元素分析仪
5、 元素分析国际惯例
5. 1. 元素分析的数据出具
二次平行测量,不超过允许误差。 二次不平行,加测一次,取其平行的二次。 如三次不平行,补测标准样品。 a. 标准样品数据无疑问,出上述三次报告,不得重 测。 b. 如标准样品超差,前三次数据作废,此时必须复 测二次标准样品。 c. 待标样测试正确后,再作二次被测样品。
6、 特殊样品的分析
6.1 液体及吸湿性固体样品 6.2 含硼、硅、磷的有机化合物 6.3 含氟有机化合物
6.1 液体及吸湿性固体样品
液体: 以圆筒形硬质厚壁锡舟为容器,用微量注 射器或毛细管移取适量的液体样品注入锡舟, 用封口装置加紧锡舟后称量。 吸湿性固体: 以圆筒形硬质厚壁锡舟为容器,尽可能的 加快称量速度,减少吸湿性固体样品吸收空气 中水分的可能性。
2、分析数据的解析
有时分析值与推测值并不会一致,须详 细探讨其中的缘故。自微量分析法提出 以来,分析的绝对误差定为:+-0.3%。 随着电子天平和仪器自动化程度的发展, 精密度与准确度不断提高。 样品含水对H,N分析值影响不大,对C的 分析值却影响较大。例如,2.00mg乙酰 苯胺分别吸附0.040mg水、甲醇、乙醇 时,则分析值的变化如下表:
表1,乙酰苯胺含水、甲醇、 乙醇时,元素分析值比较
乙酰苯胺 (2.00mg)
理论值 元素分析值/% H 6.71 C 71.09 N 10.36
水(0.040mg) 甲醇(0.040mg) 乙醇(0.040mg)
6.80(+0.99).13)
69.70(-1.39) 70.43(-0.66) 70.72(-0.37)
仪器的技术规格:
操作模式:CHNS,CHN,CNS,CN,S,O 样品称样:0.02~800mg(根据被测物质) 校正: 非线性校正曲线,长时间稳定 标准偏差:≤0.3%绝对偏差(CHN同时测定,2-8mg 样品) 分解温度:950-1200℃(锡容器燃烧时达1800℃) 分析时间:8~12分钟
Elementar vario MICRO元素分析仪:
3、样品的处理
样品的精制:待测样含有未反应物、副 产物、灰分、重结晶溶剂等杂质,则无 法得到正确的分析值。尤其是需要发表 文章的样品最好重结晶,精制到熔点不 再变化(重现性达到0.5度以内)。液体 样品可采用重蒸馏等精制法。 样品的干燥:为易于去除结晶内部溶剂 之类的物质,可以将样品用玛瑙研钵研 成细粉再干燥。
5.2. 元素分析误差表 (依国际惯例)
元素 绝对误差(%) C、 H、 N 0.30 Cl、Br、I、S、P 0.50 F (1%-60%) 0.50 F、I (60%以上) 1.00 C、H、N ( 含P、F、B、Si或Me ) 0.50 特殊样品 0.50 每个样品分析二次,二次平行数据之差不大于上述误差。 实测数据与计算值之间不大于上述误差。
1.2
元素分析的原理
1960 年以后,随着物化分析及电子技 术的飞速发展,测定 CHN 元素的方法渐趋 自动化,其测定原理基本上仍为杜马法,仅 在分解部分采用电子机械控制并在最后产物 的测定方面采用物化分析方法。这类仪器的 设计原理主要为气相色谱热导法、示差热导 法或吸附-解吸热导法。
vario MICRO 是德国elementar公司研 究开发的一台多功能的CHNS和O元素的全自 动分析仪。 该仪器将被测物(固体,液体,有机物 或许多无机物)经过高温燃烧而分解。待测 元素转换成气体混合物在排除干扰物后,用 程序升温解吸附分离分析气体,由TCD检测 器检定。
1、有 机 元 素 分 析
1.1 元素分析的必要性
元素分析仪是表征化合物或晶体组成及结构 基本的分析手段,只有可靠的元素分析数据,得 出样品各元素组成符合化学式,才能说明样品的 纯度和单一性,进一步的结构解析才有意义,国 内外权威刊物对于新型化合物的表征都要求提供 可信的元素分析数据。物构所主要从事新型化合 物的晶体和分子结构及其与宏观性能之间相互关 系的研究,随着学科的发展,信息敏感材料、新 技术晶体和高效催化剂的深入研究,元素分析变 得越来越重要,也对它提出了更高的要求。
4、 对样品的要求
a. 样品必须提纯、干燥。
b. 固体、液体样品的熔程、沸程必须在允许范围内。
c. 固体样品应装在玻璃或塑料小瓶中,不能用软木塞或橡皮塞直 接封口。 d. 样品应有足够的量(6毫克),以满足方法和仪器的线性和灵 敏度。样品量过低时,数据仅供参考。 e. 感光样品应有避光的外包装。 f. 样品如需玻璃封管,则玻璃管应有一定厚度,以避免开管使玻 璃屑散落。
10.16(-0.20) 10.16(-0.20) 10.16(-0.20)
水中的H的质量分数为11.9%,比乙酰苯胺 的6.71%高许多,偏差为正;但水中不含C, 故C应严重偏负。甲醇和乙醇中H的质量分数, 均比水的11.9%高许多,因而与吸附水相比, H的质量分数应更高。其次,吸附甲醇和乙醇 时,存在甲醇时C偏低较多,因甲醇C的质量 分数仅为37.48,%,而乙醇的则为52.14%,故 甲醇偏低更多。由于水、甲醇、乙醇三者均不 含N,故氮均以同等程度偏低。 残留溶剂则随所含溶剂元素而异,不宜简 单下结论,但溶剂的影响一定是存在的。
Elementar vario MICRO主机:
主机顶部及包样品锡容器:
CHNS元素简单的测量原理
样品在锡或者银容器中称量,然后放入内置的进样盘 中,在全自动的过程中样品通过球阀进入燃烧管。 为了除去进样时带入的大气中的氮,每个样品都用惰 性气体进行冲洗,因此进样过程是零本底过程。 催化燃烧在一个1150度的持久温度下进行。 然后,在第二个加热炉中用高温铜对燃烧气体进行还 原。形成的分析气体N2,CO2,H2O和SO2仍然在He载 气流里。气体的混合物以各自成分先在同一个柱子上 吸附,然后通过程序升温脱附在吸附柱上依次分离, 进入热导检测器(TCD)。 利用检测器信号、样品重量和储存的校准曲线,和仪 器相连的电脑自动计算出元素含量。