化學分析方法精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術(shù)，我們?yōu)槟鷾蕚淞瞬煌L格的5篇化學分析方法，期待它們能激發(fā)您的靈感。

篇1

[關(guān)鍵詞]誤差、滴定、分析、準確度

中圖分類號：TQ014 文獻標識碼：B 文章編號：

前言

滴定分析是十分重要的化學分析方法，滴定分析法是通過標準溶液的濃度和滴定所消耗的體積算出試樣中被測組分含量的一種方法，為了使滴定分析的實驗結(jié)果可靠、準確，我們從實驗儀器、基本操作、滴定終點的判斷和標準溶液的配制等四個方面來分析誤差來源并討論避免誤差的策略。

一、誤差來源及如何提高滴定的準確度

1、實驗儀器

在滴定分析中用到的儀器主要有滴定管、移液管、錐形瓶等，如果清洗不干凈，就很可能引入雜質(zhì)；如果沒有潤洗或者潤洗不到位都會造成濃度的降低，是一種潛在的“稀釋”；滴定管注入液體時下端如果產(chǎn)生氣泡，將會對滴定所耗體積造成“偏大”的影響，使計算結(jié)果不夠準確；如果讀取數(shù)據(jù)時滴定管、移液管與水平面不垂直，液面不穩(wěn)定，顯然會造成讀數(shù)上的誤差；另外，如果移液時移液管中的液體沒有自然地全部流出，會使待測液體積減小，所消耗的標準溶液體積減少，濃度會計算的偏低。

由此可見，由于儀器而產(chǎn)生的誤差是完全可以避免的，可以采用儀器清洗干凈、至少潤洗三次、滴定管下端要放液體趕凈液泡、讀數(shù)要待大約30秒以后再準確讀數(shù)等等方法來避免。一些比較先進的滴定分析方法用到的儀器比較特殊，如電位滴定法需要用到智能電位滴定儀、磁子攪拌器、復合玻璃電極、離子色譜儀以及恒溫電導監(jiān)測器等，在儀器的前期校正、清洗等也需要小心，另外還要注意電極上吸附的沉淀的量也會引起誤差。畢竟滴定分析是一種較為精確的分析方法，半滴的誤差都會帶來很大改變。

2、基本操作

基本操作也就是對滴定管、移液管、錐形瓶的使用，誤差來源主要有：在滴定過程中左手對酸式滴定管的旋塞控制不當，旋塞松動導致塞處漏液，將會導致滴定用液體積不夠準確；堿式滴定管如果沒有控制好玻璃球，就會產(chǎn)生氣泡，造成讀數(shù)比實際耗液體積減小，引起誤差；操作時錐形瓶如果沒有及時搖動，會使滴定終點的判斷失去準確性，而且，可能會在后期待測液體反應不完全而用力搖動時濺出液體；滴定時流速過快造成錐形瓶內(nèi)液體外濺，會使標準溶液滴加過量；錐形瓶下沒有墊白紙或白瓷板作參比物，會使實驗者對錐形瓶中溶液顏色變化反應不靈敏，終點滯后；若錐形瓶中溶液變色后就立刻停止滴定，待測溶液未反應完全；滴定停止時，液面未穩(wěn)定時立即讀數(shù)會造成溶液讀出體積偏大，因為還有一部分標準溶液黏在滴定管壁上。

所以，基本操作是需要練習的，為了避免錯誤，可以說是熟能生巧的。另外，防止酸式、堿式滴定管的操作不當帶來的誤差，目前使用的滴定管已經(jīng)不分酸堿了，采用聚四氟乙烯的材料，可耐酸也可耐堿。另外，可以通過自制“游標”的方法來使讀數(shù)準確。用圓規(guī)把一個單位長度分成十份，可用厚白紙、透明塑料或有機玻璃片等來制作，然后與游標卡尺的使用方式相似。這樣讀數(shù)可以把估讀位讀的盡可能準確，而且會減少因為凹液面而帶來錯誤。

3、滴定終點

指示劑本身是一種弱酸或弱堿，會消耗滴定劑，所以指示劑的用量不能過多或者濃度過大，否則會造成變色遲鈍；另外還要正確選用指示劑；在近滴定終點時，要滴半滴，還要用純水淋洗錐形瓶壁，以更加準確的判斷滴定終點。通過終點誤差公式測算，可知滴定終點的判斷對誤差的控制非常重要。

4、標準溶液

標準溶液的濃度一定要準確，因為滴定分析就是建立在標準溶液濃度已知并準確的基礎上。因此，稱量的試劑質(zhì)量大于0.2g時，才能保證誤差小于0.1%。一般使用的滴定體積控制在20～40ml之間使測量體積的相對誤差小于0.1%。標準溶液配制不規(guī)范造成的誤差主要原因有：（1）化學實際沒有達到分析純的要求；（2）存在稱量誤差；（3）在配制標準溶液時，燒杯、玻璃棒、容量瓶等使用不規(guī)范。

為了避免由于配制溶液而造成的誤差，在直接配制法中，一般采用性質(zhì)穩(wěn)定、有較大摩爾質(zhì)量的物質(zhì)，因為摩爾質(zhì)量越大稱量時相對誤差越小。在間接配制法中，先配一個大致的濃度，再用基準物質(zhì)來標定其準確濃度，標定應平行測定3～4次，并要求測定結(jié)果的相對偏差不大于0.2%。基準物質(zhì)的量不應太少，最少要在0.2g以上。另外，標定好的標準溶液應該妥善保存，否則應該經(jīng)常標定。

二、通過實驗簡述滴定分析的誤差及避免

1、 簡介水泥化學分析的中主要用到的滴定分析方法

在水泥及其原材料化學分析中常用的標準溶液有EDTA標準溶液、氫氧化鈉標準溶液、鹽酸標準溶液、硝酸汞標準溶液等。

2、 誤差來源及避免

標準溶液的濃度值的準確與否直接影響滴定分析測量結(jié)果的準確度。

在水泥化學分析中，所用的幾種標準滴定溶液通常配成大約規(guī)定濃度，然后用某些基準物質(zhì)進行標定而獲得幾組數(shù)據(jù)。在標定過程中，首要的是采取措施對整個過程進行質(zhì)量控制，如對天平、滴定管、容量瓶等進行校準并正確操作，確定滴定終點方法可靠等。國家標準GB / T601-2002《化學試劑標準滴定溶液的制備》對此作了規(guī)定。有關(guān)條文如下：

（1）當稱量工作基準物質(zhì)的數(shù)值《0.5g時，按精確至十萬分之一克稱量；數(shù)值>0.5g時，按精確至萬分之一克稱量。

（2）制備滴定用標準溶液的濃度值應在規(guī)定濃度值的5%范圍內(nèi)。如要制備0.015mol / L EDTA標準溶液則實際制備的溶液濃度值應在0.0143mo1 / L一0.0157mo1/L范圍內(nèi)。

（3）標定標準溶液的濃度應實行兩人同時標定，每人4次平行測定結(jié)果極差的相對值要小于0.15%，兩人共8次平行測定結(jié)果極差的相對值要小于0.18%。若超出上述數(shù)值，應再將溶液攪拌均勻，查找有關(guān)原因后，重復標定，直到符合極差要求。取兩人8次平行測定結(jié)果的平均值為最終標定結(jié)果。

（4）使用標準滴定溶液時的滴定速度要與標定時的滴定速度一致，一般應保持在6mL / min一8 mL /min，約2滴/秒一3滴/秒，從而使溶液在管壁上的附著殘留量少而恒定。近滴定終點時要放慢滴定速度，約每秒1滴或攪拌兩圈才滴一滴，這樣，終點的顏色突變清楚、準確。滴定溶液的消耗量，每次都按GB /T601-2002中附錄A進行補正。

（5）標準滴定溶液的重復標定。標準規(guī)定，標準滴定溶液在常溫下的保存時間一般不超過兩個月。溫度變化對標準滴定溶液濃度穩(wěn)定性影響大，氫氧化鈉標準滴定溶液的變化尤為明顯，當溫度在二天內(nèi)變化10℃以上時需重復標定一次。

所以有些實驗應該嚴格按照標準實行操作，才能保證結(jié)果的準確。進行空白實驗的設置也是十分有必要的，以校正試劑及人為誤差。化學分析中滴定分析是一種傳統(tǒng)的方法，在很多實驗中都會用到這類分析方法。

結(jié)束語

誤差是難以避免的，但是我們可以通過熟練的操作方法、實驗方法的改良、精細的數(shù)據(jù)測量等將產(chǎn)生的誤差減到最小，最終提高滴定分析的準確度。

參考文獻：

[1].任樹林，減小滴定分析誤差的兩種方法，延安教育學院學報， 2004年6月.

篇2

關(guān)鍵詞：分析方法 選擇 注意點

中圖分類號：O651 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0053-01

化學分析隨著科學的發(fā)展而發(fā)展，兩者之間相互依賴和促進，產(chǎn)生了大量的分析方法。這些分析方法保證了生產(chǎn)和科研產(chǎn)品的質(zhì)量，還盡可能消除分析過程中影響分析的主要因素對分析結(jié)果的影響。但是，日常生產(chǎn)要怎樣選擇和使用正確的分析方法，避免在分析時出現(xiàn)一些不該出現(xiàn)的錯誤，造成生產(chǎn)材料的損失，減少實驗的誤差，是現(xiàn)在人們所面臨的問題。筆者在此就這方面問題，提出了一些自己的觀點和處理的方法。

1 理解什么是化學分析

化學分析最早起源于貝利蔡烏斯的原子量的測定，化學分析就是對物質(zhì)進行化學分子或化學反應角度分析的一門技術(shù)[1]。化學分析具有較強的實用性，是理論在實踐中應用的典型代表。化學分析一般被分為重量分析和滴定分析。在現(xiàn)代社會，化學分析是一門獨立的科學技術(shù)，它在醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測、航天、生物、地質(zhì)等各個領域都有極廣泛的應用。例如，新藥物的研究與開發(fā)，根據(jù)分析，得出不同分量的藥品搭配后會達到什么樣的效果；又比如說空氣質(zhì)量的檢測，通過化學實驗，測出空氣中各種氣體的比例等。

從理論上來說，化學分析是根據(jù)定量化學反應的計量關(guān)系，是一個在測試中不斷的過程。化學分析過程經(jīng)常會有許多繁瑣的步驟，每一個步驟如果發(fā)生偏差會產(chǎn)生許多連帶的效果。同時每一次化學分析往往需要經(jīng)過一系列的復雜操作步驟，為了得到化學分析的測試數(shù)據(jù)，每一步都要細心把關(guān)。這個過程中，分析方法的選擇，如何準確把握分析過程，保證儀器與試劑的精度，還有現(xiàn)實的實驗條件等方面都會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，這也是造成誤差的基本原因。化學分析既是未來發(fā)展選擇的需要，也是提高化學技術(shù)的關(guān)鍵。該選擇哪一種化學分析，保證化學結(jié)果的準確，是我們面臨的重點問題，因此，要十分重視。

2 合理選擇化學分析方法

2.1 選擇分析方法前，要明確分析的目的

分析目的不會只有一個的，明確分析的目的，了解需要達到的實驗的準確度，才能更好選擇化學分析方法。比如說很多分析一般采用儀器分析，選擇什么樣精度的儀器，對分析的結(jié)果有很大的影響。如果隨意選擇，這對實驗的結(jié)果也把握不住。

2.2 選擇分析方法時，要先確定方法的準確度

這個一方面是可以通過用標準物質(zhì)來確定的。有些人認為標準物質(zhì)不好得到就直接采用加標回收法，但有時加標回收法不可靠，因為回收率為100%只能說明加入的標準測定無系統(tǒng)誤差[2]。這種方式從理論上說是可行的，在實際操作中，這種方式的準確度是不好把握的，容易出現(xiàn)偏差。

2.3 從各方面分析物質(zhì)的物料物性

種植方式能夠幫助你選擇合適的化學分析方法。分析一個物質(zhì)的化學性質(zhì)，需要先查找文獻或化工詞典來了解其物料物性，和這個物質(zhì)所含有的有機物和無機物甚至是它的化工用途，這些都是對分析人員的分析有幫助的。如果你都不了解物質(zhì)的基本屬性，又怎么能說你的分析數(shù)據(jù)可靠。也只有充分了解了這個物質(zhì)，才能做出正確的選擇。

2.4 了解化學分析方法

選擇合適的化學分析方法，不僅需要了解物質(zhì)的基本屬性，最根本的還是要了解化學分析方法。首先要了解有多少種分析方法，再學會并且掌握每種分析方法。有時候分析工作中需要使用兩種乃至更多，就要求工作人員能夠熟練、靈活的運用分析方法。很多時候，化學分析法適用于常量分析。在進行微量分析時得到的數(shù)據(jù)比其他分析得到的結(jié)果準確度較差，在和常量成分的分析比較時，這種化學分析方法會產(chǎn)生較大的誤差。比如在滴定過程中，由于反應進行得不完全，所得到的結(jié)果就會和預計的數(shù)據(jù)不相符合，或者由于條件沒有控制好，又或者發(fā)生副反應等原因，都會引起一系列的測定誤差。因此，根據(jù)實際情況，要學會選擇合適的分析方法，同時為了減小誤差，更要選取適用的樣品。

2.5 采取質(zhì)量控制措施

分析人員要正確理解方法原理，在實驗過程中避免不必要的返工。一方面要求分析室有完善的質(zhì)量控制制度，分析人員在經(jīng)過專業(yè)培訓的前提下，能熟練進行日常分析項目的操作；另一方面不可以局限在死板的規(guī)定上，學會靈活變化[3]。在對質(zhì)量的控制上進行嚴格把關(guān)。

事實證明，任何一類分析方法都存在問題，也都有其優(yōu)點。所以，沒有任何一種分析方法能在所有的分析工作中使用。每一個標準的分析實驗室都要有幾種不同的分析方法的設備，以便在分析時使用。選擇時要根據(jù)材料的特性、分析成本和分析室技術(shù)水平來選擇合適的分析方法。要學會比較，確保最后選擇的方法是最合適的方法。

3 選擇化學分析方法的實際意義

（1）當今社會，競爭十分激烈，工作的速度與效率越加重要。如果進行無意義的分析工作，會浪費大量的成本，同時也讓自己失去了抓住機遇的機會。合理的研發(fā)能夠在一定程度上減少工作的時間，節(jié)約生產(chǎn)的成本。因此，分析人員要做好分析工作，選擇合適的化學分析方法，才能得到準確的分析結(jié)果，用了判斷研發(fā)的合理性。選擇了錯誤的分析方法甚至會使工藝研發(fā)走向誤區(qū)，導致研發(fā)工作得不到預期的成果，使企業(yè)陷入困境。

（2）創(chuàng)新是現(xiàn)代社會發(fā)展的主題，化學工作者只有選擇正確的分析方法才能使研發(fā)工作更好的進行，企業(yè)的競爭力才能得到增強。通過比較研究，也更容易得出新的結(jié)果和方法。社會在進步，任何老舊的數(shù)據(jù)也是需要不斷更新的，化學分析讓實驗者通過數(shù)據(jù)的直接比較，得出最新最優(yōu)的方法，是現(xiàn)實世界最需要的。

4 結(jié)語

化學分析方法有很多，工作者在選擇時很難選到最好的方法，因為選擇方法更多的是靠實踐中經(jīng)驗的積累。但任何事都是有規(guī)律的，該文對化學分析方法的選擇做了一些論述，提出了一些選擇的方法，希望能給分析人員帶來幫助。總之，化學分析方法在不斷的推陳出新，每個分析工作者都要學會并運用于實際工作。

參考文獻

[1] 鄧勃，王晨庚，汪正范.分析儀器與儀器分析概論[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005：261.

篇3

【關(guān)鍵詞】鋼鐵；釩鈦；化學分析

1.鋼鐵中釩的測定

測定鋼鐵及其礦物原料中釩的方法通常是亞鐵容量法、電位滴定法、鉭試劑-氯仿萃取分光光度法和PAR一H202一V三元絡合物分光光度法等。也有用到新釩試劑（2，2’一二羧基二苯胺）法，聯(lián)苯胺催化法等方法的。

1.1亞鐵容量法

亞鐵容量法是將釩在酸性溶液中氧化成五價的VO2+1，用N-苯基代鄰位氨基苯甲酸作為指示劑，用亞鐵標液滴定將五價的VO2+1還原成四價的VO+2，然后根據(jù)所用亞鐵標液的量，通過電子守恒計算釩含量。氧化劑可以用到過硫酸銨或者高錳酸鉀，需要注意的事項有：

1.1.1酸度

學者對于高錳酸鉀作為氧化劑時的硫酸酸度定義不一，一部分學者認為，含鐵時為11-18%，不含鐵時，為11-15%1；也有一部分學者認為酸度應控制在12-18%2，4-13.5N3，18-26%4等，而用過硫酸銨作為氧化劑時，學者一般統(tǒng)一認為是15-20%5。基于此，筆者建議，此方法的酸最好控制度在12-15%的范圍內(nèi)，尤其以15%左右為最佳酸度值。如果超出了這個范圍，酸度太大就會使得終點顏色拖長，影響滴定結(jié)果，使滴定結(jié)果偏高，酸度太低又會使得反應緩慢，甚至反應不能進行。

1.1.2加入磷酸的量

①加入磷酸的目的。

加入磷酸的目的主要是與鐵形成絡合物，因為黃色的Fe3+會對終點的判斷造成影響。而且磷酸的用量過多使滴定結(jié)果偏低，用量太少，會使黃色的Fe3+無法完全生成絡合物，影響對滴定終點的判斷，使結(jié)果偏高。

②磷酸用量與含鐵量的關(guān)系。

磷酸的用量與鐵含量是有密切關(guān)系的，可以這樣說，鐵含量高，加入磷酸的量也就相應增加，規(guī)律如下：

不含鐵：加入磷酸（1：1）量4-8毫升。

鐵含量為250毫克：加入磷酸（1：1）10毫升。

鐵含量為500毫克：加磷酸（1：1）15毫升。

不過，一般加磷酸（1：1）量最多為10毫升。因為加入過多的磷酸，會對滴定結(jié)果造成影響。

1.1.3指示劑

有學者對指示劑（N-苯基代鄰位氨基苯甲酸）的氧化還原電極電位的說法不一，一般有兩種說法，一種認為E00.89v或E0=1.08V6。實驗中嘗試用的指示劑一般是配成0.2%的堿溶液。

1.2鉭試劑-氯仿萃取分光光度法

VO2+1在酸性條件下能夠與鉭試劑洛河生成紫色物質(zhì)，此物質(zhì)可以用氨仿進行萃取。該方法實施的條件如下：

1.2.1酸度

有關(guān)資料對萃取所需的酸度資料定義沒有統(tǒng)一，筆者認為，萃取的效果是跟氯離子有關(guān)的，氯離子太多，反應時間長，有可能使VO2+1被還原，酸度太小時，其吸光值也隨之降低，導致萃取回收率降低。所以，以HCI為介質(zhì)的溶液酸度為4N最好。

1.2.2萃取劑以及有機相和水相比

萃取劑通常可以用氯仿、苯、四氯化碳等有機溶劑，其中以氯仿效果最好。只要在一定的酸度范圍之內(nèi)，有機相與水相比有可能增大到1：9。

1.2.3加入KMnO4的量

KMnO4具有強氧化性，用其將釩氧化成為VO2+1時也要注意用量的問題，如果用量過多，會使得吸光值增加，這主要是因為鹽酸不能使Mn+7完全還原成Mn+2，而產(chǎn)生中間價態(tài)的四價錳，從而增高了空白值。

2.鋼鐵中鈦的測定

測定鋼鐵及其礦物原料中鈦的方法通常是容量法和比色法，比色法，對這些方法的簡述如下：

2.1高鐵容量法

高鐵容量法的環(huán)境也是酸性溶液，酸性條件下用鋁箔將Ti+4還原成Ti+3，指示劑可以用硫氰酸銨或中性紅，然后用Fe+3標液滴定Ti+3；再根據(jù)Fe+3標液的用量計算含鈦量。該方法的條件如下：

2.1.1酸度

學者認為，還原鈦的酸度最好是1-6NHCl或1-8NH2SO4。不過，當鈦的含量太大時，一般選擇3NH2SO4加3NHCI溶液即可。

2.1.2還原劑和指示劑

還原鈦用到的還原劑一般有鋅汞齊、金屬鎘、銀、鋁、鐵等。其中，鋁是最方便也是價格比較便宜的一種還原劑，而鐵粉的原速度雖然比較慢，但可以在一定程度上消除對鈦的干擾。

指示劑一般多采用硫氰酸按或中性紅。

2.2變色酸（CTA）比色法

在酸性條件下，鈦與變色酸反應能夠生成紅棕色絡合物，可以用于比色測定。該方法的條件如下：

2.2.1酸度

顯色反應的酸度范圍一般是PH值為2.5～3.0，顯（下轉(zhuǎn)第179頁）（上接第135頁）色介質(zhì)可以是HCI，乙酸或H2SO4。滿足此條件時，顯色反應較為靈敏度。當pH>1時，顯色介質(zhì)一般是H2C2O4-H2SO4，雖然此時靈敏度較前者更低，但是穩(wěn)定性還是能夠保證的。

2.2.2溫度及穩(wěn)定性

該顯色反應對溫度的要求并不是很敏感，通常在室溫下就可立即顯色，當溫度達到40℃以上時顏色加深，而且顯色后的穩(wěn)定時間至少為1個小時。

2.2.3干擾元素

鋼鐵中的常存元素對草酸-變色酸的測定并沒有太大的影響，但是草酸能夠和鐵生成黃色絡合物。在鋼鐵及冶金原料中含鐵量并不完全相同，而且各元素在溶于酸性溶液的顏色深淺不同，因此會造成比較大的誤差。比如說，在酸性溶液中，鉻，銅顯深綠色，釩、鎳、鉑顯淺黃色。鎢雖然不影響顯色反應，但樣品中鎢含量過高時，鎢會在酸性溶液中產(chǎn)生的鎢酸沉淀，此沉淀會在一定程度上吸附釩。其中，氟的存在對測定也有一定的干擾，它的漂白性能使顯色液退色。

總之，鋼鐵中釩鈦的分析方法有很多種，各有各的優(yōu)勢，這就需要學者根據(jù)自身環(huán)境的情況來進行正確的取舍，也希望找到更加方便快捷經(jīng)濟的分析方法。 [科]

【參考文獻】

[1]鋼鐵化學分析標準方法起草實驗報告集.鞍鋼鋼研所.

[2]苑廣智，徐光媚.鋼鐵中釩的測定試驗報告，攀研院、重慶鋼研所（內(nèi)部資料），1966，7.

[3]四氯化釩中微量釩的測定，蔡忠，21（197）.

篇4

（河南省安陽市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督檢驗測試中心，安陽 455000）

（Anyang Test Center of Quality and Technology Supervision，Anyang 455000，China）

摘要： 本文對標準物質(zhì)法、質(zhì)量控制圖法、加標回收率法、不同分析方法比對法、能力驗證法等化學分析評價方法進行了探討。

Abstract： The standard material, quality control chart method, standard addition method of recovery, comparison method of different analysis methods, ability validate method and other chemical analysis evaluation methods are discussed in this paper.

關(guān)鍵詞 ： 化學分析結(jié)果；評價方法；探討

Key words： chemical analysis results；evaluation method；discussion

中圖分類號：O213.1 文獻標識碼：A

文章編號：1006-4311（2015）06-0328-02

0 引言

對于同一個樣品，質(zhì)控水平高的實驗室，它們之間的檢驗數(shù)據(jù)相差較小，如標準物質(zhì)定值的協(xié)作單位；而對于質(zhì)控水平低的實驗室，檢驗數(shù)據(jù)有時與質(zhì)控水平高的實驗室相差較大。雖然造成這種情況有多方面的原因，但缺少對分析結(jié)果的評價則是最為重要的原因。質(zhì)量評價，就是對分析結(jié)果的準確程度作出判斷。一個實驗室如果在出具檢驗報告之前還未對對自己的數(shù)據(jù)進行質(zhì)量評價，只是機械地把按照技術(shù)標準檢測得出的數(shù)據(jù)報出，那么這份報告就存在質(zhì)量事故隱患。為提高檢驗報告水平，同時在市場競爭中占有一席之地，實驗室必須把結(jié)果評價作為日常一項重要工作長期地開展下去。下面僅就簡易可行的質(zhì)量評價方法作簡要論述。

1 標準物質(zhì)法

標準物質(zhì)的定值通常采用多家實驗室、不同測量方法來獲得，最終結(jié)果為各實驗室測量結(jié)果的加權(quán)平均值。它的準確性比較可靠，易為各方接受。選擇物理形態(tài)和化學組成、濃度水平與實際檢測樣品相近的標準物質(zhì)，使用相同的方法和儀器，同時測定標準物質(zhì)和樣品。如果標準物質(zhì)的分析結(jié)果

在證書上所給保證值（A±U）范圍內(nèi)，則表明分析測定過程不存在明顯的系統(tǒng)誤差，樣品的分析結(jié)果是準確可靠的。標準物質(zhì)法適用于實驗室內(nèi)部和實驗室間的數(shù)據(jù)評價，是評價檢驗結(jié)果的首選方法。

2 質(zhì)量控制圖法

實際工作中，很多產(chǎn)品沒有標準物質(zhì)。在此情況下，就需要用數(shù)據(jù)統(tǒng)計的方法來評價分析結(jié)果。質(zhì)量控制圖是評價實驗室內(nèi)和實驗室間檢測結(jié)果的有效方法之一。在實際工作中，它起著如下重要作用：

①質(zhì)量控制圖可以及時直觀地展示出分析過程是否處于統(tǒng)計控制中；②質(zhì)量控制圖可以直接評估“統(tǒng)計受控”狀態(tài)下測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)；③質(zhì)量控制圖是檢驗各實驗室間數(shù)據(jù)是否一致的有效方法。

2.1 如果質(zhì)量控制樣的檢測數(shù)據(jù)超出控制限（3σ），則表明此次分析過程未處在“統(tǒng)計受控”狀態(tài)下，那么樣品的檢測結(jié)果也不可靠。

2.2 常用的質(zhì)量控制圖有：平均值控制圖（X）、均值—極差控制圖（X-R）、均值—標準差控制圖（X-S）等。

2.3 正確繪制質(zhì)量控制圖需要注意的事項：①質(zhì)量控制樣品物理或化學性質(zhì)應均勻穩(wěn)定，其數(shù)量要滿足有效和規(guī)定時間內(nèi)統(tǒng)計量的測定所需。②逐日分析質(zhì)量控制樣品，達20次以上后計算統(tǒng)計值。當積累了新的20批數(shù)據(jù)，應重新繪制質(zhì)量控制圖，作為下一段的控制依據(jù)。③在日常分析時，質(zhì)控樣品和被測樣品同時進行分析，然后將質(zhì)量控制樣品測試結(jié)果標于圖中，判斷分析過程是否處于控制狀態(tài)。④控制限的計算。常規(guī)控制圖控制限分別位于中心線兩側(cè)的3σ距離處。當用有限次測量的標準差S代替σ時，應按照GB/T 4901-2001的規(guī)定進行統(tǒng)計計算。見表1。⑤繪制質(zhì)量控制圖可疑數(shù)據(jù)的處理：一組觀測值可疑值的取舍準則有：拉依達準則、肖維勒準則、格拉布斯準則、羅馬諾夫斯基準則、狄克遜準則。尤其是狄克遜準則，它使用極差法剔除可疑值，無需計算X及S，使用簡便且適用小樣本，已列為ISO和ASTM的推薦方法。

可疑數(shù)據(jù)的統(tǒng)計檢驗步驟：①用給定的公式計算統(tǒng)計量；②根據(jù)需要選定顯著性水平，如5%、1%、0.1%等。一般選用5%，高精度測量可選用1%；③按自由度和選定的顯著性水平，從相應的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表中查出統(tǒng)計量的臨界值；④將統(tǒng)計量的計算值與臨界值比較，從而判斷被檢驗的數(shù)值是否屬離群值。

3 加標回收率法

測定加標回收率是內(nèi)部質(zhì)量評價的一個方法，通過測定回收率，可以判斷樣品在處理過程中的損失或污染情況，在一定程度上能反映測試結(jié)果的準確度。目前，分析工作者常用在樣品中加入已知標準物的辦法來測定回收率。需要注意的是，標準物通常為簡單的離子化合物，而樣品中的被測組分存在形態(tài)往往比較復雜，還受其它組分的干擾，這樣測得的回收率不能反映實際的回收率。因此最好采用加入與被測樣品基體相同或相似的標準物質(zhì)來測定回收率。如果加標回收率滿足要求，這樣從一個側(cè)面反映出檢測結(jié)果的可靠性。一般每批產(chǎn)品應隨機抽取10%-20%的樣品進行加標回收。

實際工作中，很多樣品沒有標準物質(zhì)，也只能采用標準加入法測定回收率。使用之前，須設法驗證標準加入法的可靠性。

回收率范圍在相關(guān)文獻里都可以查到，現(xiàn)將 GB/T 27404-2008《實驗室質(zhì)量控制 食品理化檢測》關(guān)于回收率的規(guī)定列表如表2。

4 不同分析方法比對法

不同分析方法比對是實驗室內(nèi)或?qū)嶒炇议g分析結(jié)果質(zhì)量評價的又一個比較好的方法，它可以發(fā)現(xiàn)多組數(shù)據(jù)之間有無系統(tǒng)誤差。不同分析方法測量為不等精度測量，常用t檢驗法評判組與組之間有無系統(tǒng)偏差。具體步如下：

對于m組測量值：

由給定的顯著性水平α以及自由度ν查出臨界tα值，tα（ν）值表見表3，也可在相關(guān)文獻中查到。若統(tǒng)計量|t|值小于臨界tα值，則說明兩組數(shù)據(jù)是一致的，無明顯系統(tǒng)誤差。[4]該方法計算繁瑣，且一次只能比較兩組數(shù)據(jù)。

5 人員比對法

對不同操作人員在相同的條件下，按照同一方法測量同一樣品，獲得的兩組數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計檢驗，判斷是否存在粗大誤差，進而評價兩個操作人員的檢驗質(zhì)量。

對于兩組測量值：一個樣本的平均值為X1，容量為n1，標準偏差為S1；另一個樣本的平均值為n1，容量為n2，標準偏差為S2。作統(tǒng)計量t：

當μ1＝μ2成立時（假設μ1和μ2為兩個樣本總體真值），t服從自由度ν（n1+n2-2）的t分布，由給定的顯著性水平α，查出臨界tα值（見tα（ν）值表），若統(tǒng)計量|t|值小于臨界tα值，則說明μ1和μ2是一致的，否則存在顯著性差異。此方法不能發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。

6 能力驗證法

能力驗證法也是一個質(zhì)量評價比較好的方法之一，它可以與多家實驗室的數(shù)據(jù)進行比較，從而發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理和能力評價方法參見GB/T28043-2011《利用實驗室間比對進行能力驗證的統(tǒng)計方法》或CNAS-GL02：2006《能力驗證結(jié)果的統(tǒng)計處理和能力評價指南》。其中Z值統(tǒng)計法如下：

數(shù)值的統(tǒng)計判定原則：

|Z|≤2 滿意結(jié)果；

2＜|Z|＜3 有問題；

|Z|≥3 不滿意或離群結(jié)果。

缺點是，在一個年度內(nèi)，不能對所有參數(shù)進行能力驗證。

綜上所述，要想提高檢驗報告質(zhì)量，實驗室對內(nèi)要對檢驗結(jié)果進行評價，對外要積極參加實驗室間比對和能力驗證活動，兩者兼顧，不可偏廢。

參考文獻：

[1]GB/T 5750.3-2006，生活飲用水標準檢驗方法 水質(zhì)分析質(zhì)量控制[S].

[2]GB/T 4901-2001，常規(guī)控制圖[S].

篇5

文章主要闡述了各種金屬材料化學成分分析方法的原理和優(yōu)缺點，并在此基礎上，闡述了今后金屬材料分析方法的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：

金屬材料；化學成分；分析方法；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

引言

金屬材料在現(xiàn)代建筑和工業(yè)設施建設中起著無可替代的作用，隨著新型建筑和工業(yè)裝備的出現(xiàn)，高性能材料的需求不斷增加。例如，北京奧運主場館“鳥巢”在國內(nèi)建筑史上首次使用110mm的Q460，由舞陽鋼廠的科研人員首次研制成功。此外，隨著第三代核電AP1000在國內(nèi)的建設，SA738與S32101這兩種高性能鋼材才開始在國內(nèi)研制與生產(chǎn)。眾所周知，金屬材料性能的優(yōu)劣主要是由組織結(jié)構(gòu)決定，同時組織結(jié)構(gòu)會隨其元素種類和相對含量的不同而改變[1-3]。因此，準確分析材料元素種類和含量，對于新性能材料的研發(fā)和合理利用至關(guān)重要。金屬材料中比較重要的元素為碳、硅、錳、硫和磷，對材料的性能影響最顯著。對材料的物理性能影響最大的元素是碳，碳含量的高低直接影響鋼鐵組織變化，例如奧氏體鋼和馬氏體鋼，從而影響鋼材的物理性能。硅作為脫氧劑，煉鋼過程必不可少。沸騰鋼的含硅量很低，而在鎮(zhèn)靜鋼中硅的含量一般為0.12%～0.37％。鋼中硅含量的增加，會相應提高屈服強度和抗拉強度，例如調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼中硅含量增加1.0%～1.2%，強度可提升15%～20%。但是，硅含量的提高會降低鋼材的伸長率和收縮率，沖擊韌性明顯降低。硫作為鋼中的有害元素，在煉鋼過程引入，會降低韌性和延展性，造成鋼材在熱加工過程開裂，因此鋼材含硫量都嚴格控制，例如Q235B要求硫≤0.045%[4]。磷作為鋼中有害元素，會降低鋼的塑性，同時影響其焊接性能和冷彎性能，所以一般鋼種要求磷≤0.045%，優(yōu)質(zhì)鋼含磷量更低。要掌握金屬材料的性能，必須準確分析元素含量，并在此基礎上研發(fā)性能更加優(yōu)異的材料。尤其微量元素硼、鋁、氮、釩、鈦和鈮等，例如SA738Gr.D要求硼≤0.0007%，Q345B要求鋁≤0.015%[5]。這就要求我們合理的利用化學分析方法，足夠精確地分析相關(guān)元素含量。

1化學分析方法

隨著分析技術(shù)的發(fā)展，分析金屬材料的化學成分先后出現(xiàn)的方法有重量法、滴定法、分光光度法、原子光譜法（原子發(fā)射光譜法和吸收光譜法）和電感耦合等離子質(zhì)譜法等[6-8]。其中，重量法、滴定法和分光光度法主要基于離子之間的化學反應，分析化學學科出現(xiàn)時實驗人員已經(jīng)熟練掌握，需要簡單的儀器設備即可展開測試，并且易于應用。后面的方法為近幾十年新研發(fā)出的，物理學研究深入到原子核階段以后才相繼出現(xiàn)，并且隨著技術(shù)的進步，儀器的研發(fā)會朝著效率更高、操作更簡單的方向發(fā)展，不足之處就是設備比較昂貴，無法在中小企業(yè)普及。

1.1重量分析法重量分析法是經(jīng)典的定量分析方法。出現(xiàn)時間較早，使用最成熟。重量法原理是將材料中待測元素通過化學反應轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為可稱量的化合物，經(jīng)過過濾-烘干即可準確計算材料中待測元素的含量。當前，重量法主要適用于高含量的Si、S、P、Ag、Cu、Ni和Pb等元素含量的測定。重量法便于操作，但需要合理的沉淀和稱量，才能獲得準確的測定結(jié)果。

1.2滴定分析法滴定分析法，通過兩種溶液的相互滴加，并通過顯色劑判斷反應的終止，按照化學反應計量關(guān)系計算待測金屬成分含量。根據(jù)化學反應機理的不同，可分為酸堿滴定法（主要分析鋼鐵中的C、Si、P、N、B等元素）、氧化還原滴定法（主要測定Fe、Mn、Cr、V、Cu、Pn、Co和S等）、沉淀滴定法（不常用）和絡合滴定法（常用來分析Ni、Mg、Zn、Pb、Al等）四類。此分析方法只需要配置相應的玻璃儀器（比如：滴定管和容量瓶等），成本低廉，易于操作，現(xiàn)在一些中小企業(yè)仍在使用。缺點是只能進行單元素分析，分析周期長，不適用于微量元素分析，且分析數(shù)據(jù)會隨操作人員的熟練程度進行波動。

1.3分光光度法分光光度法的理論基礎是Beer-Lambert定律，用公式表達為A=KcL，在入射光強度一定的情況下，溶液的吸光度正比于溶液的濃度，通過吸光度的變化即可計算待測元素的濃度。分析待測試樣前首先要建立標準溶液的吸收光譜曲線，通過這一曲線進行待測試樣元素濃度的定量分析。常用于分光光度法分析的儀器有紅外、紫外-可見和原子吸收分光光度計。此方法優(yōu)點僅需一臺分光光度計即可完成，同時兼具靈敏度高，操作簡單迅速，應用范圍廣（周期表中的所有金屬元素都可測定，也可測定Si、S、N、B、As、Se、和鹵素等非金屬元素）。缺點為只可單元素分析，其分析結(jié)果的準確性需要依賴靈敏的顯色劑，且不同元素之間存在一定的干擾，造成最終的分析結(jié)果存在未知偏差。

1.4X射線熒光光譜法X射線熒光光譜法的理論基礎：物質(zhì)的基態(tài)原子吸收特定波長的X射線后，外層的電子被激發(fā)至高能態(tài)，處于高能態(tài)的電子極不穩(wěn)定，又躍回至基態(tài)或低能態(tài)，同時發(fā)射出熒光；熒光強度正比于試樣中待測元素濃度，通過測定熒光強度即可確定試樣中元素含量。當原子輻射的熒光波長與照射X射線波長不同時，稱為非共振熒光，反之，則為共振熒光，分析中應用較多的是共振熒光。此法的優(yōu)點是檢出線低，譜線易于分析，分析迅速，若用激光做激發(fā)光源時分析效果更佳。缺點該方法要求樣品較高的均一性，同時受基體效應的影響，分析結(jié)果存在偏差，通常需要進行一定程度地校正。

1.5原子光譜法

（1）原子吸收光譜法。工作原理為用被測元素純金屬制成空心陰極燈的陰極，該光源輻射出特征波長光，通過分光系統(tǒng)尋找該譜線并至于峰線極大位置，此時吸收池溶液在原子化器的作用下生成該元素的基態(tài)原子，基態(tài)原子吸收特征波長的光而上升到激發(fā)態(tài)，根據(jù)特征波長光強度的改變進行分析得出金屬成分含量。原子吸收光譜儀的核心部分為原子化器，目前的原子化器主要有火焰原子、石墨爐原子和汞/氫化物發(fā)生原子器（專測Hg、As、Bi、Pn和Sn等）這三種，比較常用的是火焰原子和石墨爐原子吸收光譜儀。火焰原子吸收光譜法，其工作原理為利用火焰的高溫燃燒使試樣原子化進行元素含量分析的一種方法。優(yōu)點：火焰穩(wěn)定、讀測精度好、基體效應小和噪聲小。缺點：點火麻煩、原子化效率低造成精度和靈敏度差，只可分析液體樣品。石墨爐原子吸收法是利用電流加熱石墨爐產(chǎn)生阻熱高溫使式樣原子化，并進行輻射光譜吸收分析的方法。相比于火焰原子吸收法，分析試樣幾乎全部參加原子化，且有效避免了火焰氣體對原子濃度的稀釋，此外激發(fā)態(tài)原子在吸收區(qū)停留時間長達1-10-1數(shù)量級，因此分析靈敏度和檢出限得到了顯著的改善。優(yōu)點：樣品利用率高、靈敏度高（檢測限低）、低的化學干擾、液體樣品和固體樣品均可分析。缺點：設備操作復雜，不如火焰法快速簡捷，對試樣的均勻性要求高和有較強的背景吸收，測定精度不如火焰原子吸收法。

（2）原子發(fā)射光譜法。原子發(fā)射光譜法是依據(jù)物質(zhì)中的基態(tài)原子獲得外界傳遞的能量后，外層電子會經(jīng)歷“低能級—高能級—低能級”，多余的能量以相應的譜線釋放，即發(fā)射光譜。根據(jù)發(fā)射光譜就可判斷相應元素種類和含量。目前利用原子發(fā)射光譜法研制的分析儀器有光電直讀光譜儀和電感耦合等離子發(fā)射光譜儀。此類方法儀器的共同優(yōu)點為多元素同時分析，分析周期短。光電直讀光譜儀，其工作原理是用電火花激發(fā)材料表面，材料表面的原子經(jīng)激發(fā)而發(fā)生電子躍遷，從而發(fā)射出材料內(nèi)部元素的特征譜線。優(yōu)點：測試時間短（幾分鐘內(nèi)可以準確分析20多種元素）；適用于較寬的波長范圍；使用的濃度范圍廣（可同時進行高低含量元素的分析）。缺點為：由于出射狹縫固定，對分析鋼種經(jīng)常變化的用戶不太適用；譜線易漂移，需要定期校準；不能分析小尺寸和不規(guī)則樣品。電感耦合等離子原子發(fā)射光譜儀（ICP）也是一種新型的原子發(fā)射光譜法，工作原理為待測物質(zhì)被環(huán)狀高溫等離子體光源加熱至可達6000-8000K，待測物質(zhì)原子由產(chǎn)生電子躍遷，從而輻射出特征譜線進行元素含量測定。ICP根據(jù)進樣系統(tǒng)的不同又分為固體進樣、液體進樣和氣體進樣三類。ICP要比直讀光譜儀器的檢出限更低，靈敏度高[9]。缺點對進樣系統(tǒng)要求非常嚴格，無法分析部分難溶和非金屬元素。溶液進樣系統(tǒng)需要將式樣要做成溶液樣品，此過程要用酸堿溶樣，會對操作人健康造成一定傷害，用時較長。

1.6電感耦合等離子體質(zhì)譜法電感耦合等離子體質(zhì)譜法是在電感耦合等離子發(fā)射光譜儀的基礎上發(fā)展起來的一種較靈敏的元素分析方法。相比于電感耦合等離子發(fā)射光譜儀，增加了一個四極質(zhì)譜儀，質(zhì)譜儀分離不同質(zhì)荷比的激發(fā)離子，最后測量各種離子譜峰強度的一種分析方法。電感耦合等離子質(zhì)譜儀主要用于測定超痕量和同位素比值，比如對金屬材料中的微量元素、鑭系元素、難熔金屬元素和貴金屬元素的含量進行測定[10]。優(yōu)點為操作簡單、測試周期短、靈敏度高（達ng/ml或更低）。缺點實際檢測成本高制約其廣泛使用，目前主要用于地質(zhì)學中金屬礦石微量、痕量和超痕量的金屬元素測定。

1.7激光誘導等離子體光譜法該方法是一種新興的分析技術(shù)，是原子發(fā)射光譜法的一種。利用高功率激光作用于物質(zhì)表面，產(chǎn)生瞬態(tài)等離子體，光譜儀對等離子體輻射光譜進行分析，就可以確定材料中待分析元素的含量。可用于固體、液體和氣體中元素定性和定量分析。所需設備比教簡單，操作方便，可以同時進行多種元素含量測定，分析效率有效提高，此外還可滿足遠程分析的需要。缺點適用范圍較窄，目前主要用來測量不銹鋼中的微量元素[9]。

2展望

隨著工業(yè)的發(fā)展和建筑要求的提高，研發(fā)新型和高性能金屬材料的需求日益增加，各種痕量元素的快速與簡便測定變得愈加重要。文中介紹的主流分析方法或多或少都有一些缺點。比如：直讀直讀光譜儀只能分析特定尺寸塊狀樣品；部分電感耦合等離子光譜儀需要酸或堿溶樣，溶樣過程處理不當會危害環(huán)境和人體健康，相應延長了測試周期等。基于此，現(xiàn)有的一些操作方法已經(jīng)不能滿足實際應用需要，這就迫切需要我們研發(fā)使用方便，分析周期短，靈敏度高，檢出限低和綠色環(huán)保的新方法和新儀器。因此，我們廣大測試人員和儀器制造商應共同努力，推動金屬材料化學分析實驗方法及儀器不斷進步。

參考文獻

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[3]狄海燕.新技術(shù)下金屬材料成分分析技術(shù)發(fā)展前景[J]．科技創(chuàng)新與應用，2014,（26）．

[4]GB/T700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼[S]．[5]GB/T1591-2008低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼[S]．

[6]胡江橋.金屬材料成分分析技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013，（10）．

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[9]程棟,陳海峰.電感藕合等離子發(fā)射光譜在金屬材料分析中的應用[J].電站輔機，2007，（1）．