книга 1 (1110134), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Генеральная (называемая иногда первичной, большой или грубой) проба отбирается непосредственно из анализируемого объекта. Она достаточно большая — обычно 1-50 кг, для некоторых объектов (например, руды) составляет иногда 0,5-5 т. Из генеральной пробы путем ее сокращения отбирают лабораторную пробу (обычно от 25 г до 1 кг). Одну часть лабораторной пробы используют для предварительных исследований, другую — для арбитражных анализов, третью — непосредственно для аиалиаа (анализируемая проба). В случае необходимости пробу измельчают и усредияют. Дпя анализируемой пробы проводят несколько определений компонента: из отдельных навесок 10-1000 мг (если анализируемый объект— твердое вещество) или аликзот (если анализируемый объект — жидкость или газ).
Содержание определяемого компонента в анализируемой пробе должно отражать среднее содержание этого компонента во всем исследуемом объекте, т.е. анализируемая проба должна быть представительной. Насколько это важно, можно показать на следующих примерах. Так, при массе анализируемой пробы 1 — 10 г оценивается среднее содержание определяемого компонента в генеральной пробе массой в несколько тонн и в конечном счете — запасом компонента в месторождении. Определение содержания физиологически активного компонента в анализируемой пробе из одной или нескольких таблеток дает основание для оценки эффективности всей партии лекарственного препарата. Эти примеры показывают необходимость правильного отбора пробы.
Напомним, что именно погрешность в отборе пробы часто определяет общую погрешность химического анализа и, ие оцепив погрешности на этой стадии, нельзя говорить о правильности определения компонента в анализируемом объекте. Чем больше материала отобрано для пробы, тем она представительнее. Однако с очень большой пробой трудно работать, это увеличивает время анализа и расходы на него. Таким образом, отбирать пробу нужно так, чтобы она была представительной и не очень большой. Способы отбора пробы и ее величина прежде всего определяются физическими и химическими свойствами анализируемого объекта.
При отборе пробы нужно учитывать: 1) агрегатное состояние анализируемого объекта (способы отбора пробы различны для газов, жидкостей и, твердых веществ); 2) неоднородность азэлазируемого материала (чем однороднее вещество, тем проще отобрать пробу); 3) размер частиц, с которых начинается неоднородность; 4) требуемую точность оценки содержания компонента во всей массе анализируемого объекта в зависимости от задачи анализа и природы исследуемого объекта (так, требуется ббльшая точность при определении в лекарстве содержания физиологически активного компонента, чем при определении содержания компонента в руде для оценки рентабельности месторождения). Один из факторов, который нужно учитывать при выборе способа отбора пробы, — возможность изменения состава объекта и содержания определяемого компонента во времени. Например, переменный состав воды в реке, колебания состава дымовых газов промышленного предприятия, изменение концентрации компонентов в пищевых продуктах и т.д.
Рассмотрим подробнее отбор пробы газов, жидкостей и твердых веществ. Отбор пробы газов. Степень однородности газов велика: неоднородность наблюдается на молекулярном уровне. Смеси газов гомогеины, поэтому генеральная проба может быть относительно небольшой и отбор пробы обычно ие представляет трудностей. Пробу газа отби- 62 мерной колбы или авто конденсируют турах. По-равному с тока. В замкнутой емкости (например, цех предприятия, рабочая комната и т.д.) пробу газа отбирают в равных точках, в эависиьюсти от задачи объемы газа смешивают или анализируют отдельно каждую пробу. При отборе пробы иэ потока газа обычно используют метод продольных струй и метод поперечных сечений.
Метод продольных струй применяют, когда состав гаэа вдоль потока не меняется. В этом случае поток делят на ряд струй вдоль потока и пробы газа отбирают в струях через одну (рис. 3.1, а), Если состав газа вдоль потока меняетсл, то пробы берут на определенных расстояниях (часто через специальные отверстия в трубах) вдоль потока (рис. 3.1, 6).
Так как состав аналиэируемых газов часто меняется во времени (например, в зависимости от графика работы предприятий, состояния атмосферы, температуры в помещениях и т.д.), то в зависимости от требуемой информации пробы усредняют или аналиэируют отдельно объемы газов, отобранные в равное время. Отбор пробы жидкостей. Способы отбора гомогенных и гетерогенных жидкостей различны. Гомогенные жидкости отличаются высокой степенью однородности, поэтому, как и для газов, способы отбора пробы относительно просты. Смеси твких исидкостей, как правило, гомогенны и хорошо перемешиваются.
Пробу гомогенной жидкости отбирают при помощи соответствующих липсток, бюреток и мерных колб. Отбор пробы иэ общей емкости проводят после тщательного перемешивания. г г т ~~ (б !!!! ! ! ! ! ! ! ! ! р,! ! ! Меапа ппФаа лапам а Ю а Ю Рис.з.п Отбор пробы гвзв в потоки Рис.а.ь Отбор пробьв е * метод продольных струй! 6 - о - жидкости в потоке; б - гетерогенной жидкости Метод поперечных сечений (стрелке- пробоотборником с изолированными лчейквми ми покезвны места отбора проб) Это важно, так как в поверхностном слое емкости могут проходить различные химические реакции, меняющие состав образца.
Если по какой-либо причине (например, из-за большого объема) жидкость нельзя хорошо перемешать, то отбор пробы проводят на разной глубине и в разных местах емкости. Отбор гомогенной жидкости из потока проводят через определенные интервалы времени и в разных местах (рис. 3.2, а). Для отбора проб на разной глубине используют специальные пробоотборные устройства — батометры различной конструкции. Основная часть бато- метра — цилиндрический сосуд вместимостью 1 — 3 л, закрывающийся сверху и снизу крышками. После погружения в жидкость на заданную глубину крышки цилиндра закрывают и сосуд с пробой поднимают на поверхность.
Место и время отбора жидкости выбирают в зависимости от решаемой задачи. Например, при анализе сточных вод необходимо согласовать время и место отбора пробы с технологическим процессом; учитывать время прохождения сточной воды через очистные сооружения; анализировать не только воду самих стоков, но и воду водоема ниже и выгпе впадения в него стока, что покажет, насколько водоем загрязняется сточными подами. Существуют также правила, регламентирующие место и время отбора природных вод в реках, озерах и других водоемах. Пробы гетерогенных жидкостей отбирают не только по объему, но и по массе. Чтобы отобрать пробу, поступают поразному: в одних случаях жидкость гомогенизируют, в других, наоборот, добиваются полного ее расслоения.
Гомогенизацию проводят, изменяя температуру, перемешивая жидкость или подвергая ее вибрации. Если гомогенизировать жидкость невозможно, то ее рассланвают и отбирают пробу каждой фазы, используя при атом специальные пробоотборники с большим числом забирающих камер (рис. 3.2, 0). Так отбирают на анализ различные фракции продуктов и полупродуктов нефтеперерабатывающей промышленности. Обычно пробу берут после отстаивания смеси жидкостей в чанах или цистернах.
Таким образом, в зависимости от природы жидкости и решаемой задачи при анализе может меняться способ и время отбора пробы, ее размер. Заметим, что размер генеральной пробы жидкости, хотя и меняется в известных пределах, но все же обычно не велик и не превышает нескольких литров или килограммов: Вещество..... Нала НО1 ННОд НзО Моторный Генеральная бензин проба........ 1,0 кг 1,0 кг 0,1 кг 2-5 л 2 л Отбор пробы твердых веществ Прн отборе генеральной лабораторной н анализируемой пробы твердых веществ прежде всего возникает вопрос о размере пробы, который должен обеспечивать ее представительность.
Оптимальная масса пробы обусловлена неоднородностью анализируемого объекта, размером частиц, с которых начинается неоднородность, и требованиями к точности аналиаа, обычно определяемой погрешностью в отборе пробы. Зависимость массы представительной пробы от размера неоднородных частиц проиллюстрирована ниже: 10 5 46-50 25 Для расчета оптимальной массы представительной пробы существует несколько приемов. Часто используют приближенную формулу Ричердса — Чеччота: г1 — А71г где Ц вЂ” масса пробы, обеспечивающая ее представительность, кг; И— наиболыпий диаметр неоднородных частиц, мм; А' — эмпирический коэффициент пропорциональности, характеризующий степень неоднородности распределения определяемого компонента в материале, меняется в пределах 0,02 — 1. В более точных расчетах используют формулу Бенедетти — Пнхлера: (3.1) де з„— относительное стандартное отклонение, характериаующее огрешность отбора пробы; Р— доля фазы, содержащей определя- А мый компонент А во всей массе анализируемого объекта.
Р н р А лагкость материала анализируемого объекта и фазы, содержащей определяемый компонент А, г/смг; и — оптимальная масса пробы, г; 17 — число частиц на 1 г материала пробы с наибольшим диаметром 3-71 55 Диаметр неоднородных частиц, мм... Масса пробы, 50-3-10г 10-700 2-100 0,5-25 0,2-10 0,1-5 0,02-1 частиц и (мм) и плотностью р (уг' в зтам случае оценивают по номо- грамме, рассчитанной для частиц сферической формы, рис. 3.3).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
