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ICP-AES中样品的分解:酸分解——密闭式容器

2018.3.20
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丁齐

致力于为分析测试行业奉献终身

密封容器消解样品与敞开式容器消解样品方法相比有下列优点:

A)  密封容器内部产生的压力使试剂的沸点升高,因而消解温度较高。这种增高的温度和压力可显著的缩短样品的分解时间,而且使一些难溶解物质易于溶解。

B)  挥发性元素化合物如:AsBCrHgSbSeSn将保留在容器内,因而这些元素将保存在溶液中。

C)  试剂用量大为减少了,节省了成本,也减少了有毒气体的排放。

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D)  试剂用量减少了,又是密闭的容器,减少了污染的可能性。常用的密封容器是由一个PTFE杯和盖,以及与之紧密配合的不锈钢外套组成(见图)。外面的套有一个螺旋顶或螺旋盖,当拧紧后使PTFE杯和盖紧密密闭配合,形成高压气密封。放入样品及酸后,将消解罐拧紧,然后放入烘箱,根据要求仔细控制温度在110℃—250℃加热数小时。

使用这种消解罐时,必须小心,因为混合反应物蒸发产生的压力为7—12Mpa量级。样品和试剂的容量绝对不能超过内衬容量的10%—20%,过多的溶液产生的压力会超过容器的安全额定压力,同样,有机物质绝对不能和强氧化剂在消解罐内混合。分解温度必须严格控制,切勿超温。不然将会引起容器的破裂及爆炸。分解完成后必须将消解罐彻底冷却后才能打开,打开时应放在合适的通风橱内小心操作。消解罐操作必须仔细小心,以免发生危险。

虽然消解罐在使用时有一定的危险性,但这种技术可以较好、较快地分解用敞开式分解难以或不溶的样品,包括一些难熔矿物。对于各类样品的消解方法介绍如下:

a)  生物样品

   许多生物样品都可以用HNO3在PTFE内衬的消解罐内成功地消解。如将0.25g牛肝样品,加入3ml HNO3,在23ml容量的消解罐内,在140℃下加热2小时,冷却后用水定容待测。

b)  地质样品

样品

称重g

分解试剂及用量(ml

分解温度

时间

十字石

0.2

HF(10)   + HCLO4(10)

250   + 10

1

红柱石

0.8

HF(10)   + HCLO4(10)

240

5

绿柱石

石英

0.1

1.0

HF(20)

HF(12)   + HCLO4(10)

220­—230

240

1--3

10

刚玉

0.5

HF(15)

240

3.5

磁铁矿

0.6

70%H2SO4(20)

240

6.5

钛铁矿

1.0

65%H2SO4(15)

240

5

锡石

0.5

HCL(15)

240

7

金红石

0.25

HF(20)

220—230

3

铬铁矿

0.25

HF(10)   + 1: 1 H2SO4(10)

220—230

4

黄铁矿

0.2

HF(10)   + HCLO4(10)

250   + 10

5

磷钇矿

0.1

HF(10)   + HNO3(10)

220­—230

6

注:样品粒度为1mm

对于一般的地质样品可称取0.200g 样品于消解罐中,加入0.5ml HNO3 (也可用王水),再加入5ml HF,放入烘箱内继续加热分解一小时,冷却并打开消解罐,观察样品是否完全溶解,如没有完全溶解,则盖好盖子,从新放入烘箱内继续加热分解1小时(根据需要可适当延长)

用密封法溶解样品,剩余的HF将腐蚀ICP进样系统,有两种方法可以解决:

I.       在消解好的样品溶液中加入硼酸(2.00g H3BO3 溶解到少量水中)。然后再加盖密封,在130下加热15分钟。取出冷却至室温,用1mol/L HNO3稀释至需要容积,进行分析。

II.    在消解好的溶液中加入数滴HCLO4,在通风柜中加热冒白烟,驱赶HF,反复数次,务必将HF赶尽。用这个方法处理后的溶液TDS较低,有利于测定,但SiSiF4挥发,不能测Si


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