一、注意防止出现以下情况
空气污染、试剂空白以及容器污染;
待测元素挥发、被容器表面吸附或与容器材料相互作用而损失;样品分解不完全。
二、要求
待测元素完全溶入溶液;溶解过程待测元素不损失;不引入或尽可能少引入影响测定
三、无机试样前处理
1、水溶解
可溶性无机化合物,可以直接用水溶解制成测定溶液,如硫酸铜、氯化钠等。但考虑到溶液的稳定性及与标准溶液酸度的一致性,往往要加入一些酸。
Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba等金属也能在水中溶解,或在水蒸气中生成可溶性盐类。
为了使其中的其它测定元素进入溶液,也要将溶液酸化。
2、酸分解
大多数无机化合物、金属、合金、矿石试样能用酸溶解。常用的酸有盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸以及各种混合酸。有时也用硫酸和磷酸。用酸分解可通过加热将多余的酸蒸发掉,便于控制溶液酸度,溶液基体比较简单。容易获得纯度高的酸,不至于引入更多的干扰成分。
操作简便,快速,设备简单,是原子光谱分析中应用最多的溶样方法。
(1)盐酸:盐酸是应用最多的酸,能溶解氧化还原电位比氢更负的金属如 Fey Be、Mg、Ca、Sr、Bay Al、Ga、In、Zn、Sn、稀土等金属;大多数金属氧化物;碳酸盐类矿物;有色金属硫化矿等。
(2)硝酸:是一种强酸:同时也是一种强氧化剂:能氧化分解大多数有机物,多数用盐酸溶解的金属也能用硝酸溶解。一些氧化还原电位比氢正的元素能用硝酸溶解。
如:Ag、Cu、Pb、Co、Ni、Sb、Hg、Mn Bi、Se、Te、V等金属,大多数金属氧化物、合金、有色金属氧化矿等。由于硝酸特别是浓硝酸是一种强氧化剂:一些氧化物难溶的金属不能用硝酸溶解:如铝、锡等金属。
(3)氢氟酸:氟离子是许多元素的络合剂,不能用盐酸和硝酸溶解的难熔金属可用氢氟酸溶解。如:Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、V、Si、B金属及其氧化物,硅酸盐矿等。
(4)高氯酸:热的高氯酸是强氧化剂,能溶解:不锈钢,镍铬合金,稀土矿物:独居石:菱镁矿等。热的高氯酸与有机物发生剧烈反应,会发生爆炸。与硝酸混合使用能消化单独用硝酸不能完全消化的有机试样。
(5)硫酸和磷酸:常用于分解难溶矿物:如:铬铁矿、稀土矿等。硫酸和磷酸的杂质含量一般比盐酸和硝酸高,沸点也比较高,不容易蒸发除掉。由于磷酸根、硫酸根对很多元素的测定有干扰;而这类酸的粘度较高,不利于化,对℃ P也不利,除特殊情况外一般很少用应用。
3、混酸
(1)王水:三份浓盐酸与一份浓硝酸的混合物称为王水。
能用盐酸和硝酸溶解的金属、矿物几乎都可以用王水溶解。Au、Pt、 Pd、Os、Rh、Cr、MO等不溶于单一酸的金属也可用以王水溶解。
(2)盐酸+过氧化氢;硝酸+过氧化氢
过氧化氢是一种强氧化剂,受热分解为氧和水。盐酸+过氧化氢是一种良好的溶剂。一些单独用盐酸不能溶解的金属,可用盐酸+过氧化氢分解。
如锡青铜、铅锡焊料等。铜合金不溶于盐酸,用硝酸分解时锡会以偏锡酸形态析出沉淀,阻碍分解反应的继续进行。用盐酸+过氧化氢分解,速度很快,并能得到稳定的澄清溶液。贵金属铑也可以用盐酸+过氧化氢在密封容器内分解,过氧化氢还是金属钨的有效溶剂。
硝酸+过氧化氢也是一种艮好的溶剂,一些用硝酸溶解缓慢的试样,滴加少量过氧化氢能加速溶解。更多地用于消解有机试样。
(3)硝酸+氢氟酸+高氯酸;硝酸+氢氟酸+硫酸
大多数硅酸盐矿物可用上述混合酸分解。绝大多数元素的高氯酸盐溶解度很高,用硝酸+氢氟酸+高氯酸处理,加热赶掉多余的高氯酸,用稀盐酸或稀硝酸溶解,可得到澄清的溶液。只有高氯酸钾的溶解度较小,但一般并不造成影响。
使用氢氟酸时要在铂器皿或聚四氟乙烯烧杯中进行
高氯酸和硫酸冒烟时温度较高,会造成Hg、As、Se、Te、Ge Re、Os、Ru等元素的挥发损失。
4.碱溶
有些情况下,氢氧化钠、氢氧化钾等强碱溶液也用于溶解试样。如:金属钨、金属铝、铝合金等。高纯铝在盐酸中溶解很慢,而在氢氧化钠溶液中能迅速溶解。在引入的钠盐不影响测定的前提下也用来分解试样。测定其中的金属元素时,要将碱中和使金属的氢氧化物溶解。
用碱溶解金属铝时,反应产生氢,能将As、Sb、Bi等元素还原成氢化物AsH3、SbH3、BiH3,造成挥发损失。
强碱溶液会腐蚀玻璃烧杯,测定一些常见元素时空白值高。有些矿石、化合物不能溶解在酸中,如:石英SiO、锡石Sno、金红石TiO、锆英石ZrSiO、碳化硅等,分解这些样品必须用碱熔融。金属锇、铱、钌等很难溶于酸,也可用碱熔融分解。
碱埭融的埭剂有:氢氧化钠、氢氧化钠+氢氧化钾、过氧化钠、碳酸钠、偏硼酸锂、四硼酸锂等。其中以过氧化钠分解能力最强,几乎能分解所有样品,对坩埚的腐蚀也最强烈。
碳酸钠、偏硼酸锂和四硼酸锂熔融,对坩埚的腐蚀较小,可在铂坩埚、热解石墨坩埚内进行。
5.焙烧
焙烧在低于熔剂熔点的温度下分解试样。烧结熔剂:碳酸钠、碳酸钙、过氧化钠、氧化镁等。烧结法熔剂用量比熔融法少,几乎不腐蚀坩埚,引入的盐类相应减少。
例如:90%碳酸钠.1 0%硝酸钠混合熔剂烧结,1.5、2 倍于试样的熔剂,不超过780度烧结可分解绝大多数矿物。
6.干式灰化
干式灰化是使有机物燃烧,其中的金属元素转化为无机盐,然后用适当的酸溶解灰分制成稀酸溶液,用于原子光谱测定。通常是将试样置于铂坩埚或瓷坩埚内,先在低温电炉上使试样炭化,然后放入马弗炉内灰化。植物、蔬菜等鲜品应预先在烘箱内烘干后再灰化。为了缩短灰化时间,一般在700、8000C灰化。
灰化温度在5000C以上,会造成一些元素的挥发损失。7000C时Hg As、Se、Pb、Cd等元素几乎挥发损失殆尽,Cr、Cd、Zn等元素也有部分损失。大多数生物样品含氯,一些元素会以氯化物形式挥发损失。对于含氯的试样灰化损失更为显著。
灰化温度在5000C以下,有机物灰化速度很慢,一般要数小时或更长时间。添加镁、铝、锆等元素的硝酸盐,灰化温度在7000C时As等元素也不会损失。
对于有机试样,干式灰化过程中Hg的损失是不可避免的。
干式灰化方法简单快速,适合处理大批量样品。对于痕量元素的分析,灰化过程的环境污染不可忽视。
尢其是添加大量硝酸盐时,也造成空白值高,影响检出限的降低。
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