試樣準備
正文
包括取樣和試樣製備兩步。前者是指從大量物料(分析對象的總體)中取得其中有代表性的一小部分,即在誤差允許範圍內，這一小部分試樣應能代表大量物料的組成。後者是把按一定程式取得的仍然顆粒較大的試樣，經過破碎、縮分、研磨、過篩等步驟，製備成適合於作分析用的試樣。通常把試樣準備稱為分析的基礎，這是因為分析結果是否準確，基於試樣代表性的好壞。隨機取樣法 在隨機取樣中，總體的每一部分將以相等的機會在試樣中出現。分析對象可分均相的和非均相的兩大類。對均相物料，例如混合良好的氣體或液體，以及純金屬等，隨機取樣通常比較容易。但是對非均相物料，例如由多相組成的固體，常常由於某種特定組分的含量在各個相中並不相同（像金可以成為很小顆粒散布在石英母岩或其他伴生礦石中），隨機取樣就較困難。非均相物料如果成堆放置，常常會發生偏析。例如一個煤堆，較大的煤塊容易滾落到錐體的邊上，細煤粉又會被風吹跑，而小顆粒物質則趨向於沉落在煤堆的下面。一旦煤堆已經形成，如果不將整個煤堆加以細分，幾乎就不可能制定出一種有代表性的取樣方法。所以較好的辦法是直接從傳送帶上取煤樣。對於離散型的試樣，例如小藥片或瓶裝物品，則把n組單元粉碎混合,然後再對混合了的各組進行n次分析，要比分別分析n個單元所得結果更加精密。
取樣誤差包括隨機誤差和系統誤差，但它們之間總是不容易區分。採取比例足夠大的試樣，顆粒要足夠細小，而且經過很好的混勻，可以將隨機誤差減小到可接受的數值。
對於固體顆粒來說，從一個大堆中隨機取樣的必要重量，受以下幾種因素影響：①顆粒之間組成上的變化；②所要求的分析準確度；③顆粒大小。不論哪個因素增大，取樣的必要重量都要隨之增加。當兩類顆粒在組成上幾乎沒有差別時，取樣誤差就變得無足輕重。兩類顆粒在組成上的相對差值越大，則必須把顆粒研磨得越細，才能使1克稱樣中含有足夠多的顆粒數,使取樣誤差不致於超過給定的值。當要求的分析準確度由 1％誤差提高到0.1％誤差,即提高10倍時，則稱樣中所包含的最低顆粒數就要求增大100倍，即顆粒必須研磨得更細。
試樣的製備 一般說來,無機物料的顆粒,粉碎、研磨到能通過100目篩孔已經足夠。有時,為了保證試樣的代表性和易於溶解，也可以把顆粒再粉碎得更細些。但要製備通過100目的試樣,原始取樣的物料重量必須很大，通常以千克計或數十、數百千克。這些原始取樣都是根據分析的目的，按照一定程式，從分析對象總體中抽取的。這些原始取樣物料，要經過粉碎、研磨、縮分等手續。應當注意的是，在用機械進行粉碎和磨細時，機械磨損有時會污染試樣。粗粒樣品的縮分，常常採用能使顆粒作隨機分布的縮分機械。原則上，在每一階段中從試樣分出的顆粒數目應當比較接近。
小規模的破碎不用機械設備，可使用手工工具，例如用錘子在鐵砧或硬質鋼板上打碎樣品，或用硬質鋼杵和硬質鋼缽粉碎試樣至約 1毫米大小。用粗篩篩出顆粒小於1毫米的,再將未過篩的粗顆粒試樣放回原鋼缽中進一步破碎。最後，所有的試樣都通過篩網後，小心加以混勻，按連續四分法繼續研磨。所有這些操作應避免碎片和粉末的濺失，也不應任意棄掉樣品的任何部分。
最後階段，通常是將稍粗的試樣用瑪瑙研缽和杵研磨至100目或更細。也常用球磨機進行細碎,球磨機的球珠通常由碳化鎢、碳化硼等特硬耐磨材料製成。將磨碎的粉末間歇地通過固定在塑膠架上的尼龍網篩(100篩目，如有必要可更細些)上過篩,未通過篩的部分重新放回研缽進一步研磨，直至全部過篩為止。篩出的粉末收集在蠟光紙上，採用滾動法，即提起一角，使試樣滾到對角，以便很好地混合。混勻的粉末用非磁性刮鏟或小勺轉到瓶子裡,加蓋保存好（用倒入的方法可能會引起偏析,造成不均勻性）。如果試樣粉末要運輸或者存放於易受振動的建築物中一些時間，有時也會引起偏析，則在稱取試樣之前，還應重新混合試樣粉末。
在壓碎、研磨過程中污染主要來自鋼鐵製品（壓碎機、研磨機、鋼研缽和杵等），污染的金屬主要是鐵、錳和在鋼中可能存在的其他一些元素，其中鐵的引入是不可避免和十分討厭的。在瑪瑙研缽中研磨不會引入多少金屬。上述壓碎與研磨等只適用於易碎物料所構成的試樣；金屬一般需要鑽及銑。供化學分析用的金屬的取樣，由於偏析和實際上不可能獲得小顆粒，可能會使取樣缺乏代表性。此外，切割工具也會引起污染,因此,金屬材料取樣人員最好有一些關於元素分布特性的知識，或按工業標準規定的程式進行取樣。
供分析用的生物試樣的製備也有金屬污染的問題，特別是使用研磨機時。有人比較了研磨植物試樣的各種方法，證明用瓷製的研缽和杵進行手工操作研磨產生的污染小，而球磨機研磨會引入較嚴重的污染。製備動物體試樣時，使用剁碎、切片和研磨的辦法，多少會受到金屬的污染。一個不常使用的方法是經液氮冷凍之後，用錘敲打來壓碎動物組織的試樣。
參考書目
C.A.Bicking,Principles and Methods of Sampling,treatise on Analytical Chemistry, Vol. 1, John Wiley & Sons,New York,1978.
