装情况、存放环境、采样部位、样品单元数和样品量、采样时间及采样人等。和样品量、采样时间及采样人等。需要时应定采样报告。需要时应定采样报告。2.3.3采样安全采样安全采样环境。采样环境。安全措施。安全措施。不能单独行动。不能单独行动。二二 固体样品的采集固体样品的采集 1 采样工具采样工具 采样探子；采样钻；气动探针和真空探采样探子；采样钻

10、；气动探针和真空探针针10/19/20222 2采集量经验计算公式采集量经验计算公式对于不均匀的物料，可采用下列试样的采集量经对于不均匀的物料，可采用下列试样的采集量经验计算公式：验计算公式：式中式中 d 实验室样品中最大颗粒的直径，实验室样品中最大颗粒的直径，采取实验室样品的最低可靠质量，采取实验室样品的最低可靠质量，k、a 经验常数，由实验室求得经验常数，由实验室求得 一般一般k值在值在0.02 1之间，样品越不均匀，之间，样品越不均匀，k值越大，物料均匀值越大，物料均匀0.1 0.3，物料不太均匀物料不太均匀0.4 0.6，物料极不均匀物料极不均匀0.7 1.0；1.8 2.5，地质部门

11、一般规定为地质部门一般规定为210/19/2022aQkdm 结结 论：论：物料的颗粒越大，则最低采样量品越多；物料的颗粒越大，则最低采样量品越多；样品越不均匀，最低采样量也越多。样品越不均匀，最低采样量也越多。因此，对块状物料，应在破碎后再采样。因此，对块状物料，应在破碎后再采样。10/19/2022例如：采集某矿石样品时，若此矿石的最大颗例如：采集某矿石样品时，若此矿石的最大颗粒直径为粒直径为20，k 值为值为0.06 /20.06 /2(20 )2 24 如果将上述矿石最大颗粒破碎至如果将上述矿石最大颗粒破碎至4 0.06 /2(4 )2 0.96 1结论：结论：样品的颗粒越大，称样量越

12、大样品的颗粒越大，称样量越大aQkdm根据：10/19/20223 采集方法采集方法随机采样；分层采样；二步采样。随机采样；分层采样；二步采样。随机采样又称概率采样，基本原理是物料总随机采样又称概率采样，基本原理是物料总体中每份被采样的概率应相等。操作时将采样对体中每份被采样的概率应相等。操作时将采样对象划分成若干部分，再应用随机数表进行采样。象划分成若干部分，再应用随机数表进行采样。方法简便易行。方法简便易行。10/19/2022也采用自动采样器，但应定时、定量地连续也采用自动采样器，但应定时、定量地连续采样。时间间隔：采样。时间间隔：T 60Q/Q：物料批量，：物料批量，t；n：份样数，个

13、；：份样数，个；G：物料流量，。：物料流量，。1.物料流中采样物料流中采样 在物料流中采样，通常采用舌形铲，一次横断在物料流中采样，通常采用舌形铲，一次横断面采取一个子样。采样应按照左、中、右进行布点面采取一个子样。采样应按照左、中、右进行布点，然后采集。在横截皮带运输机采样时，采样器必，然后采集。在横截皮带运输机采样时，采样器必须紧贴皮带，而不能悬空铲取物料。须紧贴皮带，而不能悬空铲取物料。10/19/20222.运输工具中的物料运输工具中的物料 当车皮容量为当车皮容量为30t以下时，沿斜线以下时，沿斜线方向，采用三点采样；当车皮容量为方向，采用三点采样；当车皮容量为40t或或50t时，采用

14、四点采样；当车时，采用四点采样；当车 皮皮容量为容量为50t以上时，采用五点采样。以上时，采用五点采样。三点采样三点采样四点采样四点采样10/19/20223.物料堆中采样物料堆中采样 进厂的成批物料，如果在运输过程中没有进厂的成批物料，如果在运输过程中没有取样，进厂后可在分批存放的料堆上取样。取样，进厂后可在分批存放的料堆上取样。其方法是：在料堆的周围，从地面起每隔其方法是：在料堆的周围，从地面起每隔0.5m左左右，用铁铲划一横线，然后每隔右，用铁铲划一横线，然后每隔12m划一竖线，划一竖线，间隔选取横竖线的交叉点作为取样点，如图所示。间隔选取横竖线的交叉点作为取样点，如图所示。在取样点取样

15、时，用铁铲将表面刮去在取样点取样时，用铁铲将表面刮去0.1m，深入，深入0.3m挖取一个子样的物料量，每个子样的最小质量挖取一个子样的物料量，每个子样的最小质量不小于不小于5。最后合并所采集的子样。最后合并所采集的子样。12m0.350.5m10/19/2022商品煤采样点图商品煤采样点图.30t以下 4050t 50t以上 10/19/2022三三 液态物料样品的采集液态物料样品的采集 1采样工具采样工具 采样勺；采样管；采样瓶；采用罐采样勺；采样管；采样瓶；采用罐（一）储罐器中的物料（一）储罐器中的物料 1 大型储罐中的物料大型储罐中的物料 2 小型储罐中的物料小型储罐中的物料 3 槽车中

16、的物料槽车中的物料（二）输送管道中的物料（二）输送管道中的物料10/19/2022 1.上浮球上浮球 2.支撑杆支撑杆 3.高液位取样管高液位取样管 4.中间取样管中间取样管 5.低液位取样管低液位取样管 6.罐壁罐壁 7.取样泵取样泵 8.支座支座 油罐自动采样器原理图油罐自动采样器原理图10/19/2022四四 气态物料样品的采集气态物料样品的采集 由于气体物料易于扩散，而容易混合均匀。工由于气体物料易于扩散，而容易混合均匀。工业气体物料存在状态如：动态、静态、正压、常压、业气体物料存在状态如：动态、静态、正压、常压、负压、高温、常温、深冷等，且许多气体有刺激性负压、高温、常温、深冷等，且

17、许多气体有刺激性和腐蚀性，所以，采样时一定要按照采样的技术要和腐蚀性，所以，采样时一定要按照采样的技术要求，并且注意安全。求，并且注意安全。10/19/2022采样设备采样设备 一般运行的生产设备上安装有采样阀。气一般运行的生产设备上安装有采样阀。气体采样装置一般有采样管、过滤器、冷却器及体采样装置一般有采样管、过滤器、冷却器及气体容器组成。气体容器组成。采样管用玻璃、瓷或金属制成。气体温度采样管用玻璃、瓷或金属制成。气体温度高时，应以流水冷却器将气样降至常温。冷却高时，应以流水冷却器将气样降至常温。冷却器有玻璃制的和金属制的。玻璃冷却器适用于器有玻璃制的和金属制的。玻璃冷却器适用于气温不太高

18、的气体物料，金属冷却器适用于气气温不太高的气体物料，金属冷却器适用于气 温很高的气体物料。温很高的气体物料。10/19/2022 气体物料的气体物料的3 3种采样方法种采样方法 Hg10060 mm瓶内压降至抽空容器采样法，负压太高抽气泵减压法负压不太高负压状态气体采样装置连接直接把分析仪器和采样或者橡皮气囊为采样容器，正压状态气体采样压）流水抽气法采样（低负采样管采样瓶封闭液采样法常压状态气体采样10/19/2022采样方法的详细介绍采样方法的详细介绍 .常压状态气体采样 气体状态：等于大气压或低正压或低 负压 采样方法：封闭液采样法 使用容器：采样瓶或采样管10/19/202212345橡

19、 皮管旋 塞弹 簧 夹封 闭 液 瓶气 样 瓶采 样 瓶 装 置 图10/19/2022采样瓶采样的步骤采样瓶采样的步骤空气排尽。瓶封闭液进入提高瓶打开弹簧夹首先瓶中注满封闭液1125完成采样工作夹紧弹簧至需要量关旋塞气体进入瓶降低瓶与采样管连接和橡皮管然后经旋塞54123410/19/20221234旋塞旋塞封闭液瓶气样管装置气样管10/19/2022 抽气泵减压法采样抽气泵减压法采样（适用于低气压或负压不太高的负压状态气体）（适用于低气压或负压不太高的负压状态气体）12345气 样 管旋 塞旋 塞流 水 真 空 泵橡 皮 管橡 皮 管流 水 抽 气 法 采 样 装 置 图610/19/20

20、22与自来水龙头连接经橡皮管将真空泵与采样管连接和橡皮管首先将气样管5461完成采样工作、关闭自来水龙头及旋塞经过一定时间气体抽入气样管将使流水真空泵产生负压、旋塞然后开启自来水龙头和32 3210/19/20222020空气采样器10/19/20222.2 试样的制备（固体试样）试样的制备（固体试样）从实验室样品到分析试样的这一处理过程称为试从实验室样品到分析试样的这一处理过程称为试样的制备。试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混样的制备。试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。合、缩分等步骤。10/19/2022一、破碎一、破碎 破碎可分为粗碎、中碎、细碎和粉碎4个阶段。根据实验

21、室样品的颗粒大小、破碎的难易程度，可采用人工或机械的方法逐步破碎，直至达到规定的粒度。破碎工具破碎工具:锷式破碎机、辊式破碎机、圆盘破碎机、锷式破碎机、辊式破碎机、圆盘破碎机、球磨机、钢臼、铁锤、研钵等。球磨机、钢臼、铁锤、研钵等。10/19/2022二、过筛二、过筛 物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过指定的筛子为止指定的筛子为止(易分解的试样过易分解的试样过170170目筛，难目筛，难分解的试样过分解的试样过200200目筛目筛)。10/19/2022筛孔大小的表示方法：

22、筛孔大小的表示方法：孔径，孔径，每英寸长度上的孔数，目每英寸长度上的孔数，目筛孔直径筛孔直径()16/()16/每英寸孔数每英寸孔数2020目筛可近似看作孔径目筛可近似看作孔径1 120目样：用于分析物理性质、速效目样：用于分析物理性质、速效养分、等。不能磨得太细，否则，养分、等。不能磨得太细，否则，容易破坏土壤矿物晶粒，使分析结果容易破坏土壤矿物晶粒，使分析结果偏高。偏高。60100目样：用于分析全量养分、目样：用于分析全量养分、有机质等。分析结果不受磨碎程度的有机质等。分析结果不受磨碎程度的影响。磨得更细，可使样品分解反应影响。磨得更细，可使样品分解反应更为完全和彻底，还可更为完全和彻底，

23、还可 减少称样误减少称样误差。差。不同的分析项目对筛孔有不同的要求。不同的分析项目对筛孔有不同的要求。10/19/2022三、混匀三、混匀混匀法通常有铁铲法或环锥法、掀角法。混匀法通常有铁铲法或环锥法、掀角法。铁铲法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。铁铲法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。如铁铲法是在光滑而干净的混凝土或木制平台上，用如铁铲法是在光滑而干净的混凝土或木制平台上，用铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥，然后从锥底一铲铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数次。操作时物料必须从锥堆顶

24、部自然洒落，使样品充次。操作时物料必须从锥堆顶部自然洒落，使样品充分混合均匀。也可采用机械混匀器进行混匀。分混合均匀。也可采用机械混匀器进行混匀。10/19/2022四、缩分四、缩分 缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩缩分是在不改变物料的平均组成的情况下，逐步缩小试样量的过程。小试样量的过程。常用的有锥形四分法、正方形挖取法和分样器常用的有锥形四分法、正方形挖取法和分样器缩分法。缩分法。10/19/20221.锥形四分法锥形四分法 将混合均将混合均匀的样品堆成匀的样品堆成圆锥形，用铲圆锥形，用铲子将锥顶压平子将锥顶压平成截锥体，通成截锥体，通过截面圆心将过截面圆心将锥体分成四等锥体分

25、成四等份，弃去任一份，弃去任一相对两等份。相对两等份。四分法示意图四分法示意图 10/19/20222正方形挖取法正方形挖取法 将混匀将混匀的样品铺成正的样品铺成正方形的均匀薄方形的均匀薄层，用直尺或层，用直尺或特制的木格架特制的木格架划分成若干个划分成若干个小正方形。用小正方形。用小铲子将每一小铲子将每一定间隔内的小定间隔内的小正方形中的样正方形中的样品全部取出，品全部取出，放在一起混合放在一起混合均匀。其余部均匀。其余部分弃去或留作分弃去或留作副样保管。副样保管。正方形挖取法正方形挖取法10/19/20223分样器缩分法分样器缩分法 分样器为中间有一分样器为中间有一个四条支柱的长方形槽，个

26、四条支柱的长方形槽，槽低并排焊着一些左右交槽低并排焊着一些左右交替用隔板分开的小槽（一替用隔板分开的小槽（一般不少于般不少于10个且须为偶个且须为偶数），在下面的两侧有承数），在下面的两侧有承接样槽。将样品倒入后，接样槽。将样品倒入后，即从两侧流入两边的样槽即从两侧流入两边的样槽内，把样品均匀地分成两内，把样品均匀地分成两份，其中的一份弃去，另份，其中的一份弃去，另一份再进一步磨碎、过筛一份再进一步磨碎、过筛和缩分。和缩分。分样器示意图分样器示意图 10/19/2022例题：原始样品质量为16，若该样品的k值为0.5，当破碎至颗粒直径为4时，最低可靠质量是多少？样品是否可以缩分，若可以缩分，可

27、缩分几次？(2)10/19/2022二 样品的保存 样品保存于惰性材质中贴上标签标签内容：样品名称、登记号：采集地点：采集时间：采集人：制样时间：制样人：制成试样量：过筛号：10/19/2022结结 果果 对分析试样粒度的要求与试样分解的难对分析试样粒度的要求与试样分解的难易程度等因素有关。经最后缩分得到的试样易程度等因素有关。经最后缩分得到的试样一般为一般为2030g（可根据需要或少或多些），（可根据需要或少或多些），还需要在玛瑙研钵中充分研细，使样品最终还需要在玛瑙研钵中充分研细，使样品最终全部通过全部通过170目目(0.088)或或200目目(0.074)筛。筛。10/19/20222.

28、3 2.3 试样的分解试样的分解 将固体试样处理成溶液，或将组将固体试样处理成溶液，或将组成复杂的试样处理成简单、便于分离成复杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形式，为各组分的分析操作和测定的形式，为各组分的分析操作创造最佳条件。创造最佳条件。分解试样的目的分解试样的目的10/19/20221 1 试样分解的重要性试样分解的重要性 化学分析法和仪器分析法（发射光谱法除外）包括分光光度法、原子吸收高度法、法，电化学分析法、色谱分析法等，都必须将固态的试样进行溶（熔）解，制备成试样溶液才能进行测定。因此，试样的分解是分析测试工作中极为重要的一环。10/19/20221)试样分解必须完全试样分解必

29、须完全2)防止待测组分的损失防止待测组分的损失3)不能引入与被测组分相同的物质不能引入与被测组分相同的物质4)防止引入对待测组分测定引起干扰的物质防止引入对待测组分测定引起干扰的物质5)选择的试样分解方法应与组分的测定方法相适应选择的试样分解方法应与组分的测定方法相适应6)根据（溶）熔剂的性质，选择合适的器皿。根据（溶）熔剂的性质，选择合适的器皿。2 一般试样的分解应遵循如下要求和原则：一般试样的分解应遵循如下要求和原则：10/19/2022一、一、酸碱溶解法酸碱溶解法（一）酸溶法（一）酸溶法 1 1盐酸（）盐酸（）2 2氢氟酸（）氢氟酸（）3 3 硝酸（硝酸（3 3）4 4磷酸（磷酸（H34

30、H34）5 5硫酸（硫酸（H24H24）6 6高氯酸（高氯酸（4 4）（二）碱溶法（二）碱溶法 300 300400400的氢氧化钠溶液能剧烈分解铝及其的氢氧化钠溶液能剧烈分解铝及其合金。合金。常用的分解方法有酸碱溶解法、熔融法和半熔法。常用的分解方法有酸碱溶解法、熔融法和半熔法。3 3 分解方法分解方法(无机试样无机试样)分湿法和干法分解法分湿法和干法分解法湿法分解法湿法分解法10/19/2022 盐酸分解法盐酸分解法 利用盐酸的酸性（氢离子效应）、利用盐酸的酸性（氢离子效应）、还原性和氯离子的强配位性对试样（例还原性和氯离子的强配位性对试样（例如，元素周期表中电动序排在氢之前的如，元素周期

31、表中电动序排在氢之前的金属或合金）进行分解是十分有效的。金属或合金）进行分解是十分有效的。10/19/2022硝酸分解法硝酸分解法 硝酸具有很强的酸性和氧化性，除了铂、金以及某些稀有金属外，浓硝酸几乎可以分解所有的金属试样，生成的硝酸盐绝大多数都溶于水。硝酸是硫化物和含硫矿石样品良好的溶剂。硝酸的配位能力很弱，即使有某些金属在水溶液中能与硝酸生成配合物，其原子与原子间也极易离解。注意：在采用硝酸或硝酸与其他酸的混合溶剂分解试样时，要特别注意器皿的匹配和反应条件的控制。10/19/2022硝酸最宜用于消解生物样品如脂肪、硝酸最宜用于消解生物样品如脂肪、蛋白质、糖类、植物材料以及废水、颜蛋白质、糖

32、类、植物材料以及废水、颜料和聚合物；也广泛用于淋洗土壤样品。料和聚合物；也广泛用于淋洗土壤样品。试样中有机物存在干扰时，可用浓硝酸试样中有机物存在干扰时，可用浓硝酸加热氧化破坏。加热氧化破坏。10/19/2022硫酸分解法硫酸分解法非氧化性溶解：稀硫酸不具备氧化性非氧化性溶解：稀硫酸不具备氧化性氧化性溶解：热浓硫酸具有很强的氧化性氧化性溶解：热浓硫酸具有很强的氧化性 和脱水性和脱水性 另外，利用硫酸沸点高的性质，可将其蒸至冒白烟驱走溶液中的盐酸、硝酸和氢氟酸。10/19/2022磷酸分解法磷酸分解法磷酸是中强度的酸，磷酸分解法除利用它的酸效应外，还利用它由于在加热情况下生成的焦磷酸和聚磷酸对金

33、属离子有很强的配位作用，所以常用来分解合金钢试样或某些难熔的矿样。当单独使用磷酸溶样时，不要长时间加热，以免生成多聚磷酸难溶物。10/19/2022氢氟酸分解法氢氟酸分解法1.1.氢氟酸分解法广泛用于各种天然和工业生产的硅氢氟酸分解法广泛用于各种天然和工业生产的硅酸盐。酸盐。2.2.氢氟酸的酸性很弱，但配位性能力很强。氢氟酸的酸性很弱，但配位性能力很强。3.3.采用氢氟酸分解后制备的试样溶液可以不必赶去采用氢氟酸分解后制备的试样溶液可以不必赶去氟而直接用于原子吸收法、光焰光度法、分光光度法氟而直接用于原子吸收法、光焰光度法、分光光度法和纸上层析法等。和纸上层析法等。4.4.氢氟酸具有毒性和很强

34、的腐蚀性，当分解试样时，氢氟酸具有毒性和很强的腐蚀性，当分解试样时，一般采用铂器皿或聚四氟乙烯材质的容器。一般采用铂器皿或聚四氟乙烯材质的容器。10/19/2022高氯酸分解法高氯酸分解法1 1）稀高氯酸在冷或热的状态都没有氧化性，而仅有）稀高氯酸在冷或热的状态都没有氧化性，而仅有 强酸性质。强酸性质。2 2）浓高氯酸在加热时才显示很强的氧化性，几乎能）浓高氯酸在加热时才显示很强的氧化性，几乎能 与所有的金属反应，所生成的高氯酸盐除了少数与所有的金属反应，所生成的高氯酸盐除了少数 不溶于水外，大多数都溶水。不溶于水外，大多数都溶水。3 3）高氯酸与硝酸、硫酸或氢氟酸的混合溶剂，对有）高氯酸与硝

35、酸、硫酸或氢氟酸的混合溶剂，对有 机物的分解（消化）十分有效，是最常用的有机机物的分解（消化）十分有效，是最常用的有机 物分解法。物分解法。但使用时危险性大，只能在特定的通风橱中进行。但使用时危险性大，只能在特定的通风橱中进行。在任何情况下，不得高氯酸消解的水样蒸干。在任何情况下，不得高氯酸消解的水样蒸干。10/19/2022熔融法熔融法n 熔融法：利用熔剂与试样在高温下，使预测组分转熔融法：利用熔剂与试样在高温下，使预测组分转变为可溶于水或酸的化合物。根据所用熔剂可分为酸变为可溶于水或酸的化合物。根据所用熔剂可分为酸熔法和碱熔法熔法和碱熔法n 操作：一般采用铂坩埚、瓷坩埚、银坩埚或石墨操作：

36、一般采用铂坩埚、瓷坩埚、银坩埚或石墨坩埚，将样品与熔剂混匀，在马弗炉中使样品全融或坩埚，将样品与熔剂混匀，在马弗炉中使样品全融或半融，融块以水溶解后再用酸酸化。此法不适于原子半融，融块以水溶解后再用酸酸化。此法不适于原子光谱法分析。且空白值高，不适于分析微量元素。光谱法分析。且空白值高，不适于分析微量元素。该法用于酸不能分解或酸分解不完全的样品。该法用于酸不能分解或酸分解不完全的样品。酸熔法：常用焦硫酸钾（酸熔法：常用焦硫酸钾（K2S2O7)K2S2O7)或硫酸氢钾（或硫酸氢钾（4)4)作熔剂。在作熔剂。在300 300 以上可分解一些难溶于酸的碱性或以上可分解一些难溶于酸的碱性或中性氧化物、

37、矿石。如中性氧化物、矿石。如2O32O3、刚玉、金红石（、刚玉、金红石（2)2)等。等。常在瓷坩埚中进行熔融，融块冷却后用稀硫酸浸取。常在瓷坩埚中进行熔融，融块冷却后用稀硫酸浸取。碱熔法碱熔法:常用的碱性溶剂有碳酸钠、碳酸钾、氢氧常用的碱性溶剂有碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、过氧化钠或它们的混合熔剂等。化钠、氢氧化钾、过氧化钠或它们的混合熔剂等。可分解钠长石（可分解钠长石（3O8)3O8)和重晶石（和重晶石（4)4)。n方法分类方法分类 干法灰化干法灰化-酸溶法酸溶法n 定义：利用高温使环境样品中有机物氧化分解，燃定义：利用高温使环境样品中有机物氧化分解，燃尽除去，待测的无机组分留在干灰

38、中，然后再用稀酸尽除去，待测的无机组分留在干灰中，然后再用稀酸加热溶解。加热溶解。n 特点：可同时处理大量的样品，且溶解残留物所特点：可同时处理大量的样品，且溶解残留物所用的酸溶液体积很小，当被分析物含量非常低时，用的酸溶液体积很小，当被分析物含量非常低时，可在最终定容前对痕量组分进行浓缩；另外样品的可在最终定容前对痕量组分进行浓缩；另外样品的基质大量减少，最后的溶液无色、无味、干净。基质大量减少，最后的溶液无色、无味、干净。n方法分类方法分类 n 高温灰化法：多用于固态样品如沉积物、底泥、土壤高温灰化法：多用于固态样品如沉积物、底泥、土壤样品的分解；不能用于测定、等易挥发元素。在可样品的分解

39、；不能用于测定、等易挥发元素。在可控温的马弗炉中进行，灰化温度为控温的马弗炉中进行，灰化温度为400-600400-600。n 低温灰化法低温灰化法:又称为氧等离子体灰化法（又称为氧等离子体灰化法（)。在等离。在等离子灰化装置中进行。设备昂贵，因此应用较少。子灰化装置中进行。设备昂贵，因此应用较少。n 燃烧分解法：将样品置于充满常压或高压氧气的密闭燃烧分解法：将样品置于充满常压或高压氧气的密闭容器中，燃烧使样品分解。燃烧后，待测元素以氧化容器中，燃烧使样品分解。燃烧后，待测元素以氧化物或气态形式被容器内吸收液吸收，利用吸收液测定物或气态形式被容器内吸收液吸收，利用吸收液测定样品中微量元素。如被

40、测试样为石油、煤土壤等时，样品中微量元素。如被测试样为石油、煤土壤等时，常用该法测定。如总有机碳（）的测定。常用该法测定。如总有机碳（）的测定。在低于熔点的温度下，让样品与固体熔剂混合，小心在低于熔点的温度下，让样品与固体熔剂混合，小心加热至熔结，而不可全熔。加热至熔结，而不可全熔。烧结法（半熔法）烧结法（半熔法）分解铁矿及煤中的硫分解铁矿及煤中的硫1.1.概概 述述1.1 1.1 生物样品处理制备的主要特点：生物样品处理制备的主要特点：生物材料的组成极其复杂，常常包生物材料的组成极其复杂，常常包含有数百种乃至几千种化合物。含有数百种乃至几千种化合物。许多生物样品在生物材料中的含量许多生物样品

41、在生物材料中的含量极微，分离纯化的步骤繁多，流程长。极微，分离纯化的步骤繁多，流程长。许多生物样品一旦离开了生物体内许多生物样品一旦离开了生物体内的环境时就极易失活，因此分离过程中如的环境时就极易失活，因此分离过程中如何防止其失活，就是生物样品提取制备最何防止其失活，就是生物样品提取制备最困难之处。困难之处。生物样品的制备几乎都是在溶液中生物样品的制备几乎都是在溶液中进行的，温度、值、离子强度等各种参数进行的，温度、值、离子强度等各种参数对溶液中各种组成的综合影响，很难准确对溶液中各种组成的综合影响，很难准确估计和判断。估计和判断。1.2 1.2 生物样品的处理制备通常可按以下步骤进行：生物样

42、品的处理制备通常可按以下步骤进行：确定要制备的生物样品的目的和要求，是进确定要制备的生物样品的目的和要求，是进行科研、开发还是要发现新的物质。行科研、开发还是要发现新的物质。建立相应的可靠的分析测定方法，这是进行建立相应的可靠的分析测定方法，这是进行生物样品制备的关键。生物样品制备的关键。通过文献调研和预备性实验，掌握生物样品通过文献调研和预备性实验，掌握生物样品及产物的物理化学性质。及产物的物理化学性质。生物材料的破碎和预处理。生物材料的破碎和预处理。分离纯化方案的选择和探索，这是最困难的分离纯化方案的选择和探索，这是最困难的过程。过程。产物的浓缩，干燥和保存。产物的浓缩，干燥和保存。2.2

43、.生物大分子制备的前处理生物大分子制备的前处理2.1 2.1 生物材料的选择生物材料的选择 （1 1）制备生物大分子，首先要选择适当的）制备生物大分子，首先要选择适当的生物材料。材料的来源无非是动物、植物和微生物材料。材料的来源无非是动物、植物和微生物及其代谢产物。生物及其代谢产物。（2 2）选择的材料应含量高、来源丰富、制）选择的材料应含量高、来源丰富、制备工艺简单、成本低，尽可能保持新鲜，尽快备工艺简单、成本低，尽可能保持新鲜，尽快加工处理。加工处理。（3 3）动物组织要先除去结缔组织、脂肪等）动物组织要先除去结缔组织、脂肪等非活性部分，绞碎后在适当的溶剂中提取，如非活性部分，绞碎后在适当

44、的溶剂中提取，如果所要求的成分在细胞内，则要先破碎细胞。果所要求的成分在细胞内，则要先破碎细胞。（4 4）植物要先去壳、除脂。）植物要先去壳、除脂。（5 5）微生物材料要及时将菌体与发酵液分）微生物材料要及时将菌体与发酵液分开。开。（6 6）生物材料如暂不提取，应冰冻保存。）生物材料如暂不提取，应冰冻保存。动物材料则需深度冷冻保存。动物材料则需深度冷冻保存。2.2 2.2 细胞的破碎细胞的破碎 不同的生物体或同一生物体的不同部位的组织，不同的生物体或同一生物体的不同部位的组织，其细胞破碎的难易不一，使用的方法也不相同，如动其细胞破碎的难易不一，使用的方法也不相同，如动物脏器的细胞膜较脆弱，容易

45、破碎，植物和微生物由物脏器的细胞膜较脆弱，容易破碎，植物和微生物由于具有较坚固的纤维素、半纤维素组成的细胞壁，要于具有较坚固的纤维素、半纤维素组成的细胞壁，要采取专门的细胞破碎方法。采取专门的细胞破碎方法。2.2.1 2.2.1 细胞破碎方法细胞破碎方法(1)(1)机械法机械法1)1)研磨：将剪碎的动物组织置于研钵或匀浆器中，研磨：将剪碎的动物组织置于研钵或匀浆器中，加入少量石英砂研磨或匀浆。加入少量石英砂研磨或匀浆。2)2)组织捣碎器：这是一种较剧烈的破碎细胞的方法，组织捣碎器：这是一种较剧烈的破碎细胞的方法，通常可先用家用食品加工机将组织打碎，然后再用通常可先用家用食品加工机将组织打碎，然

46、后再用10000100002000020000的内刀式组织捣碎机的内刀式组织捣碎机(即高速分散器即高速分散器)将将组织的细胞打碎。组织的细胞打碎。(2)(2)物理法物理法1)1)反复冻融法：将待破碎的细胞冷至反复冻融法：将待破碎的细胞冷至1515到到2020，然后放于室温，然后放于室温(或或40)40)迅速融化，迅速融化，如此反复冻融多次，由于细胞内形成冰粒使剩如此反复冻融多次，由于细胞内形成冰粒使剩余胞液的盐浓度增高而引起细胞溶胀破碎。余胞液的盐浓度增高而引起细胞溶胀破碎。2)2)超声波处理法：此法是借助超声波的振动超声波处理法：此法是借助超声波的振动力破碎细胞壁和细胞器。多用于微生物材料，

47、力破碎细胞壁和细胞器。多用于微生物材料，处理时间有数分钟到数十分钟不等，破碎细菌处理时间有数分钟到数十分钟不等，破碎细菌和酵母菌时，时间要长一些。和酵母菌时，时间要长一些。3)3)压榨法：这是一种温和的、彻底破碎细胞压榨法：这是一种温和的、彻底破碎细胞的方法。在的方法。在1000100010510520002000105 105 的高压下的高压下使细胞悬液通过一个小孔突然释放至常压，细使细胞悬液通过一个小孔突然释放至常压，细胞将彻底破碎。胞将彻底破碎。4)4)冷热交替法：从细菌或病毒中提取蛋白质冷热交替法：从细菌或病毒中提取蛋白质和核酸时可用此法。在和核酸时可用此法。在9090左右维持数分钟，

48、左右维持数分钟，立即放入冰浴中使之冷却，如此反复多次，绝立即放入冰浴中使之冷却，如此反复多次，绝大部分细胞可以被破碎。大部分细胞可以被破碎。(3)(3)化学与生物化学方法化学与生物化学方法1)1)自溶法：将新鲜的生物材料存放于一定的和自溶法：将新鲜的生物材料存放于一定的和适当的温度下，细胞结构在自身所具有的各种水适当的温度下，细胞结构在自身所具有的各种水解酶（如蛋白酶和酯酶等）的作用下发生溶解，解酶（如蛋白酶和酯酶等）的作用下发生溶解，使细胞内含物释放出来。使细胞内含物释放出来。2)2)溶胀法：细胞膜为天然的半透膜，在低渗溶溶胀法：细胞膜为天然的半透膜，在低渗溶液和低浓度的稀盐溶液中，由于存在

49、渗透压差，液和低浓度的稀盐溶液中，由于存在渗透压差，溶剂分子大量进入细胞，将细胞膜胀破释放出细溶剂分子大量进入细胞，将细胞膜胀破释放出细胞内含物。胞内含物。3)3)酶解法：利用各种水解酶，如溶菌酶、纤维酶解法：利用各种水解酶，如溶菌酶、纤维素酶、蜗牛酶和酯酶等，于素酶、蜗牛酶和酯酶等，于3737，8 8，处理，处理1515分分钟，可以专一性地将细胞壁分解。钟，可以专一性地将细胞壁分解。4)4)有机溶剂处理法：利用氯仿、甲苯、丙酮等有机溶剂处理法：利用氯仿、甲苯、丙酮等脂溶性溶剂或（十二烷基硫酸钠）等表面活性剂脂溶性溶剂或（十二烷基硫酸钠）等表面活性剂处理细胞，可将细胞膜溶解，从而使细胞破裂，处

50、理细胞，可将细胞膜溶解，从而使细胞破裂，此法也可以与研磨法联合使用。此法也可以与研磨法联合使用。2.2.22.2.2细胞破碎相关的器械与器材细胞破碎相关的器械与器材 1)1)电动组织捣碎机电动组织捣碎机电动组织捣碎机电动组织捣碎机 原理：用可调速电机驱动捣碎转子（头）在高速旋转下将组织打碎达到匀浆目的。市售仪器多数是可调速机型，有不同口径、头端式样的转子供选择，平头转子适于制备乳浊液及悬浮液，锯齿状转子适于制备组织和含纤维物质的匀浆。电动组织捣碎机电动组织捣碎机 应用：一般用于动物组织，植物肉质种子，柔嫩的叶、芽等材料。国产的捣碎机最高转速可达1-2万转/分，因旋转刀刃的机械切力很大，制备较大