论文部分内容阅读
【摘 要】 在化学分析测试中，通常由于某些因素的干扰会对我们的测试结果产生影响，消除这些干扰成为我们工作的一个重要组成部分。本文着重讲述了化学分析测试中有关低浓度干扰的成因及其消除方法。
【关键词】 化学分析；低浓度；干扰；消除
一、当代分析化学的某些特征和干扰
和历史上长期沿用的经典方法相比，当代化学分析测试方法和对象具有一系列新的特点，分析方法有：化学法和仪器法、动态和静态、湿法和干法、有机物和无机物、常量和微量、整体和微区、主成分和痕量成分.就消除干扰而言，这几个方面和有关问题都是相互联系的，因为在实际工作中都是用某种分析手段对一定样品进行测试，从而提出一定的消除干扰的要求和措施.
在分析化学的发展中，化学法和仪器法都具有悠久的历史，化学法是根据化学原理而设计的分析测试方法，而仪器法是根据物理原理设计的.由于实践对高纯度样品，毫克量级样品中的元素组成，极小量有机物及固体样品中元素分布的分析测试的全新要求，仪器法的确得到了迅速发展，并在分析实验室及野外分析中应用广泛，在未来的分析化学的发展中仪器分析仍大显身手.但是仪器通常主要用来指示终点，而在浓缩分离、进行隐蔽的过程中，化学法仍具有重要的意义.也就是说在各种仪器法中要用化学方法作为消除干扰的手段.
随着仪器分析的发展，仪器的灵敏度在不断提高，消除基体的干扰或某个元素、某种成分的干扰越来越重要.仪器分析干扰的原因有物理的和化学的两种，如在光谱中峰的重叠属于物理因素，对这种干扰可通过计算确定干扰成分的最大允许浓度.而在无焰原子吸收法中，石墨管的温度程序引起的空白，则属于化学原因.只有通过测量才能确定干扰浓度的极限值.化学的干扰并不全是化学的原因，也有物理的原因，如在容量分析中目视法确定终点时，某种沉淀或浑浊对指示剂的物理吸附；重量法中沉淀的吸湿；光度法中乳浊的形成都属于这种情况.
二、干扰及其分类
所谓干扰，泛指在分析中测试过程中由非故意原因导致测定结果失真的现象。如果在一定的分析测试条件下，某种因素使结果失真，就称该因素在此条件下对相应结果产生干扰。研究干扰在于消除干扰，减少失真、排除假象。
干扰是误差的主要来源。研究干扰，首先要对干扰进行分类，干扰按其产生根源和性质大致分为四类：（1）外来物干扰；（2）副反应干扰；（3）对特定方法的干扰；（4）共存物干扰。
三、改善选择性的一般途径
选择性是指一种化学分析测试手段从复杂样品中检测特定待测成分的能力。任何化学分析测试过程都包含测试对象、测试条件和测试手段三个要素。它们也是改善和提高测试方法的选择性的着眼点。
四、低浓度分析中干扰的消除
低浓度分析包括痕量分析和超痕量分析，其待测成分的含量范围通常为ppm（10-6）、ppb（10-9）、或ppt（10-12）级，广泛涉及新材料如超纯物质、生命科学、环境研究的各个领域，引进了许多常量分析中难以发现或不必考虑的新因素。
1、白
化学分析测试中的空白，是指测试对象中，不含待测成分的对象在该测试条件下产生的信号或响应值，既这种响应值是由非待测成分引起的。低浓度分析中的空白值是评价分析方法的重要指标。有时由于提出降低空白值的重要技术改进，而使一种分析手段呈现全新的面貌，产生消除空白这一干扰的重要意义。
1）空白的分类
一为试剂空白。化学分析测试中的试剂空白指所用试剂中的固有杂质以及其在样品的特定成分检测时的响应。前者指试剂的背景值，既所含杂质的品种和量，由于它们往往和样品的待测成分相同，因而常在测试中被检出，使分析结果偏高。后者则是指试剂中虽然不存在待测成分，但其固有杂质仍然可以在待测成分检测时产生影响，这种影响可能是正的既增加响应值，也可能是负的即降低响应值。这两种构成试剂空白，但是人们往往注意前者而忽视后者，甚至用背景值代替试剂空白，这是不准确的。背景值可以独立确定，与样品分析无关；而试剂空白则必须在待测成分检测时才能测出。但背景值仍然是试剂空白的重要部分。
工作环境空白有两个显著特点：不易定量确定，其影响具有总体性。例如，人的汗液中的铅高达200ppm，钾、钠、氯离子达常量水平，手接触样品，就可能使空白值提高。眼泪中的锌为ppm级；头发中包藏了许多痕量元素，虽经包扎，仍可能抖落在各种溶液中。还有化验员所戴的金丝镜也可能使金的含量增加。
2）空白的影响
化学反应的选择性与检验限有密切关系，而检验限是空白值的函数。通常将检验限规定为：XL=Xb+Ksb式中XL-检验限Xb-测定的空白值的平均值sb-空白值的标准偏差K-根据一定置信水平确定的系数。
由式可见，空白值越高，空白值的标准偏差越高，检验限就越高，方法的灵敏度就越低，也就是说空白的干扰越严重。
3）空白实验
空白实验是指在相同的测试环境和条件下，按照与样品分析完全相同的操作，对不含待测成分的与样品组成相似的基体平行同步进行测定的试验。进行空白实验应特别注意的地方在于确保工作环境和所用的仪器及各种试剂操作与样品测试时尽可能一致并稳定，否则可能使空白值过高，甚至可能使分析结果出现负值。比如：仪器的量程、试剂的用量、电热板的加热区域、以至于从移液管移取各种溶液所用的刻度范围都要注意。
空白实验的关键是选用合适的基体，理想的基体是除不含待测成分外，其他一切方面特别是化学组成都与样品相同。但这种要求一般都不能满足。通常都用蒸馏水或合成樣品做基体。
2、玷污
所谓玷污是指对象中存在的在该测试条件下引起响应的杂质。在低浓度成分分析测试的长期实践中，人们认识到样品的玷污是极易发生的，这成为空白的主要原因。把由样品玷污引起的正空白称为分析空白，分析空白往往对痕量分析的准确度，精密度和检测下限起决定性作用。 3、消除干扰的方法
当采用高选择性的测试手段、完善测试条件、改进样品处理，仍不足以达到预期的测试目的时，就必须采用有效措施消除特定干扰。其主要方法又可分为分离和隐蔽。
1）分离不但可以提高选择性，而且还可以使检测的限度降低，通过分离富集使痕量物质的分析成为可能。主要通过改进样品处理以减小影响。即从样品处理开始就注意分离待测物或消除干扰成分，以提高整个分析测试方法的选择性。主要的分离方法有：沉淀法、静态吸附法、动态吸附法、电化学法、萃取和挥发。
a、对照分析的基础。对于一定试样，将实际样品与标准物质在同样条件下进行分析测试，当其测定值与标准物质的保证值一致时，则认为该测试的总体干扰已消除，结果可靠可靠；也可用标准方法进行测定，将所得结果比较，如果一致则认为测定值准确。
b、对照分析的实施。绘制校正曲线，对校正曲线的形状进行分析。
以光吸收法为例，其不成直线的原因和特征：其一，光源单色性不好；其二，吸光介质不均匀；其三，生成吸光系数不同的其它络合物。解决办法：对于线性关系不好的浓度-响应曲线，要采取改善单色器，使光、电性能稳定，改进化学显色体系，使生色物种不发生其他变化等，消除测试的系统误差。如果其线性仍然不好，可用最小二乘法计算直线回归方程式，再按计算结果绘制出校正曲线。
五、化学分析中的质量控制
1、加强分析人员的管理
在进行化学分析时，分析人员作为化学分析的主体，其能力、经验和责任心对化学分析质量有着至关重要的影响，分析人员通过对发挥主观能动性，借助于化学分析设备，使材料成分能够准确地展现与化学分析结果之中，在此过程中，化学分析人员的专业技术素质显得尤为重要。因此，要使化学分析结果最大限度地趋近材料物质成分的本真，则需要加强对化学分析人员专业素质的提升。
2、分析仪器使用与管理
在化学分析过程中，化学分析主体通过操作对象作用的发挥进而达到对认知对象的精确认知，在此过程中，化学分析仪器作为化学分析主体操作对象，对认知对象的精确度有着重要的影响。为了使化学分析质量得到有效提高，则需要加强对分析仪器设备使用与管理。首先，在分析仪器日常的管理过程中，应选择合格的设备，不符合相關生产标准的设备应杜绝使用。其次，在分析仪器日常维护中，由于分析仪器在客观环境中受到多种因素的影响，往往使其自身完整有效的性能受到不同程度的破坏，从而使分析质量受到影响，因此，要加强对分析仪器的日常维护与管理，对分析仪器进行定维护与检修，加强对仪器的清洗、仪器状态调整、更换老化仪器等工作，从而使仪器的性能得到保证。
3、实验室环节和测量过程的质量控制
实验室为化学分析提供环境支持，在实验室的管理中，应加强对实验室的管理制度的落实，用过各项有效的管理制度的落实，能为化学分析质量的提高提供基本的保障。首先，要加强实验室日常管理，严格落实岗位责任制、样品流转制、原始检验数据复核制度、检验报告的编审批制度、盲样考核制度、不确定度的评价制度等。其次，要建立起科学的分析方法，选择符合相关标准的合理的分析方法，通过充分的调研、实验研究和专家评审等来建立科学合理的分析方法。
六、结语
化学分析环节众多，各个环节稍有不慎则会影响化学分析结果，影响化学分析质量。加强化学分析各环节的有效控制，能有效提高化学分析质量，为用户提供高精确度和可靠性强的化学分析结果。
参考文献：
[1]梁树权.分析化学漫谈[J]北学通报，1982（8）：2—4.
[2]陈同岳.共沉淀富集在分析化学中的应用技术[J].分析化学，1979，7（2）：142—147.
[3]武汉大学.无机化学[M].北京：高等教育出版社，1983.
[4]成都大学.分析化学[M].北京：人民教育出版社，1998.
【关键词】 化学分析；低浓度；干扰；消除
一、当代分析化学的某些特征和干扰
和历史上长期沿用的经典方法相比，当代化学分析测试方法和对象具有一系列新的特点，分析方法有：化学法和仪器法、动态和静态、湿法和干法、有机物和无机物、常量和微量、整体和微区、主成分和痕量成分.就消除干扰而言，这几个方面和有关问题都是相互联系的，因为在实际工作中都是用某种分析手段对一定样品进行测试，从而提出一定的消除干扰的要求和措施.
在分析化学的发展中，化学法和仪器法都具有悠久的历史，化学法是根据化学原理而设计的分析测试方法，而仪器法是根据物理原理设计的.由于实践对高纯度样品，毫克量级样品中的元素组成，极小量有机物及固体样品中元素分布的分析测试的全新要求，仪器法的确得到了迅速发展，并在分析实验室及野外分析中应用广泛，在未来的分析化学的发展中仪器分析仍大显身手.但是仪器通常主要用来指示终点，而在浓缩分离、进行隐蔽的过程中，化学法仍具有重要的意义.也就是说在各种仪器法中要用化学方法作为消除干扰的手段.
随着仪器分析的发展，仪器的灵敏度在不断提高，消除基体的干扰或某个元素、某种成分的干扰越来越重要.仪器分析干扰的原因有物理的和化学的两种，如在光谱中峰的重叠属于物理因素，对这种干扰可通过计算确定干扰成分的最大允许浓度.而在无焰原子吸收法中，石墨管的温度程序引起的空白，则属于化学原因.只有通过测量才能确定干扰浓度的极限值.化学的干扰并不全是化学的原因，也有物理的原因，如在容量分析中目视法确定终点时，某种沉淀或浑浊对指示剂的物理吸附；重量法中沉淀的吸湿；光度法中乳浊的形成都属于这种情况.
二、干扰及其分类
所谓干扰，泛指在分析中测试过程中由非故意原因导致测定结果失真的现象。如果在一定的分析测试条件下，某种因素使结果失真，就称该因素在此条件下对相应结果产生干扰。研究干扰在于消除干扰，减少失真、排除假象。
干扰是误差的主要来源。研究干扰，首先要对干扰进行分类，干扰按其产生根源和性质大致分为四类：（1）外来物干扰；（2）副反应干扰；（3）对特定方法的干扰；（4）共存物干扰。
三、改善选择性的一般途径
选择性是指一种化学分析测试手段从复杂样品中检测特定待测成分的能力。任何化学分析测试过程都包含测试对象、测试条件和测试手段三个要素。它们也是改善和提高测试方法的选择性的着眼点。
四、低浓度分析中干扰的消除
低浓度分析包括痕量分析和超痕量分析，其待测成分的含量范围通常为ppm（10-6）、ppb（10-9）、或ppt（10-12）级，广泛涉及新材料如超纯物质、生命科学、环境研究的各个领域，引进了许多常量分析中难以发现或不必考虑的新因素。
1、白
化学分析测试中的空白，是指测试对象中，不含待测成分的对象在该测试条件下产生的信号或响应值，既这种响应值是由非待测成分引起的。低浓度分析中的空白值是评价分析方法的重要指标。有时由于提出降低空白值的重要技术改进，而使一种分析手段呈现全新的面貌，产生消除空白这一干扰的重要意义。
1）空白的分类
一为试剂空白。化学分析测试中的试剂空白指所用试剂中的固有杂质以及其在样品的特定成分检测时的响应。前者指试剂的背景值，既所含杂质的品种和量，由于它们往往和样品的待测成分相同，因而常在测试中被检出，使分析结果偏高。后者则是指试剂中虽然不存在待测成分，但其固有杂质仍然可以在待测成分检测时产生影响，这种影响可能是正的既增加响应值，也可能是负的即降低响应值。这两种构成试剂空白，但是人们往往注意前者而忽视后者，甚至用背景值代替试剂空白，这是不准确的。背景值可以独立确定，与样品分析无关；而试剂空白则必须在待测成分检测时才能测出。但背景值仍然是试剂空白的重要部分。
工作环境空白有两个显著特点：不易定量确定，其影响具有总体性。例如，人的汗液中的铅高达200ppm，钾、钠、氯离子达常量水平，手接触样品，就可能使空白值提高。眼泪中的锌为ppm级；头发中包藏了许多痕量元素，虽经包扎，仍可能抖落在各种溶液中。还有化验员所戴的金丝镜也可能使金的含量增加。
2）空白的影响
化学反应的选择性与检验限有密切关系，而检验限是空白值的函数。通常将检验限规定为：XL=Xb+Ksb式中XL-检验限Xb-测定的空白值的平均值sb-空白值的标准偏差K-根据一定置信水平确定的系数。
由式可见，空白值越高，空白值的标准偏差越高，检验限就越高，方法的灵敏度就越低，也就是说空白的干扰越严重。
3）空白实验
空白实验是指在相同的测试环境和条件下，按照与样品分析完全相同的操作，对不含待测成分的与样品组成相似的基体平行同步进行测定的试验。进行空白实验应特别注意的地方在于确保工作环境和所用的仪器及各种试剂操作与样品测试时尽可能一致并稳定，否则可能使空白值过高，甚至可能使分析结果出现负值。比如：仪器的量程、试剂的用量、电热板的加热区域、以至于从移液管移取各种溶液所用的刻度范围都要注意。
空白实验的关键是选用合适的基体，理想的基体是除不含待测成分外，其他一切方面特别是化学组成都与样品相同。但这种要求一般都不能满足。通常都用蒸馏水或合成樣品做基体。
2、玷污
所谓玷污是指对象中存在的在该测试条件下引起响应的杂质。在低浓度成分分析测试的长期实践中，人们认识到样品的玷污是极易发生的，这成为空白的主要原因。把由样品玷污引起的正空白称为分析空白，分析空白往往对痕量分析的准确度，精密度和检测下限起决定性作用。 3、消除干扰的方法
当采用高选择性的测试手段、完善测试条件、改进样品处理，仍不足以达到预期的测试目的时，就必须采用有效措施消除特定干扰。其主要方法又可分为分离和隐蔽。
1）分离不但可以提高选择性，而且还可以使检测的限度降低，通过分离富集使痕量物质的分析成为可能。主要通过改进样品处理以减小影响。即从样品处理开始就注意分离待测物或消除干扰成分，以提高整个分析测试方法的选择性。主要的分离方法有：沉淀法、静态吸附法、动态吸附法、电化学法、萃取和挥发。
a、对照分析的基础。对于一定试样，将实际样品与标准物质在同样条件下进行分析测试，当其测定值与标准物质的保证值一致时，则认为该测试的总体干扰已消除，结果可靠可靠；也可用标准方法进行测定，将所得结果比较，如果一致则认为测定值准确。
b、对照分析的实施。绘制校正曲线，对校正曲线的形状进行分析。
以光吸收法为例，其不成直线的原因和特征：其一，光源单色性不好；其二，吸光介质不均匀；其三，生成吸光系数不同的其它络合物。解决办法：对于线性关系不好的浓度-响应曲线，要采取改善单色器，使光、电性能稳定，改进化学显色体系，使生色物种不发生其他变化等，消除测试的系统误差。如果其线性仍然不好，可用最小二乘法计算直线回归方程式，再按计算结果绘制出校正曲线。
五、化学分析中的质量控制
1、加强分析人员的管理
在进行化学分析时，分析人员作为化学分析的主体，其能力、经验和责任心对化学分析质量有着至关重要的影响，分析人员通过对发挥主观能动性，借助于化学分析设备，使材料成分能够准确地展现与化学分析结果之中，在此过程中，化学分析人员的专业技术素质显得尤为重要。因此，要使化学分析结果最大限度地趋近材料物质成分的本真，则需要加强对化学分析人员专业素质的提升。
2、分析仪器使用与管理
在化学分析过程中，化学分析主体通过操作对象作用的发挥进而达到对认知对象的精确认知，在此过程中，化学分析仪器作为化学分析主体操作对象，对认知对象的精确度有着重要的影响。为了使化学分析质量得到有效提高，则需要加强对分析仪器设备使用与管理。首先，在分析仪器日常的管理过程中，应选择合格的设备，不符合相關生产标准的设备应杜绝使用。其次，在分析仪器日常维护中，由于分析仪器在客观环境中受到多种因素的影响，往往使其自身完整有效的性能受到不同程度的破坏，从而使分析质量受到影响，因此，要加强对分析仪器的日常维护与管理，对分析仪器进行定维护与检修，加强对仪器的清洗、仪器状态调整、更换老化仪器等工作，从而使仪器的性能得到保证。
3、实验室环节和测量过程的质量控制
实验室为化学分析提供环境支持，在实验室的管理中，应加强对实验室的管理制度的落实，用过各项有效的管理制度的落实，能为化学分析质量的提高提供基本的保障。首先，要加强实验室日常管理，严格落实岗位责任制、样品流转制、原始检验数据复核制度、检验报告的编审批制度、盲样考核制度、不确定度的评价制度等。其次，要建立起科学的分析方法，选择符合相关标准的合理的分析方法，通过充分的调研、实验研究和专家评审等来建立科学合理的分析方法。
六、结语
化学分析环节众多，各个环节稍有不慎则会影响化学分析结果，影响化学分析质量。加强化学分析各环节的有效控制，能有效提高化学分析质量，为用户提供高精确度和可靠性强的化学分析结果。
参考文献：
[1]梁树权.分析化学漫谈[J]北学通报，1982（8）：2—4.
[2]陈同岳.共沉淀富集在分析化学中的应用技术[J].分析化学，1979，7（2）：142—147.
[3]武汉大学.无机化学[M].北京：高等教育出版社，1983.
[4]成都大学.分析化学[M].北京：人民教育出版社，1998.