第三节 试样采取与处理
一、采样原则
采样的基本目的是从被检总体物料中在机会均等的情况下取得有代表性的样品。
1.采样目的
化工分析可能遇到的分析对象是多种多样的，有固体、液体和气体，有均匀的和不均匀的。采样目的可分为下列几种情况。
（1）技术方面目的
确定原材料、中间产品、成品的质量；中间生产工艺的控制；测定污染程度、来源；未知物的鉴定等。
（2）商业方面目的
确定产品等级、定价；验证产品是否符合合同规定；确定产品是否满足用户质量要求。
（3）法律方面目的
检查物料是否符合法律要求；确定生产中是否泄漏，有毒有害物质是否超标准；为了确定法律责任，配合法庭调查；仲裁测定等。
（4）安全方面目的
确定物料的安全性；分析事故原因的检测；对危险物料安全性分类的检测等。
2.采样方案和记录
采样方案内容包括待检总体物料的范围；确定采样单元；确定采样数目、部位和采样量；采样工具和采样方法；试样处理加工方法及安全措施。
记录内容包括试样名称、采样地点和部位、编号、数目、采样日期、采样人等。
二、液体试样的采取
1. 样品类型
（1）部位样品
从物料特定部位或在物料流的特定部位和时间取得一定数量或大小的样品，它是代表瞬时或局部环境的一种样品。
（2）表面样品
在物料的表面取得的样品。
（3）底部样品
在物料最低点取得的样品。
（4）上、中、下部样品
在液面下相当于某一确定体积
处取得的一种部位样品。
（5）平均样品
将一组部位 （ 上、中、下 ） 样品混合均匀的样品。
2.采样方法
（1）常温下流动液体的采样
①件装容器物料的采样。随机从各件中采样，混合均匀作为代表样品。
②罐和槽车物料采样。采得部位样品混合均匀作为代表样品。
③管道物料采样。周期性地从管道上的取样阀采样。最初流出的液体弃去，然后取样。
（2）稍加热成流动液体的采样
对于这类试样的采样，最好从交货方在罐装容器后的现场采取液体样品。当条件不允许时，只好在收货方将容器放入热熔室中，使产品全部熔化后采液体样品或劈开包装采固体样品。
（3）黏稠液体的采样
由于这类产品在容器中难以混匀，最好从交货容器罐装过程中采样，或是通过搅拌达到均匀状态时采部位样品，混合均匀为代表样品。
（4）液化气体的采样
低碳烃类的石油液化气、有毒化工液化气体液氯及低温液化气体产品液氮和液氧等的采样，必须使用一些特定的采样设备，采样方法严格按照有关规定进行。
三、气体试样的采取
1.样品类型
采取的气体样品类型有部位样品、混合样品、间断样品和连续样品。
2.采样方法
（1）常压下取样
当气体压力近于大气压力时，常用改变封闭液面位置的方法引入气体试样，或用流水抽气管抽取，如图2-15（a）、（b）所示。封闭液一般采用氯化钠或硫酸钠的酸性溶液，以降低气体在封闭液中的溶解度。
（2）正压下取样
当气体压力高于大气压力时，只需开放取样阀，气体就会流入取样容器中。如气体压力过大，在取样管和取样容器之间应接入缓冲器。正压下取样常用的取样容器是橡皮球胆或塑料薄膜球。
（3）负压下取样
负压较小的气体，可用流水抽气管吸取气体试样。当负压较大时，必须用真空瓶取样。图2-15（c）为常用的真空瓶。取样前先用真空泵将瓶内空气抽出（压力降至8～13kPa），称量空瓶质量。取完气样以后再称量，增加的质量即为气体试样的质量。
图2-15 气体取样容器
同理，在采取气体试样之前，必须用样气将取样容器进行置换。气体样品取来后，应立即进行分析。
四、固体试样的采取与制备
对于组成较为均匀的固体化工产品、金属等取样比较简单。对一些颗粒大小不匀、组成比较复杂的物料，必须按照一定的程序进行采样。
（1）采样数目
对于单元物料，按表2-4确定采样单元数；对于散装物料，批量少于2.5t，采样数为7单元（点）；批量在2.5～80t，采样数为
（取整数）；批量大于80t，采样单元数（点）为40。
表2-4 采样数目的确定
（2）采样方法
①粉末、小颗粒物料采样。采取件装物料用探子或类似工具，按一定方向，插入一定深度取定向样品；采取散装静止物料，用勺、铲从物料一定部位沿一定方向采取部位样品；采取散装运动物料，用铲子从皮带运输机随机采取截面样品。
②块状物料采样。可以将大块物料粉碎混匀后，按上面方法采样。如果要保持物料原始状态，可按一定方向采取定向样品。
③可切割物料采样。采用刀子在物料一定部位截取截面样品或一定形状的几何样品。
④需特殊处理的物料。物料不稳定、易与周围环境成分（如空气水分等）反应的物料，放射性物料及有毒物料的采取应按有关规定或产品说明要求采样。
（3）样品制备
①样品制备基本原则。不破坏样品的代表性；不改变样品组成和不受污染；缩减样品量同时缩减粒度；根据样品性质确定制备步骤。
②制备技术。包括粉碎、过筛、混合、缩分四个步骤。粗样经破碎、过筛、混合和缩分后，制成分析试样。常用的缩分法为四分法：将试样混匀后，堆成圆锥形，略为压平，通过中心分为四等份，把任意对角的两份弃去，其余对角的两份收集在一起混匀，如图2-16所示。这样每经一次处理，试样就缩减了一半。根据需要可将试样再粉碎和缩分，直到留下所需量为止。在试样粉碎过程中，应避免混入杂质，过筛时不能弃去未通过筛孔的粗颗粒，而应再磨细后使其通过筛孔，以保证所得试样能代表整个物料的平均组成。
图2-16 四分法缩分试样
最后采取样品量，分为两等份，一份供检验用，一份供备份用，每份为检验用量的3倍。
（4）试样的溶解
定量分析的大多数方法都需要把试样制成溶液。有些样品溶解于水；有些可溶于酸；有些可溶于有机溶剂；有些既不溶于水、酸，又不溶于有机溶剂，则需经熔融，使待测组分转变为可溶于水或酸的化合物。
①水。多数分析项目是在水溶液中进行的，水又最易纯制。因此，凡是能在水中溶解的样品，如相当数量的无机盐和部分有机物，都可以用水作溶剂，将它们制成水溶液。有时在水中加入少量酸，以防止某些金属阳离子水解而产生沉淀。
②有机溶剂。许多有机样品易溶于有机溶剂。例如，有机酸类易溶于碱性有机溶剂，有机碱类易溶于酸性有机溶剂；极性有机化合物易溶于极性有机溶剂，非极性有机化合物易溶于非极性有机溶剂。常用的有机溶剂有醇类、酮类、芳香烃和卤代烃等。
③无机酸。各种无机酸常用于溶解金属、合金、碳酸盐、硫化物和一些氧化物。常用的酸有盐酸、硝酸、硫酸、高氯酸、氢氟酸等。在金属活动性顺序中，氢以前的金属以及多数金属的氧化物和碳酸盐，皆可溶于盐酸。盐酸中的Cl-可与很多金属离子生成稳定的配离子。硝酸具有氧化性，它可以溶解金属活动性顺序中氢以后的多数金属，几乎所有的硫化物及其矿石皆可溶于硝酸。硫酸沸点高（338℃），可在高温下分解矿石、有机物或用于逐去易挥发的酸。用一种酸难以溶解的样品，可以采用混合酸，如HCl+HNO3 、H2SO4+HF、H2SO4+H3PO4 等。
④熔剂。对于难溶于酸的样品，可加入某种固体熔剂，在高温下熔融，使其转化为易溶于水或酸的化合物。常用的碱性熔剂有Na2CO3、NaOH、Na2O2或其混合物，它们用于分解酸性试样，如硅酸盐、硫酸盐等。常用的酸性熔剂有K2S2O7或KHSO4，它们用于分解碱性或中性试样，如TiO2、Al2O3、Cr2O3、Fe3O4等，可使其转化为可溶性硫酸盐。