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1、复杂物质的分析示例,一.硅酸盐分析 二.铜合金分析 三.废水试样分析,第八章,一.硅酸盐分析,硅酸盐占地壳质量的75%以上。它是生产水泥、玻璃、陶瓷等的原料。测定的项目有：SiO2,Fe2O3,Al2O3,TiO2,CaO,MgO,K2O,Na2O,P2O5,MnO等。通常采用系统分析法。 (一)硅酸盐系统分析方案 。,(二) 硅酸盐试样的分解及测定,1.试样的分解 根据硅酸盐试样中SiO2含量高低的不同，可分别采用碱熔法和酸溶法分解试样。 2.SiO2的测定 通常采用容量法或重量法进行测定。,重量法 试样经碱熔法分解，SiO2转变成硅酸盐，加HCl之后形成含有大量水分的无定形硅酸沉淀，为了使
2、硅酸沉淀完全并脱去所含水分可以在水浴上蒸发至近干，加入HCl蒸发至湿盐状，再加入HCl和动物胶使硅酸凝聚。于60-70保温10分钟以后，加水溶解其他可溶性盐类，用快速滤纸过滤、洗涤。滤液留作测定其他组分用。沉淀灼烧至恒重，即得SiO2的重量，以计算SiO2的百分含量。,氟硅酸钾容量法 试样分解后使SiO2转化成可溶性的硅酸盐，在硝酸介质中，加入KCl和KF，则生成硅氟酸钾沉淀： SiO32-+6F-+2K+6H+K2SiF6+3H2O 在过滤洗涤过程中为了防止沉淀的溶解损失，采用KCl-C2H5OH溶液作洗涤剂。沉淀洗后连同滤纸一起放入原塑料烧杯中，加入KCl-C2H5OH溶液及酚酞指示剂，用
3、NaOH溶液中和游离酸至酚酞变红。,加入沸水使沉淀水解， K2SiF6+3H2O2KF+H2SiO3+4HF 用标准NaOH溶液，滴定水解产生之HF，由NaOH标准溶液之用量以计算SiO2的百分含量。,3. Fe2O3、Al2O3、TiO2的测定 将重量法测定SiO2的滤液加热至沸，以甲基红作指示剂，用氨水中和至微碱性，则Fe3+、A13+、Ti4+生成氢氧化物沉淀，过滤、洗涤。滤液备作Ca2+、Mg2+之用，沉淀用稀HCl溶解之后，进行Fe3+、A13+、Ti4+的测定。,(1) Fe2O3的测定 铁含量低时采用比色法测定，含量高时则用滴定分析法测定。 1.光度法 在pH8-11的氨性溶液中
4、，Fe3+与磺基水杨酸生成黄色络合物，即可进行测定。 2. 滴定分析法 铁含量高时，一般采用络合滴定法。控制pH1-1.7的条件下,以磺基水杨酸作指示剂、用标准EDTA确定至亮黄色即为终点，根据标准EDTA的用量以计算Fe2O3的含量。滴定后的溶液备测A12O3、TiO2之用。,(2)A12O3、TiO2的测定 1滴定分析法 将滴定Fe3+的溶液用氨水调节pH值为4左右，加入HAcNaAc缓冲溶液，加入过量的EDTA标准溶液、加热促使Al3+络合完全，再用标准硫酸铜返滴剩余的EDTA,用PAN作指示剂，滴定至溶液呈紫红色即为终点，以测出A13+、Ti4+的总量。 在滴定Al3+、Ti4+后的溶
5、液中、加入苦杏仁酸加热煮沸，则钛的EDTA配合物中的EDTA被置换出来，而铝的EDTA络合物不作用。用标准硫酸铜滴定释放出来的EDTA,即可测出TiO2的量。 由返滴定算出A13+、Ti4+的总量，减去置换滴定时TiO2的量， 即可算出A12O3的含量。,（3）Ti4+的光度测定 在5-10的硫酸介质中,Ti4+与H2O2作用生成黄色络合物，可以进行测定。 TiO2+H2O2TiO(H2O2)2+ 4. CaO、MgO的测定。 分离Fe3+、A13+、Ti4+的滤液即可用来测定CaO和MgO的含量。一般采用络合滴定法，已在络合滴定一章介绍，不再重述。,二. 水试样分析,废水通常是指被污染了的水
6、。废水试样的分析项目很多，一般可用温度、颜色、浊度、PH、不溶物、矿化度、电导率等描述废水的一般性质；此外，还有金属元素、有机污染物和非金属无机物等测定项目。,表 常用水质项目的分析方法,地表水监测项目分析方法,地表水监测项目,（一）废水中酚类的测定,各国普遍采用的为4-氨基安替比林光度法,酚类化合物于pH10.00.2介质中，在铁氰化钾存在下，与4-氨基安替比林反应，生成橙红色的吲哚酚安替比林染料，其水溶液在510nm波长处有最大吸收。用光程长为20mm比色皿测量时，酚的最低检出浓度为0.1mg/L。,步骤： 1.水样预处理,（1）量取250mL水样置蒸馏瓶中，加数粒小玻璃珠以防暴沸， 再加
7、二滴甲基橙指示液，用磷酸溶液调节至pH4（溶液呈橙红色），加5.0mL硫酸铜溶液（如采样时已加过硫酸铜，则补加适量。）,（2）连接冷凝器，加热蒸馏，至蒸馏出约225mL时，停止加热，放冷。向蒸馏瓶中加入25mL水，继续蒸馏至馏出液为250mL为止。,于一组8只50mL容量瓶中，分别加入0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00、10.00、12.50mL酚标准液，加水至50mL标线。0.5mL缓冲溶液， 混匀，此时pH值为 10.00.2， 加4-氨基安替比林溶液1.0mL，混匀。,2.标准曲线的绘制：,再加1.0mL铁氰化钾溶液，充分混匀后， 放置10min立即于510nm波长，用
8、光程为2.0mm比色皿，以水为参比，测量吸光度。经空白校正后，绘制吸光度对苯酚含量（mg)的标准曲线。,3.水样的测定： 分取适量的馏出液放入50mL容量瓶中，稀释至50mL标线。以下按绘制标准曲线相同步骤,测定吸光度，最后减去空白试验所得吸光度。,4.空白试验： 以蒸馏水代替水样，经蒸馏后，按水样测定步骤进行测定，以其结果作为水样测定的空白校正值。,计算：,式中：m由水样的校正吸光度，从标准曲线上查得的苯酚含量（mg）； V移取馏出液体积（mL）。 注意事项： 如水样含挥发酚较高，移取适量水样并加至250mL进行蒸馏，则在计算时应乘以稀释倍数。,（二）游泳水中尿素测定,二乙酰一肟分光光度法,
9、原理 尿素与二乙酰一肟及安替比林反应呈现黄色，在波长460nm处有最大吸收峰。,2.分析步骤,（1）吸取水样10ml（尿素含量在00010015mg范围内）于25ml棕色具塞试管中，另取棕色具塞试管加入尿素标准使用液0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5ml，并用纯水稀释至25ml。,（2）于上述各管加入10ml二乙酰肟溶液，混匀。再加安替比林溶液20ml，混匀。 将上述试管在沸水浴中加热50min。 取出并在流动的自来水中冷却2min。立即以纯水为对照，在460nm处，用1cm比色皿，测定各管吸光值 。,（3）以浓度对吸光值，制作标准曲线。以水样吸光值从曲线上查出
10、尿素含量。,金属元素的测定,废水中一般金属元素测定项目有汞、镉、铬、 砷、铍、锰、锌等。 1.水样的预处理 2.汞的测定 3.镉的测定 4.铬的测定 5.铅的测定,(二)有机物污染综合指标的测定,1.溶解氧的测定 2.化学耗氧量的测定 3.生化需氧量的测定 4.非金属无机物的测定,三. 铜合金分析,铜合金的主要成分是铜，其它组分有锌、锡等。 1.铜合金试样的分解 用盐酸和过氧化氢加热可溶解铜合金。 2.铜锌的连续测定 3.铅的测定 4.铁和铝的测定,同学们,再见, 9-4 分析结果准确度的保证和评价,待测组分的化学表示形式 以元素形式的含量表示 例：有机物或矿样中的 Fe、Cu、C、H、O、P
11、、N等 以氧化物形式的含量表示 例：矿石分析中Fe2O3、P2O5等 以待测组分实际存在形式含量的表示 例：含氮量测定：,* mS 样品质量,消除干扰：,掩蔽,分离,沉淀分离 萃取分离 色谱分离等,氧化还原掩蔽法 配合掩蔽 沉淀掩蔽 酸碱掩蔽,富集 enrichment,萃取富集 吸附富集 共沉淀富集,化学分析法 chemical analysis,以物质的化学反应为基础建立起来的分析方法,重量分析法 gravimetry 容量分析法（滴定分析法）volumetry, titrimetry,化学分析法,例可溶性钡盐中钡含量的测定(重量法）：,溶样,稀H2SO4,BaSO4,过滤,洗涤,Fe3+
12、,还原剂,Fe2+,K2Cr2O7,VC,称样,硫-磷混酸,溶样,mS,Fe3+,mp,称样,HCl,mS,称重,灼烧,计算,Ba%,mp,铁矿中铁含量的测定（滴定分析法）：,仪器分析法 instrumental analysis,依据物质的物理性质及物理化学性质建立起来的分析方法，通常使用特殊的仪器。 光学分析法 spectral analysis 电化学分析法 electroanalysis 色谱分离分析法 chromatography 等等 例：分光光度法测定微量铁（物理化学方法，physicochemical method）。,仪器分析法,例：KMO4对光有吸收，可用分光光度法直接测定
13、其浓度 （依据物理性质，物理方法，Physical method）。,定量的方式比较,化学分析法绝对定量（根据样品的量、反应产物的量或所消耗试剂的量及反应的化学计量关系，通过计算得待测组分的量。） 仪器分析法相对定量（标准工作曲线）,化学分析与仪器分析方法比较,有关的名词,灵敏度 S = dy / dc 单位浓度变化引起的响应信号的变化。 选择性 表示共存组分对待测组分分析的影响程度。共存组分影响愈小，方法对分析组分的选择性愈高。 检出限 背景噪音的标准偏差的k倍，k值通常取3。 检测限,S0 空白试样的标准偏差（n = 11）， S标准工作曲线的灵敏度，k与置信度有关的常数，通常取3。,检出
14、限示意图,背景噪音,3倍噪音标准偏差,背景噪音随机分布示意图,未检出,检出,时间或测定次数,检出限,作业,1、阅读试论中国分析化学的发展战略，并写800-1000字的摘要或体会； 2、阅读The total analytical process(1) (2) (网上） 3、阅读理解“分析化学课外阅读材料01”，并翻译。 4、有一批铁矿样，已知最大的粒度为20 mm, k = 0.2 kg / mm2, （1）应最少取样多少？ （2）样品经破碎、用6号筛（筛孔直径为3.36 mm）过筛，并用四分法缩分后，得样品的最小量为多少？ （3）应缩分几次？,思考题,分析化学的一般程序？ 确定化学分析方法的依据是什么？ 如何保证分析方法的可靠性？ 取样的基本要求是什么？ 样品处理的基本要求是什么？,