空白试验的定义、重要性及常见问题解析
一、国标中空白试验的定义
GB 5009.1-2003 第三章第3.7条规定:空白试验是指除不加试样外,采用完全相同的分析步骤、试剂和用量(滴定法中标准滴定液的用量除外),进行平行操作所得的结果。其用途为扣除试样中试剂本底和计算方法的检出限。
二、空白试验的重要性:空白做不好会怎样?
空白试验测得的结果称为空白试验值。样品分析时,需用所得结果减去空白试验值才是最终结果。空白试验是实验室质量控制的重要环节,其准确性对提高检测结果的准确度至关重要。空白试验值反映了测试仪器的噪声、试剂中的杂质、环境及操作过程中的沾污等因素对样品测定的综合影响,直接关系到测定最终结果的准确性:空白试验值低且数据离散程度小,说明分析方法和操作者的测试水平较高,分析结果的精度随之提高;当空白试验值偏高时,需全面检查试验用水、试剂、量器和容器的沾污情况、测量仪器的性能及试验环境状态等,以尽可能降低空白试验值。
三、空白试验常见问题及原因分析
1. 空白色谱柱出峰,求解释?
问题描述:高效液相色谱,色谱柱为Kromasil C18(15cm×5μm),流动相为10%乙腈和90%三氟乙酸水,走空白色谱柱时在保留时间中间位置出现较大色谱峰,多针空白响应不同(忽高忽低),杂峰持续存在,流动相冲洗后仍未解决。
原因排查:确定检测波长,若为末端吸收,需排除三氟乙酸的干扰;用100%乙腈作为流动相,以乙腈为样品进样,若为基线,说明色谱柱及系统完好;换流动相为10%乙腈+90%三氟乙酸水,样品为乙腈,若仍出现上述杂峰,大概率问题在三氟乙酸或稀释三氟乙酸的水上;若步骤2、3均出现杂峰,检查检测器及进样器;仍未解决,联系工程师。
2. 空白乙腈出峰,什么原因?
问题描述:岛津高效液相色谱仪,进空白乙腈在样品峰位置出现倒峰,进双蒸水在样品峰位置出现正峰,进样品时有杂峰干扰,已排除水和乙腈问题,怀疑进样池或检测器污染,处理10多天无果。
分析与解决:液相中倒峰主要因样品吸收比流动相吸收小。排查时需考虑:更换色谱柱,若问题依旧,排除色谱柱影响;更换流动相,再清洗进样系统和检测池;断开色谱柱,用乙腈或水做流动相清洗检测器,若基线正常,再检查进样系统、样品及前处理;仍有问题,检查色谱柱。
3. 做酸碱滴定时为什么要做空白试验?
因为用作稀释液的空白溶液可能有一定酸碱度,会影响滴定结果,需通过空白试验扣除干扰。例如:空白溶液为酸性时,用碱滴定会导致结果偏高,扣除空白溶液的酸度后,才能得到准确结果。
4. 石墨炉测铅时空白值偏高的原因(空白为4份硝酸+1份高氯酸,GR级)
分析:实验用水:用石英亚沸水蒸馏器蒸馏的水,空白值一般不超过0.0015;用硝酸(工艺超纯)和高氯酸(优级纯)消化,1mol/L盐酸或硝酸定容至50mL,空白值通常为0.03左右(铅基体干扰大,需注意);
气体纯度:氩气需为高纯,或用高纯氮气,注意分子带背景;
试剂纯度:硝酸和高氯酸不纯可能导致空白偏高,可依次测定空管、水、含酸水空白排查;
酸度影响:高氯酸浓度过高会影响测定,且损害石墨炉,建议用微波消化(硝酸+双氧水),便于控制酸度和降低空白;
其他:实际Pb含量有误(厂家未测准)或仪器未调至最佳状态。
5. 原子荧光空白偏高的影响因素
介质及浓度:HClO₄和H₃PO₄作介质时响应值低;H₂SO₄中汞灵敏度高但空白也高;HNO₃和HCl中荧光强度稳定(5%-25%硝酸、5%-20%盐酸较适宜);
酸的质量:载流和标准试剂基体常用盐酸或硝酸,低质量酸会显著升高空白;
还原剂用量:硼氢化钾/钠浓度不宜超过3.0%,1%时灵敏度和稳定性好,可有效消除干扰;
灯电流:电流与负高压影响同向,空白过高可适当降低电流(需平衡灵敏度);
载气:氩气流速过低时灵敏度高但稳定性差,200mL/min时灵敏度和相对标准偏差较适宜。
6. 水质分析中氨氮测定空白值很高的原因
蒸馏水污染:含氨杂质;
仪器污染:试管、移液管等未清洗彻底;
无氨水质量:含氨量高(最主要原因);
试剂配制:酒石酸钾钠或纳氏试剂纯度不足、配制偏差大。
7. 总氮空白值偏高的原因
试剂配制:碱性过硫酸钾需分开配制氢氧化钠和过硫酸钾,待氢氧化钠溶液降温后再混合(避免放热导致过硫酸钾失效);
玻璃器皿洗涤:需用(1+9)盐酸浸泡后,无氨水冲洗,否则易导致空白偏高或平行性差;
比色操作:建议统一测定同一波长后再换另一波长(220nm和275nm),避免反复调整波长引入误差;
试剂选择:过硫酸钾纯度关键,建议用优级纯(普通分析纯可能含氮量超标);
试剂与用水检验:空白值不理想时,需筛选含氮量最低的水和试剂。
8. 粗蛋白测定空白偏高的影响因素
可从以下方面排查:配制溶液的水是否更换;
消化炉和蒸馏仪的回收率;
盐酸是否在保质期内;
配制溶液的硫酸是否有问题;
催化剂是否含硝酸钾。
四、小结
空白试验是实验室质量控制的核心环节,直接影响检测结果的准确度。以分光光度法为例,需用实验用纯水或有机溶剂作参比,不可用空白实验溶液作参比,避免人为减小空白值、掩盖其变异。
需注意:通过计量认证的实验室,因仪器和玻璃量器定期检定、采取全面质量管理措施,若空白值过高,多为化学药品纯度不足、试液变质或污染等原因,应重新配制试液并返工重测,直至空白值合格。
空白试验贯穿实验全过程,从试剂选择、仪器维护到操作规范,每一环都可能影响其结果。重视空白试验的细节控制,是确保实验数据可靠、提升分析质量的基础保障。

