（1）實驗室樣品的采取

樣品是從大量物質(zhì)中選取的一部分物質(zhì)。確切地說它是采用一定的科學方法從整體抽出可代表整體平均組成狀況的少量物料。這一操作過程稱為“取樣”。樣品的組成和整體物料的平均組成相符合的程度，稱為“代表性”。符合程度越大，代表性就越好。

由于總體物質(zhì)的不均勻性，用樣品的測定結果推斷總體必然引入誤差，該誤差稱為“取樣誤差”。取樣誤差可分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差。增加取樣次數(shù)，加大取樣量，可以減少取樣的隨機誤差。而取樣的系統(tǒng)誤差只有通過嚴格的取樣質(zhì)量保證工作方可避免或消除。

① 均勻樣品的采取　對于金屬樣品、水樣、液態(tài)/氣態(tài)樣品，以及一些組成較均勻的化工產(chǎn)品等，取樣比較簡單，任意取其一部分或稍加攪勻后取其中一部分即成為具有代表性的試樣。但即便如此，也還應根據(jù)試樣的性質(zhì)，力求避免可能產(chǎn)生不均勻性的一些因素。例如，玻璃成品的取樣，可在玻璃切邊處隨機取20mm×60mm長條3～4條（約50～100kg），洗凈、烘干。在噴燈上灼燒，投入冷水中炸成碎粒，再洗凈、烘干，作為實驗室樣品。

② 不均勻樣品的采取　礦石、煤炭、土壤等一些顆粒大小不一、成分混雜不齊、組分不均勻的試樣，選取具有代表性的均勻試樣是一項較為復雜的操作。為了使采取的試樣具有代表性，必須按照一定的程序，自物料的各個部位，取出一定數(shù)量大小不同的顆粒。取出的份數(shù)越多，則試樣的組成與所分析物料的平均組成越接近。

例如，礦山原料的取樣一般采用刻槽、鉆孔或沿礦山開采面分格取樣等方法。已進廠的成批原材料（如石灰石、白云石、長石、菱鎂石、煤、沙子等），如果在運輸過程中沒有取樣，進廠后可在分批存放的料堆上取樣。

水泥生產(chǎn)過程中生料和水泥都是粉料物料，而且是連續(xù)生產(chǎn)、連續(xù)輸送。一般都是取一定時間間隔的平均樣（如每小時、每班、每天等），可采用人工定時取樣或自動連續(xù)取樣兩種方法。一般水泥廠的熟料樣仍是人工采取。對于出廠水泥可取連續(xù)樣，也可按編號在每個編號的水泥成品堆上20個以上不同部位取等量樣品，總數(shù)不少于10kg，混合后作為實驗室樣品。

陶瓷生產(chǎn)過程中，在取注漿泥和釉料漿樣品時，取樣前要充分攪拌均勻，然后按上中下左右前后7個不同位置各取1～2份，混合。塑性泥料取樣應在練泥機擠出來的泥條上進行。

在任何分析過程中，取樣是最為關鍵的步驟。取樣的關鍵是要有代表性！在取樣過程中，應嚴格控制樣品的必要量。樣品的多少取決于所要求的精密度、材料的不均勻性和顆粒的大小等。

平均試樣采取量可通過采樣公式計算獲得。

m = Kd²（2.1）

式中，m為采取平均試樣的最低質(zhì)量，kg；d為試樣中最大顆粒的直徑，mm；K是經(jīng)驗常數(shù)，根據(jù)物料的均勻程度和易碎程度等而定，通常K值取0.05～1.0。

由式（2.1）可知，試樣的最大顆粒越小，最低質(zhì)量也越小。

例2.1　在采取礦石的平均樣品時，若此礦石最大顆粒的直徑為20mm，礦石的K值為0.06，則應采取的樣品最低質(zhì)量是多少？

解：根據(jù)式（2.1）計算得：

m = 0.06 × 20² = 24（kg）

計算結果表明，采取的最低質(zhì)量為24kg，這樣取得的試樣，組成很不均勻，數(shù)量又太多，不適于供分析直接使用。若將上述樣品最大顆粒破碎至4mm，則：

m = 0.06 × 4² = 0.96≈1（kg）

此時，試樣的最低質(zhì)量可減至1kg，因此，采樣后必須通過多次破碎、混合、縮分試樣量進而制備成適于作分析用的試樣。

事實上，取樣理論的通用處理不可能很完美，取樣技術隨待測組分及其物理性質(zhì)的不同而不同。一般地，各行業(yè)及相關技術部門對各類物料的取樣方法都有明確的規(guī)定，這些取樣方法是經(jīng)過廣泛、詳盡地試驗而得到的，其規(guī)定明確具體?。

需指出的是：取樣中必須小心謹慎，必要時需采取適當?shù)陌踩胧?，要保證取樣設備和儲存容器不污染樣品。樣品的標簽上應清楚標明相關信息，如樣品的來源、取樣日期與時間以及待測組分等。

（2）試樣的制備

對于固體試樣，初步取得的樣品經(jīng)過多次破碎、過篩、混勻以及縮分，即制成符合分析用的試樣。這一過程稱為試樣的制備。

① 破碎　將原始試樣破碎并研磨成精細粉末是處理固體試樣的首要步驟。破碎包括粗碎、中碎、細碎和粉磨四個環(huán)節(jié)。

注意：在破碎過程中要防止試樣組成的改變。

② 過篩　在樣品破碎過程中，每次碎后都要過篩，未通過篩孔的粗粒物料應再次破碎，直到樣品全部通過指定的篩子為止。

注意：不能強制過篩或丟棄篩余。總試樣篩分時不應產(chǎn)生灰塵。

③ 混勻　混合樣品的方法一般有錐堆法和掀角法。錐堆法適用于大量物料，掀角法則適用于少量細碎物料。

④ 縮分　縮分是以科學的方法逐漸縮小樣品的數(shù)量，且不致破壞樣品的代表性的過程。縮分是整個樣品制備過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)，應嚴格按照規(guī)定方法進行。

常用的縮分方法有錐形四分法、正方形挖取法和分樣器縮分法。圖2.1～圖2.3分別為錐形四分法、正方形挖取法和格槽式分樣器法原理示意圖。

圖2.1　錐形四分法原理示意圖

圖2.2　正方形挖取法原理示意圖

圖2.3　格槽式分樣器法原理示意圖

1—加料斗；2—進料口；3—格槽；4—收集槽

在稱取分析試樣前要根據(jù)試樣的大致組成和性質(zhì)在不同溫度下進行烘干處理，以除去濕存水而不改變其組成和形態(tài)，處理好的試樣應保存在干燥器中待稱量。

液體或氣體樣品，便于均勻，初始所采取的樣品數(shù)量可以較少，其縮分手續(xù)也比較簡單。

樣品制備的基本要求：

●　樣品溶于合適的溶劑（對于測定液體樣品的分析方法）。

●　基底干擾被除掉或者大部分被除掉。

●　最終待測的樣品溶液的濃度范圍適合所選定的分析方法。

●　方法符合環(huán)保要求。

●　方法容易自動化。

具體采樣和縮分的方法，則根據(jù)分析對象的性質(zhì)、形態(tài)、均勻程度和分析測定目的要求的不同而有所差異。如地質(zhì)礦樣、食品、生物試樣等，取樣和制樣的方法是不相同的。

（查閱：各種物質(zhì)分析的專著以及相關的分析化驗手冊及規(guī)程）

（3）試樣的分解

試樣的分解是定量分析工作的重要步驟之一。它不僅直接關系到待測組分是否轉(zhuǎn)變?yōu)檫m合的測定形態(tài)，也關系到以后的分離和測定。在定量分析測定中，除了干法分析（如光譜分析、差熱分析等）外，通常都是用濕法分析，也就是說在溶液中對被測組分進行測定。

對可溶性試樣進行溶解，對難溶性試樣要進行分解，使在試樣中以各種形態(tài)存在的被測組分都轉(zhuǎn)入溶液并成為某一可測定的狀態(tài)。

在供分析用的樣品中，稱取進行測定時所需的樣品的操作叫作“稱樣”。此時稱得的樣品通稱“試樣”。每次稱取試樣的多少，應根據(jù)待測組分在樣品中的大致含量、測定方法可能達到的準確程度、量取試樣所用儀器的精確程度以及分析測定的目的和要求來確定。試樣經(jīng)溶解或分解后所得的溶液稱為“試液”（亦稱“待測液”）。

在溶解或分解試樣時，應根據(jù)試樣的化學性質(zhì)采用適當?shù)奶幚矸椒?。對無機物的試樣分解常采用濕法（酸溶或堿溶）及熔融法（酸性物質(zhì)熔融或燒結）。對有機物或生物樣品則常需進行濕法或干法分解（亦稱“消化”）。

在分解試樣時總希望盡量少引入鹽類，以免給測定帶來困難和誤差，因此，分解試樣盡量采用濕法，即溶解法。在濕法中選擇溶劑的原則是：能溶于水的先用水溶解，不溶于水的酸性物質(zhì)用堿性溶劑，堿性物質(zhì)用酸性溶劑；還原性物質(zhì)用氧化性溶劑，氧化性物質(zhì)用還原性溶劑。

試樣分解的要求：

●　溶解或分解應完全，使被測組分全部轉(zhuǎn)入溶液。

●　在溶解或分解過程中，被測組分不能損失。

●　不能從外部混進預測定組分，并盡可能避免引進干擾物質(zhì)。

除了在常溫和加熱溶解外，近來微波溶解技術的應用也日漸受到關注。微波溶樣最具創(chuàng)新之處之一是其簡易性，相對于傳統(tǒng)的火焰、電爐和熔爐溶樣技術，它能實現(xiàn)自動化。

對液體或氣體樣品則可不經(jīng)上述處理，直接量取一定質(zhì)量或體積進行測定。

總之，分解試樣時要根據(jù)試樣的性質(zhì)、分析項目的要求和上述原則，選擇一種合適的分解方法。

（4）干擾組分的消除與分離

分析的對象常常是比較復雜的，除待測組分外還含有多種其他組分，尤其在礦物、天然產(chǎn)物中，伴生元素多，并且性質(zhì)還很相近。這些無疑給分析測定帶來了干擾問題。因此，在測定之前要將干擾除去或采取措施將干擾組分轉(zhuǎn)變?yōu)椴桓蓴_的形式。在解決這個問題時，首先應盡量選擇使共存組分對測定結果不發(fā)生影響的方法，即選擇性好的方法；或創(chuàng)造適宜條件提高測定方法的選擇性，達到無須做處理便排除干擾的目的。

干擾是指在分析測試過程中，由于非故意原因?qū)е聹y定結果失真的現(xiàn)象（有意造成的失真稱為過失?。?。干擾主要是由樣品中與待測組分性質(zhì)相似的共存物引起的，或者是某種外因給出與待測組分相同的信號響應，從而產(chǎn)生錯誤的結果。

干擾是產(chǎn)生分析誤差的主要來源。消除干擾是一門藝術，也是分析測試最耗時費力的一個環(huán)節(jié)。消除干擾的主要方法有掩蔽、分離和富集。

① 掩蔽　在消除干擾的方法中，目前最普遍的是采用掩蔽的方法，這種方法在操作上簡便、易行且有效。其基本原理是采用加入一種被稱為掩蔽劑的試劑，使其只與干擾組分發(fā)生化學反應，致使共存干擾組分轉(zhuǎn)化成另一種形式，從而消除干擾。這種處理稱為“掩蔽”（掩蔽原理將在第6章6.3.4節(jié)中系統(tǒng)介紹）。

② 分離　在既沒有選擇性好的方法又無合適的掩蔽方法時，則必須進行“分離”處理以排除干擾。分離的最基本要求是被測組分的損失可忽略不計。干擾組分分離得越徹底越好！

常用的分離方法有沉淀分離、萃取分離、離子交換分離等。但是，分離操作比較麻煩，并且在分離過程中被測組分總會有一定程度的損失，因此，尋找其他消除干擾的方法很重要。

③ 富集　在痕量分析中，往往測定的組分濃度很低，不能直接測定，也可應用分離的手段將被測組分濃集起來，這種處理稱為“富集”，借以提高試樣中分析組分的含量而達到可直接測定的目的。