问题描述:湿法消解时,针对不同样品怎样选择合适的消解试剂?
解答:
消解试剂的选择取决于样品的性质。地质、地球化学、底泥和土壤样品通常含有硅酸盐、金属氧化物、碳酸盐,很多情况下还含有有机物,很难溶解。但对于难溶物质,由于常压消解时温度不能超过酸的沸点,为了达到足够高的消解能力,我们一般选择强氧化性、高沸点的酸,如高氯酸、硫酸和磷酸。浓酸可以单独使用、混合使用,也可以依次使用。常常首先用硝酸溶解易氧化的物质,再使用更强氧化性的酸分解难溶物质,下表中列出了在湿法消解过程中常用的试剂及其物化性质: 名称 | 化学式 | 浓度/% | 密度/(kg/L) | 沸点/℃ | 性质 |
盐酸 | HCl | 36 | 1.19 | 110 | 强酸,许多碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐、硼酸盐和各种硫化物都能被其溶解 |
硝酸 | HNO3 | 68 | 1.42 | 122 | 强酸,氧化性强,对有机物、无机物进行氧化作用 |
氢氟酸 | HF | 48 | 1.16 | 112 | 强腐蚀性,有效地使硅酸盐变成可挥发的SiF4,和相应金属离子。 |
硫酸 | H2SO4 | 98.3 | 1.84 | 338 | 脱水,强氧化性,大多数有机物样品都可迅速脱水和氧化 |
高氯酸 | HClO4 | 72.4 | 1.67 | 203 | 强氧化性,有效消解有机物 |
双氧水 | H2O2 | 30 | 1.12 | 106 | 强氧化性 |
湿法消解常用浓无机强酸或他们的混合物,有时还要加入氧化剂,在能量作用下破坏样品基质,将待分析元素分解释放出来,再转移到水溶液中供分析使用。环境样品中一般既含有机物,也含无机物,例如环境水样含有溶解固体、悬浮颗粒物、胶体和微生物,而待测元素既可能处于溶解状态,也可能同时处于固体之中,选择消解试剂时应予充分考虑。原则上应选用能够达到消解作用而消解能力最弱的酸和氧化剂体系,因为越是强酸,越会增加试剂空白和加重容器腐蚀或实验室安全风险。硝酸的氧化性可满足许多样品的分解,并可以加入双氧水增强消解液的氧化性,消解后没有不溶物生成,试剂空白也低。使用浓硝酸和浓盐酸按1
:3
(体积比)配制而成的混合物,其氧化性和溶解能力远远强过硝酸,这是因为混合后生成游离Cl2
和NOCl
。王水的主要用途是与氢氟酸混合在一起分解硅酸盐和硫化物,以及溶解金、铂和钯。王水易分解,只能现配现用。高氯酸在脱水和受热时是一种强氧化剂,能破坏微量的有机物,应当注意,高氯酸不能直接加入到有机或生物试样中,而应先加入过量的硝酸,这样可以防止高氯酸引起爆炸。在使用高氯酸分解有机试样时,应选择使用带有防护设计及通风性好的设备。对于容易形成挥发性化合物的被测物质(如砷、汞等),一般采用水浴加热的方式进行消解。防腐震荡水浴能够很好的处理这类被测物质,如温度控制、防腐性能、震荡功能以及配备的透明聚碳酸酯回流盖,在方便观察实验进程的同时减少水的消耗。针对不同样品选择不同的酸系,再根据酸的沸点用适合的设备进行温度控制,工作温度在200
℃以下的加热材质表面可喷涂聚四氟乙烯以保护金属表面不受腐蚀,这样可以大大延长加热装置的使用寿命,也降低了腐蚀金属对样品的污染风险,在更快破坏样品结构的同时达到理想的消解效果。以上内容来自仪器信息网《样品前处理实战宝典》