KWALIFIKACJA CHM3 - CZERWIEC 2018

PYTANIE NR 24.
W wyniku analizy sitowej próbki stałej otrzymano frakcję o średnicy ziaren 12 – 30 mm. Jaką masę powinna mieć prawidłowo pobrana próbka pierwotna?
Ilustracja przedstawia tabelę dotyczącą wielkości próbki pierwotnej w zależności od wielkości ziarna.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W analizie sitowej masa próbki pierwotnej zależy od wielkości ziaren: im większe ziarna, tym większa masa jest potrzebna, aby próbka była reprezentatywna.
Dla frakcji 12–30 mm przyjmuje się masę 1000 g, co ogranicza wpływ losowego doboru pojedynczych ziaren na wynik przesiewania.

Pełne wyjaśnienie:

W analizie sitowej kluczowe jest, aby próbka była reprezentatywna, czyli odzwierciedlała rzeczywisty skład uziarnienia całej partii materiału. Z tego powodu nie dobiera się masy próbki "dowolnie", lecz w praktyce laboratoryjnej stosuje się zalecane (minimalne) masy próbki pierwotnej zależne od średnicy ziaren. Ogólna zasada jest prosta: im większe ziarno, tym większą masę próbki należy pobrać, ponieważ przy dużych ziarnach w małej masie próbki znajduje się niewiele cząstek, a wtedy wynik przesiewania jest silnie obciążony przypadkowością.

Dla frakcji o średnicy ziaren 12–30 mm prawidłowo pobrana próbka pierwotna powinna mieć masę 1000 g. Taka masa zapewnia, że w próbce znajduje się wystarczająca liczba ziaren do wiarygodnego rozdziału na frakcje podczas przesiewania.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są nieprawidłowe?

  • 100 g i 200 g – to masy zbyt małe dla tak dużego uziarnienia. Przy ziarnach rzędu kilkunastu–kilkudziesięciu milimetrów dawałyby one bardzo małą liczbę cząstek, co zwiększa błąd próbkowania i ryzyko niestabilnych wyników (inne wyniki przy powtórzeniu badania).
  • 2500 g – jest masą większą niż wymagana dla tej frakcji. Sama w sobie nie musi "psuć" wyniku, ale w pytaniu chodzi o masę właściwą/prawidłową (minimalną wynikającą z przyjętych wytycznych). Zbyt duża masa utrudnia pracę, wydłuża przesiewanie i nie jest konieczna do spełnienia kryterium reprezentatywności.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w zadaniu podano zakres średnicy ziaren, traktuj to jako sygnał, że odpowiedź należy dobrać z tabelarycznych zaleceń masy próbki. Nie myl tego z naważką do oznaczeń chemicznych – tu liczy się statystyka liczby ziaren, a nie tylko masa.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Próbka pierwotna to pierwsza próbka pobrana bezpośrednio z partii materiału (np. z hałdy, worka, przenośnika), zanim zostanie zmniejszona lub przygotowana do badania. Jej jakość decyduje o reprezentatywności, dlatego dobiera się ją zgodnie z zasadami próbkowania, a nie "na oko".
Przy dużych ziarnach w małej masie próbki jest niewiele cząstek, więc wynik przesiewania może zależeć od przypadku (które ziarna akurat trafiły do próbki). Większa masa oznacza więcej ziaren i mniejszy wpływ losowości, czyli bardziej wiarygodny rozkład uziarnienia.
Zbyt mała próbka zwiększa błąd próbkowania: frakcje mogą być przeszacowane lub niedoszacowane, a powtórzenie badania da inne wyniki. W praktyce prowadzi to do błędnej oceny jakości materiału, np. kruszywa lub granulatu, i do nieprawidłowych decyzji technologicznych.
Nie zawsze. Zwiększanie masy ponad zalecane minimum zwykle nie poprawia istotnie jakości wyniku, a może utrudniać pracę (dłuższe przesiewanie, trudniejsze mieszanie, większe straty materiału). W laboratorium dąży się do masy wystarczającej dla reprezentatywności, ale racjonalnej operacyjnie.
Próbka pierwotna jest pobrana z partii materiału. Próbka laboratoryjna to część próbki pierwotnej po wstępnej redukcji/ujednoliceniu, przygotowana do badań w laboratorium. Próbka analityczna (naważka) to jeszcze mniejsza część faktycznie użyta w konkretnym oznaczeniu lub teście.
Oznacza ziarna, które przeszły przez sito o oczkach 30 mm, ale zostały zatrzymane na sicie 12 mm (lub równoważny układ sit, zależnie od procedury). Jest to więc przedział wielkości ziaren wyodrębniony przez przesiewanie.
Najczęstsze błędy to: wybieranie masy "jak do oznaczenia chemicznego" (zbyt małej), pomijanie wpływu dużych ziaren na losowość wyniku oraz nieuwzględnianie, że masa próbki jest powiązana z uziarnieniem. Pomaga zapamiętać regułę: większe ziarno → większa masa próbki.
Typowo wykonuje się: ujednorodnienie materiału (mieszanie), redukcję masy metodą zapewniającą reprezentatywność (np. dzielenie), ewentualne dosuszenie do stałej masy, a następnie przesiewanie na zestawie sit. Konkretne kroki zależą od procedury dla danego materiału.
Analizę sitową stosuje się głównie dla ziaren większych (zwykle materiałów sypkich, kruszyw, granulatów), gdy rozdział mechaniczny na sitach jest praktyczny i wiarygodny. Dla bardzo drobnych frakcji częściej używa się metod opartych o sedymentację lub analizatory laserowe.
Wskazówką jest podany zakres średnicy ziaren (np. 12–30 mm) i pytanie o "prawidłowo pobraną" masę próbki pierwotnej. To sygnał, że odpowiedź wynika z zaleceń metodycznych (tabel/wytycznych), a nie z obliczeń czy przeliczania procentów frakcji.
info

Statystycznie 42% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Materiały:

  • Instrukcje laboratoryjne (SOP) dotyczące pobierania i redukcji próbek materiałów sypkich
  • Podręczniki z analizy instrumentalnej i fizykochemicznej: rozdziały o analizie sitowej i błędach próbkowania
  • Materiały dydaktyczne z metrologii i statystyki w analityce (reprezentatywność, błąd losowy próbkowania)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego