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1、在許多情況下,灰化前將試樣和某些添加劑(所謂 灰化助劑”相混合則干灰化法更為有效。這些灰化助劑 起著如下若干作用:(a) 加速氧化作用;(b) 防止一些組分揮發(fā)(c) 防止灰分組分與坩堝材料反應(yīng)。最常用的添加劑是如 硝酸或硝酸鹽等氧化劑。后者是以濃的水溶液形式加入的在以硝酸鎂促使脂肪性物質(zhì)氧化時(shí),加入硝酸鎂的甲醇或乙醇溶液。在移入馬弗爐灰化之前,將試樣干燥。加入硝酸鹽不僅促使氧化作用,而且能達(dá)到使灰分松散的目的。同樣,硝酸可以在灰化開(kāi)始時(shí)加入,但是,更常用的是不是用酸處理部分灰化的試樣以便更快地除去炭化物 質(zhì)。若要測(cè)定生物試樣中的錫,則不可加入硝酸,因?yàn)樯傻腻a酸(水合二氧化錫)傾向于與石英坩
2、堝反應(yīng)。加入硫酸在某種程度上可避免由揮發(fā)引起的損失。以此法,較易揮發(fā)的氯化物,諸如氯化鉛、氯化鎘和氯化鈉,被轉(zhuǎn)化為沸點(diǎn)較高的硫酸鹽,釩一卟啉化合物等揮發(fā)性有機(jī)金屬絡(luò)合物也被破壞。另一方面,加入堿能防止氯化物、砷、磷和硼等陰離子的損失。常用的堿是堿土金屬的氧化物或氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、乙酸鎂、堿土金屬硝酸鹽,它們加熱時(shí)分解為氧化物。這些灰化助劑還起著另一種有用的作用,即灰分的體積比不加助劑時(shí)要大得多,因而灰分中持測(cè)元素大為稀釋”,這樣就可能減少與坩堝壁的接觸,并且減少因和坩堝材料反應(yīng)引起的損失。應(yīng)用灰化助劑對(duì)灰分的組分同樣產(chǎn)生有利的影響。有人推薦坩堝襯以濾紙,然后將試樣炭化,殘?jiān)寐然V溶液浸
3、漬,并在600度下灰化。若存在磷酸鹽,在此條件下它與鎂生成三元磷酸鹽,后者形成能與坩堝反應(yīng)的玻璃狀熔融物的傾向遠(yuǎn)小于由酸性殘?jiān)a(chǎn)生的簡(jiǎn)單偏磷酸鹽。也有人建議在脂肪試樣中加入粉末狀纖維素,這樣,整個(gè)試樣將平穩(wěn)燃燒,而不致產(chǎn)生過(guò)高的度。下面格根據(jù)新近的一些研究結(jié)果,總結(jié)在灰化過(guò)程中許多元素的特性.砷(As)在沒(méi)有添加劑存在下灰化有機(jī)物質(zhì)時(shí),即使溫度低至400 C砷也部分失去。已報(bào)道甚至在100 c下干燥血液試樣,砷也會(huì)損失。加入灰化助劑可排除砷損失的可能性。最常用的灰化 助劑是氧化鎂或硝酸鎂或二者同時(shí)使用。碳酸鉀-氧化鎂(3 : 1)和碳酸鈉也可用。硫酸不起作用。推薦的步騾差別甚大,有時(shí)只加入氧化
4、鎂,例如每克試樣用I克氧化鎂和2 3毫升氫氧化鈣溶液,有時(shí)則加入六水合硝酸鎂,硝酸鎂須過(guò)量較多(每克試樣用4克)。不過(guò)往往同時(shí)加入這兩種化物,每種各0.10.3g,氧化鎂以固體而硝酸鎂以溶液形式加入。為了得到較為疏松的混合物,常常摻入纖維素粉。有機(jī)砷化合物應(yīng)以硝酸和溴酸鉀處理加熱不超過(guò)300 C?;一_(kāi)始時(shí)溫度應(yīng)緩慢升高。坩堝先移入馬費(fèi)爐中,然后再將爐子升溫。也可以先在低溫下使混合物炭化,此后再加熱至灰化溫度,灰化溫度通常為500一 600 C,也有達(dá)到680 C,甚至900 C。最好使用瓷或石英容器,但玻漓容器也可用。已 知二氧化硅在較高溫度下(850 C, 16小時(shí))會(huì)與砷酸鈉反應(yīng)?;曳钟?/p>
5、 1 : 1鹽酸或稀硫酸浸 取。有人則加入濃鹽酸和還原劑以釋出三氯化砷后借蒸餾法分離。即使應(yīng)用灰化助劑,砷的損失也會(huì)發(fā)生。這種情況似乎由于加入助劑的量不夠、灰化前混合不充分、 或者升溫太快等原因所致。因?yàn)樯镌嚇又械纳楹芸赡芤該]發(fā)性有機(jī)砷化合物的形式存在,所以建議將灰化助劑與濕試樣混合,并取單獨(dú)一份試樣測(cè)定干重量。鉍(Bi)試樣應(yīng)在鉑或瓷器皿中于450 550 C下灰化,如需要可加入硫酸。在這些條件下,部分鉍可能失去。對(duì)礦物油試樣灰化前應(yīng)加入磺酸鉀或磺酸鎂?;曳钟脻恹}酸或硝酸浸出。硅酸應(yīng)以氫氟酸和硫酸加熱除去。鎘(Cd)溫度高于400 C時(shí)氯化鎘極易揮發(fā)在500 C.僅需1小時(shí)就有44 %鎘失
6、去。另一方面,硝酸鎘和硫酸鎘即使溫度高達(dá) 500 C也是穩(wěn)定的。硫酸鎘試樣于600 C加熱1小時(shí)約損失4%。 植物物質(zhì)不加助刑在 450 C下灰化將失去鎘。對(duì)與灰化助劉硝酸或硝酸鎂一起加熱的有機(jī)試 樣(可可),或與磷酸氫二鈉一起加熱的生物物質(zhì),也有過(guò)因揮發(fā)作用導(dǎo)致鎘大量失去的報(bào)道。盡管有這些不能令人滿意的結(jié)果,含鎘試樣仍用于灰化法處理:如酒類不加助劑,在450 C灰化;涂料加碳酸鈉在 450 C;生物物質(zhì)與硫酸在 550 C,或與硫酸和硝酸鎂在 550 C;礦 物袖與硫酸在550 C或與磺酸鉀或磺酸鎂在650 C;煤不加助劑在 850 C下灰化?;一瘯r(shí)可以使用石英坩堝或鉑坩堝,后者似乎較好?;?/p>
7、分可溶于稀酸。鍺(Ge)在高于600 C下干灰化有機(jī)物質(zhì)時(shí), 已觀察到鍺的損失,不過(guò),有人在550 600 C或560 C 灰化后測(cè)定煤中的鍺。加熱升溫速度不應(yīng)超過(guò)每分鐘3 5 C。因?yàn)殒N的揮發(fā)可能由于四氯化鍺的揮發(fā)性,所以,試樣的氯含量與鍺揮發(fā)性之間有一定的關(guān)系,而且似乎需要堿性灰化助劑,例如在700 一 1000 C下灰化需要?dú)溲趸c對(duì)煤和飄塵,每克煤需 4克氫氧化鈉卜 碳酸鈉每0.5克試樣需2克碳酸鈉或氧化鈣一硝酸鈣每克煤需0.5克氧化鈣和6毫升飽和 硝酸鈣溶液。灰化時(shí)用鉑坩堝或瓷坩堝,灰分溶于酸中。汞(Hg)在各種條件下干灰化,汞即使不完全揮發(fā),也在很大程度上失去。銻(Sb)對(duì)以放射性
8、同位素銻標(biāo)記并在溫度范圍400 900度灰化的血液試樣,銻的損失變化很大,但常常大量失去。椰子在550 C下加灰化助劑或者加入硫酸或硝酸鎂灰化時(shí),只有極少量的銻失去,加入硝酸,則有約 8%銻損失。若試樣在 600 C并有氯化銨存在時(shí)灰化,幾乎所有 的銻都失去,加入氯化鈉,不會(huì)引起任何損失,但和坩堝起反應(yīng)。銻似乎不從堿性介質(zhì)揮發(fā)。進(jìn)行元素分析的有機(jī)物質(zhì)應(yīng)與足量的氧化鎂(保證試樣呈堿性)和一定量的硝酸鎂混合并在石英容器中灰化。礦物油產(chǎn)品的分析是在550 C并加有硫酸和磺酸鎂的條件下灰化。硒(Se)硒或者在很大程度上或者完全從進(jìn)行干灰化的試樣中失去,甚至有關(guān)于試樣在100 C干燥便失去曬的記載錫(S
9、n)干灰化法很少用于測(cè)定有機(jī)物質(zhì)中的錫,因?yàn)槌鏊穆然a的揮發(fā)性或二氧化錫和坩堝之間反應(yīng)引起的誤差多半較大。不過(guò),仍有一些方法適用在450 500 C或500 600 C灰化生物物質(zhì)。硝酸不應(yīng)加入,灰分不許熔融。脂肪應(yīng)以硝酸鎂乙醇溶液處理并且小心炭化,繼將殘余物在450 C和石英皿中灰化。礦物油可與磺酸鎂在650 C下灰化。錫的灰化可用鉑坩堝、瓷釉未破損的瓷坩堝以及石英坩堝?;曳秩苡诹蛩?、硫酸一硝酸或6M鹽酸,最好以氫氧化鉀或氫氧化鈉一炭熔融。對(duì)果汁的灰化,據(jù)報(bào)道則存在一些困難碲(Te)有機(jī)材料在沒(méi)有灰化助劑情況400 600 C溫度下灰化,大部分碲將失去?;一巴瑫r(shí)加入氧化鎂和硝酸鎂可避免碲的
10、損失。鋅(Zn)干灰化期間,在較低溫度下,由于氯化鋅的揮發(fā)性,或由于與二氧化硅與硅酸鹽反應(yīng)而失去鋅。不過(guò)有關(guān)鋅損失的說(shuō)法并不完全一致。以放射性同位素65Zn標(biāo)記的軟體動(dòng)物軟組織進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)表明:在干燥時(shí)鋅失去9 %,而在450 600 C灰化時(shí),損失約 25 %。與此類似對(duì)在450 C灰化的食品試樣,已知損失約20 %鋅。然而,含鋅的血液試樣,在500 C灰化也不致失去鋅,溫度升至70 0 C,損失約30 %。毛發(fā)試樣在高達(dá) 900 C灰化沒(méi)有鋅揮發(fā)。鋅的揮發(fā)性在很大程度下取決于存在的陰離子;氯化物甚至在400 C也很容易揮發(fā),硝酸鹽和硫酸鹽可分別加熱至500600 C。據(jù)說(shuō)硝酸鹽在鉑器皿個(gè)加熱
11、至700 C后能完全回收,但是假如硝酸鹽和氯化銨、氯化鎂或氯化鈣一起加熱,則損失十分嚴(yán)重。顯然,允許的灰化溫度在很大的程度上取決于試樣的性質(zhì)。許多方法要求450 506 C而另外一些方法要求550 C或甚至850 C。碳酸鈣(適于500 C以下)、硫酸(在550 C ),硫酸和硝酸鎂(在850 C ) 或磷酸二氫鈣(在900 C )等灰化助劑能防止鋅的損失。對(duì)脂肪和脂油,建議加入硝酸鎂的乙 醇溶液。正確地選擇坩堝十分重要,對(duì)溫度550 C以下,盡管出于與瓷釉反應(yīng)可能引起鋅損 失,但常常采用瓷坩堝。石英坩堝在溫度500 550 C或600 C開(kāi)始與鋅化合物反應(yīng)。若氯化物存在,鋅好象特別容易與二氧
12、化硅反應(yīng)生成硅酸鋅。總之,鉑坩堝似乎最佳。尤其是因?yàn)榇?、石英、玻璃器皿都能析出含鋅url=污染/url物。灰分一般溶于較濃的鹽酸或硝酸也有將灰分在濃硫酸浸漬一定時(shí)間后再以水稀釋。大量的硅酸能明顯吸留鋅。必須以氫氟酸處理除去,或者借氫氧化鈉熔融使灰分溶解。鉛(Pb)含鉛有機(jī)物質(zhì)的干灰化存在很大問(wèn)題因?yàn)樵诤艿蜏囟认卵趸U就與二氧化硅和硅酸鹽(諸如坩堝表面的釉)反應(yīng),也因?yàn)槁然U比較容易揮發(fā)以及鉛化合物一般說(shuō)來(lái)容易還原為金屬, 后者與鉑形成合金。 對(duì)在不同溫度下次化時(shí)鉛的性質(zhì)的研究表明:存在的陰離子有很大的影響。例如氯化鉛在鉑坩堝中于400 C下加熱I小時(shí),有22%的鉛失去;500 C損失46%;6
13、00 C 79 %,而硝酸鉛和硫酸鉛在500 C不致失去;600 C略有損失.用石英坩堝也得到類似結(jié)果:650 C時(shí)硝酸鉛和硫酸鉛不揮發(fā),在同樣溫度4小時(shí)內(nèi)氯化鉛完全失去。有磷酸鹽時(shí),溫度高至300 C,鉛也不揮發(fā)。假如鉛化合物與氯化銨在600 C一起加熱,大部分鉛失去。已經(jīng)對(duì)各種灰化助劑的使用效果進(jìn)行相當(dāng)充分研究,每次實(shí)驗(yàn)取2微克鉛在石英坩堝中加熱至 650 C,并在此溫度下維持 16小時(shí)。硫酸、硼酸、磷酸二 氫鈉、磷酸氫二鈉、硝酸鋁和硝酸鎂都能保證鉛完全回收在坩堝內(nèi),但磷酸鹽和硫酸使鉛因與坩堝反應(yīng)而殘留在坩堝上。 若氯化鈉和硝酸鎂一起存在, 由于揮發(fā)作用以及留在坩堝上兩 種原因,鉛大量損失
14、。己應(yīng)用下列灰化助劑:硝酸、硝酸鎂、碳酸鈉等。鉑坩堝、石英坩堝和瓷坩堝均已采用,而且沒(méi)有說(shuō)明這三種坩堝哪種較佳,舊的石英坩堝均傾向于吸附鉛故不應(yīng)采用?;曳滞ǔH苡谙∷幔?,在IM鹽酸小沸騰30分鐘,或者溶于3M氫氟酸。硅酸必須分離除去:將鹽酸浸取后遺留的殘?jiān)^(guò)濾、灰化,以氫氟酸加熱, 逐去二氧化硅。留下的殘?jiān)名}酸浸取,所得的溶液與第一次提取液合并。另一個(gè)方法足次分用碳酸鈉或氫氧化鈉熔融。干灰化法是利用高溫除去樣品中的有機(jī)質(zhì),剩余的灰分用酸溶解,作為樣品待測(cè)溶液該法適用于食品和植物樣品等有機(jī)物含量多的樣品測(cè)定,不適用于土壤和礦質(zhì)樣品的測(cè)定大多數(shù)金屬元素含量分析適用干灰化,但在高溫條件下,汞、
15、鉛、鎘、錫、硒等易揮發(fā)損失,不適用.該法主要優(yōu)點(diǎn)是:能處理較大樣品量、操作簡(jiǎn)單、安全。灰化溫度一般在500-600 C,溫度升高將會(huì)引入坩鍋損失而造成的污染。樣品量,干樣一般不超過(guò)10克,鮮樣不超過(guò)50克。樣品量過(guò)大,易引起灰化困難或時(shí)間太長(zhǎng),這勢(shì)必引入新的誤差。相反,太少,也會(huì)引 入樣品不均勻性的誤差。時(shí)間通常控制在4-8小時(shí)。含脂肪、糖類多的樣品需要較長(zhǎng)時(shí)間,而含纖維素、蛋白質(zhì)多的樣品需要較短時(shí)間?;一欠裢耆ǔR曰曳值念伾袛?。當(dāng)灰分呈白色或灰白色但不含炭粒,則認(rèn)為灰化完全。干法灰化是在高溫破壞分解有機(jī)物,將殘留礦物質(zhì)成分溶解在稀酸中,使被測(cè)元素呈可溶態(tài)。由于在高溫狀態(tài),極易產(chǎn)生元素?fù)p
16、失,且會(huì)形成酸不溶性混合物,產(chǎn)生滯留損失。 如何減少損失,從而提高方法的準(zhǔn)確度是干法灰化所要解決的重要問(wèn)題。樣品在用高溫電爐灰化以前,必須先在電熱板上低溫炭化至無(wú)煙(預(yù)灰化),然后移入冷的高溫電爐中,緩緩升溫至預(yù)定溫度(500550 C ),否則樣品因燃燒而過(guò)熱導(dǎo)致金屬元素?fù)]發(fā)。如同時(shí)灰化許多試樣,應(yīng)常變換坩堝在高溫電爐中位置,使樣品均勻受熱,防止樣品局部過(guò)熱。應(yīng)保證瓷皿的釉層完好,如使用有蝕痕或部分脫釉的瓷皿灰化試樣時(shí),器壁更易吸附金屬元素,形成難溶的硅酸鹽而導(dǎo)致?lián)p失。 灰化前,可加入灰化助劑,常用的有HNO3、H2SO4、(NH4)2SO4、 (NH4)2HPO4 等,HNO3可促進(jìn)有機(jī)物
17、氧化分解,降低灰化溫度,后幾種使易揮發(fā)元素轉(zhuǎn) 變?yōu)閾]發(fā)性較小的硫酸鹽和磷酸鹽,從而減少揮發(fā)損失。如個(gè)別試樣灰化不徹底,有炭粒,取出放冷,再加硝酸,小火蒸干,再移入高溫電爐中繼續(xù)完成灰化。1、一般干灰化法的灰化溫度在 500-600度,基本控制在550度,那炭化溫度是不是只要物料沒(méi)有燃燒, 高于550度也沒(méi)有關(guān)系? 2、使用電爐炭化時(shí)如何控制溫度,下面是一組炭化時(shí)的樣品,使用的是 100mL的瓷坩堝,300度溫度計(jì)的水銀球部約與坩堝的上沿齊平,在開(kāi)通風(fēng)的情況下,測(cè)得溫度約在 290度,沒(méi)有更大量程的溫度計(jì)了。1000W 的爐絲,旋紐約調(diào)節(jié)至 80%功率(使用獨(dú)立的調(diào)壓器,輸出電壓175V左右),
18、爐絲明顯發(fā)紅,但樣品未見(jiàn)發(fā)紅。3、下面圖片來(lái)自飼料中錳的測(cè)定能力驗(yàn)證一干灰化法與微波消解法結(jié)果比對(duì)如何界定所述的低溫、中溫、高溫,上圖中的試樣發(fā)紅是否有 關(guān)系,從作者的分析結(jié)果來(lái)看,這個(gè)炭化過(guò)程沒(méi)有沒(méi)有糾結(jié)具體控制在某個(gè)溫度點(diǎn)上,但肯定有一個(gè)范圍吧,以我上面有溫度計(jì)的那個(gè),1000W 有電爐,只開(kāi)了 80%的功率,水銀溫度計(jì) 5cm左右懸空溫度就已經(jīng) 290 了,爐面 溫度絕對(duì)要超過(guò)300度的,從驗(yàn)證結(jié)果來(lái)看,帶溫度計(jì)的那個(gè),炭化失重與灰化失重差值 在1%以內(nèi),是否說(shuō)明樣品在電爐上都已經(jīng)基本灰化完成了,所以我認(rèn)為炭化溫度在150-250度左右比較合理(當(dāng)然樣品也要看粉末狀的還是顆粒狀的,顆粒狀
19、的溫度可以略 高,同時(shí)可以采取梯度升溫過(guò)程),帖中的那兩個(gè)炭化溫度我認(rèn)為都已經(jīng)偏高,可以達(dá)到使樣品基本完全灰化的溫度了,且是1個(gè)小時(shí)內(nèi)基本完成炭化、灰化過(guò)程,而不是標(biāo)準(zhǔn)方法規(guī)定的光灰化就需 3-5小時(shí)。干灰化是利用高溫除去樣品中的有機(jī)質(zhì),剩余的灰分用酸溶解,作為樣品待測(cè)溶液該法適用于食品和植物樣品等有機(jī)物含量多的樣品測(cè)定,不適用于土壤和礦質(zhì)樣品的測(cè)定大多數(shù)金屬元素含量分析適用干灰化,但在高溫條件下,汞、鉛、鎘、錫、硒等易揮發(fā)損失,不適用該法主要優(yōu)點(diǎn)是:能處理較大樣品量、操作簡(jiǎn)單、安全灰化溫度一般在500-600 C,溫度升高將會(huì)引入坩鍋損失而造成的污染樣品量,干樣一般不超過(guò)10克,鮮樣不超過(guò)5
20、0克樣品量過(guò)大,易引起灰化困難或時(shí)間太長(zhǎng),這勢(shì)必引入新的誤差相反,太少,也會(huì)引入樣品不均勻性的誤差時(shí)間通??刂圃?4-8小時(shí)含脂肪、糖類多的樣品需要較長(zhǎng)時(shí)間,而含纖維素、蛋白質(zhì)多的樣品需要較短時(shí)間灰化是否完全通常以灰分的顏色判斷當(dāng)灰分呈白色或灰白色但不含炭粒,則認(rèn)為灰化完全石墨爐原子吸收光譜分析法干燥、灰化、原子化的溫度和時(shí)間選擇應(yīng)該注意如下幾個(gè)方面:1干燥升溫模式、溫度和時(shí)間的選擇干燥條件直接影響分析結(jié)果的精度,升溫模式一般都選擇斜坡升溫方式,溫度略高于溶劑的沸點(diǎn),時(shí)間由進(jìn)樣體積確定,每微升23.要求通過(guò)緩慢而平穩(wěn)的升溫過(guò)程達(dá)到設(shè)定的溫度,沒(méi)有發(fā)生樣品飛濺,再將溫度恒定保持一段時(shí)間(1030
21、s),達(dá)到溶劑完全蒸發(fā)除去。在實(shí)驗(yàn)工作中應(yīng)力求找到能保證干燥過(guò)程平穩(wěn)進(jìn)行,不發(fā)生樣品飛濺,時(shí)間又比較短的方案。如果樣品中有幾種溶劑或生物樣品,需根據(jù)情況在干燥階段設(shè)置幾個(gè)斜坡升溫加熱方式。對(duì)一些鹽分高或較為粘稠的樣品,如血、尿、海水、廢水、油類等,干燥過(guò)程比較難控制。干燥溫度低了,蒸發(fā)干燥不完全,溫度高了,又容易引起飛濺造成樣品丟失。對(duì)這類情況可采用加進(jìn)一定體積的有機(jī)溶劑,使得干燥過(guò)程較平穩(wěn)的進(jìn)行,還可采取減小進(jìn)樣量或稀釋的方 法,為保證 原子吸收光譜儀 分析靈敏度,還可以多次進(jìn)樣。2灰化升溫模式、溫度和時(shí)間的選擇灰化階段是樣品預(yù)處理的一個(gè)至關(guān)重要的階段,灰化參數(shù)的選擇和控制得好,能大大簡(jiǎn)化測(cè)
22、定過(guò)程。通過(guò)升溫程序加熱處理,使得基本共存物質(zhì)大部分被除去,待測(cè)元素以相同的化學(xué)形態(tài)進(jìn)入原子化階段,將使氣相化學(xué)干擾和背景吸收干擾大幅度減小,從而能獲得良好的分析結(jié)果。實(shí)際工作是復(fù)雜的,要盡可能蒸發(fā)除去基體共存物質(zhì),在不損失待測(cè)元素的前提下,灰化溫度應(yīng)盡可能高一些,以達(dá)到除去基體共存物質(zhì)的要求。3原子化階段升溫模式、溫度和時(shí)間的選擇現(xiàn)在的石墨爐原子吸收光譜儀器都具有光控加熱升溫的功能,原子化階段一般都選擇光控升 溫方式,即光控最大功率升溫方式。通過(guò)用純標(biāo)準(zhǔn)溶液制作待測(cè)元素的原子化取消的方法, 確定最佳原子化溫度。要合理選擇原子化開(kāi)始至原子吸收信號(hào)厚道基線的這段時(shí)間間隔,了會(huì)影響石墨管的使用壽命
23、,短了會(huì)造成待測(cè)元素和基體物質(zhì)在管內(nèi)殘留聚集。選擇原子化溫度時(shí),宜低不宜高。樣品前處理要求1. 樣品是否要預(yù)處理,如何進(jìn)行預(yù)處理,采樣何種方法,應(yīng)根據(jù)樣品的性狀、檢驗(yàn)的要求和所用 分析儀器的性能第方面加以考慮。2. 應(yīng)盡量不用或少使用預(yù)處理,以便減少操作步驟,加快分析速度,也可減少預(yù)處理過(guò)程中帶來(lái) 的不利影響,如引入污染、待測(cè)物損失等。3. 分解法處理樣品時(shí),分解必須完全,不能造成被測(cè)組分的損失,待測(cè)組分的回收率應(yīng)足夠高。4. 樣品不能被污染,不能引入待測(cè)組分和干擾測(cè)定的物質(zhì)。5.試劑的消耗應(yīng)盡可能少,方法簡(jiǎn)便易行,速度快,對(duì)環(huán)境和人員污染少。1高溫灰化法高溫灰化法是利用熱能分解有機(jī)試樣,使待
24、測(cè)元素成可溶狀態(tài)的處理方法。其處理過(guò)程是準(zhǔn)確是準(zhǔn)確稱取0.51.0g(有些試樣要經(jīng)過(guò)預(yù)處理 ),置于適宜的器皿中,最常用的是適宜的坩鍋,如 鉑坩鍋、石英坩鍋、瓷坩鍋、熱解石墨坩鍋等,然后置于電爐進(jìn)行低溫碳化,直至冒煙近盡。再 放入馬弗爐中,由低溫升至375600 C左右(視樣品而定),使試樣完全灰化。試樣不同,灰化的溫度和時(shí)間也不相同,冷卻后,灰分用無(wú)機(jī)酸洗岀,用去離子水稀釋定容后,即可進(jìn)行待測(cè)元素原子吸收法測(cè)定。灰化法是有機(jī)試樣最常用的方法之一,其優(yōu)點(diǎn):操作比較簡(jiǎn)單,適宜于大量試樣的測(cè)定,處理過(guò)程中不需要加入其它試劑,可避免污染試樣,但灰化法也存在明顯的缺點(diǎn):在灰化過(guò)程中,引起易揮發(fā)待測(cè)元素
25、的揮發(fā)損失,待測(cè)元素沾壁及滯留在酸不溶性灰粒上的損失。汞和硒等易揮發(fā)元素,灰化處理中揮發(fā)損失嚴(yán)重,不易采用灰化法。As、B、Cd、Cr、Fe、Pb、P、V、Zn等元素在灰化過(guò)程中有一定程度的揮發(fā)損失。Cu、Ni等形成某些有機(jī)復(fù)合物,在溫度相對(duì)較低時(shí),也會(huì)揮發(fā)。非金屬元素能形成多種多樣化合物,易于揮發(fā)。應(yīng)特別指岀的是, 為克服灰化法的不足,在灰化前加入適量的助灰化劑,可減少揮發(fā)損失和粘壁損失。常見(jiàn)的灰化劑有:MgO、Mg(NO3)2、HNO3、H2SO4等。其中hno3起氧化作用,加速有機(jī)物的破壞,因而可適當(dāng)降低灰化溫度,減少揮發(fā)損失。加入H2SO4能使揮發(fā)性較大的氯酸鹽轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性較小的硫酸鹽
26、,起到象基體改良劑的作用,硫酸可是使灰化溫度升高到980 °C,鎘、鉛未發(fā)現(xiàn)明顯的損失。Mg(NO3)2 有雙重作用,其分解為N02和MgO,前者促進(jìn)氧化,后者可稀釋灰分,減少灰分與坩鍋壁的總接觸面積,從而減少沾留。例如:As、Cu、Ag等在常規(guī)灰化時(shí)會(huì)有嚴(yán)重?fù)p失,如果加入Mg(NO3)2 后,則能得到滿意的結(jié)果。2濕法消化法濕法消化法亦稱濕灰化法,其實(shí)質(zhì)是用強(qiáng)氧化性酸或強(qiáng)氧化劑的氧化作用破壞有機(jī)試樣,使待測(cè)元素以可溶形式存在。其基本方法是:稱取預(yù)處理過(guò)的試樣于玻璃燒杯中(或石英燒杯、聚四氟乙烯燒杯),加入適量消化劑,通常應(yīng)在100200 C下加熱以促進(jìn)消化,待消化液清亮后,蒸發(fā)剩余
27、的少量液體,用純水洗岀,定容后即可進(jìn)行原子吸收法測(cè)定。濕法消化法中最常用的試劑是HNO3、HCIO4、H2SO4等強(qiáng)氧化性酸,以及 H2O2、KMnO4等氧化性試劑。實(shí)際上多用以一定比例配制的混合酸。在消化過(guò)程中避免產(chǎn)生易揮發(fā)性的物質(zhì),避免有新的沉淀形成。例如,HN03 : HCI04 : H2SO4=3:1:1的混合酸適于大多數(shù)的生物試樣的消化,但樣品含鈣高,則可不用H2SO4,以避免CaSO4沉淀形成。某些硫酸鹽 (如Pb2+、Ag+、Ba2+)和氯酸鹽(Pb2+、Ag+如等)呈不溶性,因此測(cè)定這類樣品時(shí)不宜使用HCI04或H2SO4。其它氧化劑如 H2O2、高錳酸鹽等也可用于消化試樣,鉬
28、鹽則能作催化劑加速氧化反 應(yīng)。濕法消化法處理試樣的優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便,待測(cè)元素的揮發(fā)性較灰化法小,因此是目前最常用的處理方法。但是,濕法消化法并非沒(méi)有損失。例如:測(cè)定汞時(shí),如果用開(kāi)口燒瓶消化,則有很大損失,必須配以閉合回流冷凝裝置。在消化過(guò)程中,如果有機(jī)物燒焦時(shí),砷、硒、銻等 可形成揮發(fā)性氫化物而損失。如果試樣中含有有機(jī)氯化物時(shí),Ge、As等可形成揮發(fā)性氯化物而損失,釘、鋨等可形成揮發(fā)性氧化物而損失。當(dāng)含有HCI、HCIO4、H2SO4的消化液超過(guò)其沸點(diǎn)時(shí),As、Sb、B、Cr、Ge、Sn等元素會(huì)因生成低沸點(diǎn)化合物而不同程度的損失。另外,濕法 消化法加入試劑量大,會(huì)引入雜質(zhì)元素,空白值
29、高,也是其主要缺點(diǎn)。濕法消化法是有機(jī)試樣最常用消化方法,對(duì)不同試樣、不同待測(cè)組分,一般采用不同的混合酸,最常用的有以下幾種:(1) 硝酸+硫酸分解法。適用于魚(yú)、奶、面粉、飲料等食品消化。取適量樣品于125ml三角瓶中,加5ml硫酸和1020ml硝酸,在電熱板上低溫加熱。待劇烈反應(yīng)結(jié)束后徐徐升溫,分解有機(jī)物。當(dāng)分解液開(kāi)始變 黑時(shí),加35ml硝酸,繼續(xù)加熱分解,必要時(shí)反復(fù)操作,直至分解液成無(wú)色透明或淡黃色后, 蒸干到硫酸冒煙至盡,冷卻后加15mlHCl(1:1) 或HNO3(1:1)溶液,水浴上或電爐上加熱徹底溶解,以純水洗至 2550ml容量瓶中,定容后即成測(cè)試溶液。(2) 硝酸+硫酸+高氯酸分
30、解法適用于魚(yú)、雞蛋、奶制品、牛肝、面粉、小米、胡蘿卜、南瓜、白菜、蘋(píng)果、蘋(píng)果汁、薯干等樣品消化。取適量樣品于125ml三角瓶中,加1020ml硝酸,在電熱板上低溫加熱。待劇烈反應(yīng)結(jié)束后取下燒杯,稍冷后,各加25ml硫酸、高氯酸,緩慢加熱分解。當(dāng)溶液開(kāi)始變黑時(shí),加35ml硝酸繼續(xù)加熱分解,必要時(shí)反復(fù)添加硝酸,然后繼續(xù)到產(chǎn)生高氯酸白煙,直至分解液變?yōu)橥该骰虻S色再加熱也不變黑為止。此時(shí)有機(jī)物完全分解,然后進(jìn)行硫酸冒煙處理。冷卻后加15mlHCl(1:1) 或HN03(1:1)溶液,水浴上或電爐上加熱徹底溶解,以純水洗至2550ml容量瓶中,定容后即成測(cè)試溶液。(3) 硝酸+高氯酸分解法。適用于乳制
31、品、食油、魚(yú)和各種谷物食品等含鈣量大的樣品分解。取適量樣品于三角瓶中,力口10ml或20ml硝酸,在電熱板上緩慢加熱。待劇烈反應(yīng)結(jié)束后,再加5ml高氯酸,繼續(xù)加熱分解。如果分解液沒(méi)有變?yōu)橥该骰虻S色,可再加入5ml硝酸分解,如此反復(fù)操作,直到有機(jī)物完全分解。樣品分解后,再加熱到高氯酸白煙消失。當(dāng)有機(jī)物未完全分解,在濃縮蒸干時(shí),高氯 酸極易引起爆炸。 冷卻后加15mlHCl(1:1) 或HNO3(1:1)溶液,水浴上或電爐上加熱徹底溶解, 以純水洗至2550ml容量瓶中,定容后即成測(cè)試溶液。(4) 硝酸+硫酸+過(guò)氧化氫分解法。適宜于大米、土豆、牛奶、蔬菜的分解。取適量樣品于125ml三角瓶中,各
32、加5ml硝酸和硫酸, 在電熱板上低溫加熱分解,直至硫酸冒煙,取下,冷卻后加5ml過(guò)氧化氫,再緩慢加熱分解,直至溶液呈透明或淡黃色。如呈黑色或黑褐色,可反復(fù)加硝酸和過(guò)氧化氫再次分解。分解完全后加熱至硫酸冒煙消失。冷卻后加15mlHCl(1:1) 或HNO3(1:1)溶液,水浴上或電爐上加熱徹底溶解,以純水洗至 2550ml容量瓶中,定容后即成測(cè)試溶液。在濕消化法中,通常采用的電爐或沙浴電爐進(jìn)行加熱,溫度不易準(zhǔn)確控制,勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低。自控電熱消化器,溫度可自 行設(shè)定,自動(dòng)控制恒溫,保溫性好,一批可同時(shí)消化4060個(gè)樣品,對(duì)消化有機(jī)試樣效果較理想。高氯酸的使用及注意事項(xiàng):應(yīng)用濃HCIO4消化試樣
33、時(shí),只有在濃酸和加熱條件下,HCIO4才具有強(qiáng)氧化作用,可以破壞大多數(shù)有機(jī)物。冷卻的濃 HCIO4則無(wú)氧化作用。(1)使用HCIO4消化時(shí),應(yīng)在開(kāi)啟的通風(fēng)柜中進(jìn)行。 不能直接將未消化的有機(jī)物加入到已加熱的濃HCIO4中,以免發(fā)生著火和爆炸。(3)為防止劇烈反應(yīng),可先用濃HNO3對(duì)有機(jī)試樣預(yù)消化,使有機(jī)物變成易于消化的化合物后再用濃HCIO4消化。不能將濃HCIO4蒸干,如果消化過(guò)程中不易觀察,可先加入少量 H2SO4,這樣當(dāng)濃 HCIO4蒸干時(shí),還剩有 H2SO4于燒杯內(nèi),可防止爆炸。(5) 當(dāng)見(jiàn)到有碳化現(xiàn)象時(shí),應(yīng)立即冷卻。如果加熱的濃 HCIO4溢岀,應(yīng)立即用大量水以稀釋和冷卻,從而達(dá)到降低
34、酸度,停止氧化的作用。樣品前處理分為有機(jī)處理和無(wú)機(jī)處理。本文的兩種方法可以說(shuō)是有機(jī)試樣最常用的前處理方法了。你是否想過(guò),有機(jī)分析室和無(wú)機(jī)分析室為同一個(gè)前處理室,究竟好不好?是否有必要把有機(jī)項(xiàng)目和無(wú)機(jī)項(xiàng)目前處理分開(kāi) ?無(wú)機(jī)前處理設(shè)備:烘箱、酸缸、(干樣和濕樣)研磨機(jī)、控溫?fù)u床、超聲清洗器、臺(tái)式離心機(jī)、電加熱板、微波消解儀等等;有機(jī)前處理的設(shè)備:超聲器、搖床、(快速溶劑、快速索氏、微波 )萃取儀、固相萃取儀、(全自動(dòng)或半自動(dòng),帶濃縮定容或不帶 )凝膠滲透色譜 GPC、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、氮吹濃縮儀等等。我們都知道,無(wú)機(jī)前處理中會(huì)使用很多酸液,產(chǎn)生大量酸霧,對(duì)有機(jī)前處理的設(shè)備造成嚴(yán)重腐蝕,特別是對(duì)萃取儀、G
35、PC等設(shè)備的危害嚴(yán)重。而有機(jī)前處理中會(huì)產(chǎn)生有機(jī)蒸氣,如果有機(jī)蒸氣跟無(wú)機(jī)分析設(shè)備長(zhǎng)期接觸,則有可能損害塑料氣管或蠕動(dòng)泵管。另外,有機(jī)蒸氣會(huì)提高AFS的背景,而且還可能導(dǎo)致熒光猝滅;增感的有機(jī)溶劑蒸氣可能導(dǎo)致 AAS的測(cè)定值偏高;有機(jī)蒸氣的污染還會(huì)引起 ICPMS過(guò)多的積炭問(wèn)題。說(shuō)到這里, 至于是否分開(kāi)有機(jī)和無(wú)機(jī),你心里應(yīng)該也有答案了吧。那么,問(wèn)題來(lái)了,你是做有機(jī)樣品前處理還是無(wú)機(jī)樣品前處理?你的實(shí)驗(yàn)室是否有將無(wú)機(jī)和有機(jī)分開(kāi)?下面開(kāi)始排排站吧,歡迎有機(jī)樣品前處理的小伙伴們到新群打卡報(bào)到(做無(wú)機(jī)的小伙伴留在原群即可),快掃下方二維碼集合啦。采用干灰化法處理樣品時(shí), 采用不同的溫度,進(jìn)行樣品的灰化,對(duì)
36、不同的元素影響不同。高溫干灰化的優(yōu)點(diǎn),在于能灰化大量樣品,方法簡(jiǎn)單,無(wú)試劑污染,空白低,但對(duì)低沸點(diǎn)的元素常有損失,其損失程度取決于灰化溫度和時(shí)間,還取決于元素在樣品中的存在形式。|而低溫干灰化的優(yōu)點(diǎn),在于低沸點(diǎn)元素?fù)]發(fā)損失較小,但試劑用量大,空白較高。例如當(dāng)灰化溫度超過(guò) 500 C時(shí),Cd會(huì)發(fā)生損失,為加速灰化過(guò)程加入 灰助劑”如HNO3,也會(huì)引起Cd損失。對(duì)于測(cè)定 As(氫化物發(fā)生法)在200 C灰化,隨著灰化時(shí)間的延長(zhǎng),As損失達(dá)到20 %30 %。在200 C下加熱5小時(shí),Cr的損失往往達(dá)到25 %,而繼續(xù)加熱則 不再損失。這說(shuō)明在 500 C以下,加熱時(shí)間越短,或者說(shuō)升溫過(guò)程越快,Cr
37、的損失也就越小。因此在測(cè)定 Cr的時(shí)候,經(jīng)常采用將炭化后的樣品,直接放入已升溫至500 C的高溫爐內(nèi)灰化的方法,來(lái)避免 Cr的損失,測(cè)定效果比較理想。但升溫過(guò)程對(duì)Ca、Fe、Zn、Mn、Mg等元素?zé)o顯著損失。Pb的灰化也能說(shuō)明這一點(diǎn),在450 C550 C內(nèi),因樣品中常常含有氯化膽堿、食鹽等成分,Cl的濃度較高,這樣與 Pb形成揮發(fā)性的PbCI2,導(dǎo)致Pb的損失。另外,在高于 450 C灰化時(shí),Zn可能以ZnCl2的形式揮發(fā)。在實(shí)驗(yàn)室中為促進(jìn)灰化 過(guò)程,提高灰化程度,常常加入灰助劑”如HN03、H2SO4、Mg(NO3)2等,其中HN03有助于形成易溶解的灰分,H2SO4常用來(lái)將金屬元素轉(zhuǎn)化成
38、金屬硫酸鹽,以降低金屬元素的灰化損失,Mg(NO3)2則可促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解,提高金屬元素的回收率。比較之下,Mg(NO3)2 的應(yīng)用更干法消化相對(duì)于濕法消化特點(diǎn)有:1相對(duì)于濕法消化可以加大取樣量 2操作者不需要時(shí)常觀測(cè),操作簡(jiǎn)單 3不需要使用大量試劑,空白值小。 缺點(diǎn):1對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的損失較濕法消化為大2干法灰化時(shí)間長(zhǎng),常需過(guò)夜完成3可能與容器起反應(yīng),被氧化或被吸收,導(dǎo)致回收率低yuduoling 回復(fù)于:2008/10/6 21:15:50相對(duì)于濕法:干灰化是利用高溫除去樣品中的有機(jī)質(zhì),剩余的灰分用酸溶解,作為樣品待測(cè)溶液該法適用于食品和植物樣品等有機(jī)物含量多的樣品測(cè)定,不適用于土壤和礦質(zhì)樣品
39、的測(cè)定大多數(shù)金屬元素含量分析適用干灰化,但在高溫條件下,汞、鉛、鎘、錫、硒等易揮發(fā)損失,不適用 該法主要優(yōu)點(diǎn)是:能處理較大樣品量、操作簡(jiǎn)單、安全?;一瘻囟纫话阍?500-600 C,溫度升高將會(huì)引入坩鍋損失而造成的污染。樣品量,干樣一般不超過(guò)10克,鮮樣不超過(guò)50克。樣品量過(guò)大,易引起灰化困難或時(shí)間太長(zhǎng),這勢(shì)必引入新的誤差。相反,太少,也會(huì)引入樣品不均勻性的誤差。時(shí)間通??刂圃?-8小時(shí)。含脂肪、糖類多的樣品需要較長(zhǎng)時(shí)間,而含纖維素、蛋白質(zhì)多的 樣品需要較短時(shí)間?;一欠裢耆ǔR曰曳值念伾袛?。當(dāng)灰分呈白色或灰白色但不含炭粒,則認(rèn)為灰化完全為廣泛,但每種 灰助劑”對(duì)于不同的元素,所能產(chǎn)生的作
40、用也不盡相同采用干灰化法處理樣品時(shí),采用不同的溫度,進(jìn)行樣品的灰化,對(duì)不同的元素影響不同。高溫干灰化的優(yōu)點(diǎn),在于能灰化大量樣品,方法簡(jiǎn)單,無(wú)試劑污染,空白低,但對(duì)低沸點(diǎn)的元 素常有損失,其損失程度取決于灰化溫度和時(shí)間,還取決于元素在樣品中的存在形式。而低溫干灰化的優(yōu)點(diǎn),在于低沸點(diǎn)元素?fù)]發(fā)損失較小,但試劑用量大,空白較高。例如當(dāng)灰化溫度超過(guò)500 C時(shí),Cd會(huì)發(fā)生損失,為加速灰化過(guò)程加入灰助劑”如HNO3,也會(huì)引起Cd損失。對(duì)于測(cè)定As(氫化物發(fā)生法)在200 C灰化,隨著灰化時(shí)間的延長(zhǎng),As損失達(dá)到20 %八 30 %。在200 C下加熱5小時(shí),Cr的損失往往達(dá)到 25 %,而繼續(xù)加熱則不再損
41、失。這說(shuō) 明在500 C以下,加熱時(shí)間越短,或者說(shuō)升溫過(guò)程越快,Cr的損失也就越小。因此在測(cè)定Cr的時(shí)候,經(jīng)常采用將炭化后的樣品,直接放入已升溫至500 C的高溫爐內(nèi)灰化的方法,來(lái)避免Cr的損失,測(cè)定效果比較理想。但升溫過(guò)程對(duì)Ca、Fe、Zn、Mn、Mg等元素?zé)o顯著損失。Pb的灰化也能說(shuō)明這一點(diǎn),在450 C550 C內(nèi),因樣品中常常含有氯化膽堿、食鹽等成分, Cl 的濃度較高,這樣與 Pb 形成揮發(fā)性的 PbCl2 ,導(dǎo)致 Pb 的損失。另外,在 高于450 C灰化時(shí),Zn可能以ZnCI2的形式揮發(fā)。在實(shí)驗(yàn)室中為促進(jìn)灰化過(guò)程,提高灰化 程度,常常加入 “灰助劑 ”如 HNO3 、 H2SO4
42、 、 Mg(NO3)2 等,其中 HNO3 有助于形成易溶 解的灰分, H2SO4 常用來(lái)將金屬元素轉(zhuǎn)化成金屬硫酸鹽,以降低金屬元素的灰化損失, Mg(NO3)2 則可促進(jìn)有機(jī)質(zhì)分解,提高金屬元素的回收率。比較之下,Mg(NO3)2 的應(yīng)用更為廣泛,但每種 “灰助劑 ”對(duì)于不同的元素,所能產(chǎn)生的作用也不盡相同干灰化是利用高溫除去樣品中的有機(jī)質(zhì),剩余的灰分用酸溶解 ,作為樣品待測(cè)溶液 .該法適用于食品和植物樣品等有機(jī)物含量多的樣品測(cè)定,不適用于土壤和礦質(zhì)樣品的測(cè)定.大多數(shù)金屬元素含量分析適用干灰化,但在高溫條件下 ,汞、鉛、鎘、錫、硒等易揮發(fā)損失,不適用 .該法主要優(yōu)點(diǎn)是:能處理較大樣品量、操作
43、簡(jiǎn)單、安全?;一瘻囟纫话阍?500-600 C,溫度升高將會(huì)引入坩鍋損失而造成的污染。 樣品量,干樣一般不超過(guò) 10 克,鮮樣不超過(guò) 50 克。樣品量過(guò)大,易引起灰化困難或時(shí)間 太長(zhǎng),這勢(shì)必引入新的誤差。相反,太少,也會(huì)引入樣品不均勻性的誤差。時(shí)間通??刂圃?4-8 小時(shí)。含脂肪、糖類多的樣品需要較長(zhǎng)時(shí)間,而含纖維素、蛋白質(zhì)多的 樣品需要較短時(shí)間。灰化是否完全通常以灰分的顏色判斷。 當(dāng)灰分呈白色或灰白色但不含炭粒, 則認(rèn)為灰化完全 相對(duì)于濕法:干灰化是利用高溫除去樣品中的有機(jī)質(zhì),剩余的灰分用酸溶解 ,作為樣品待測(cè)溶液 .該法適用于食品和植物樣品等有機(jī)物含量多的樣品測(cè)定,不適用于土壤和礦質(zhì)樣品的
44、測(cè)定.大多數(shù)金屬元素含量分析適用干灰化,但在高溫條件下 ,汞、鉛、鎘、錫、硒等易揮發(fā)損失,不適用 .該法主要優(yōu)點(diǎn)是:能處理較大樣品量、操作簡(jiǎn)單、安全?;一瘻囟纫话阍?500-600 C,溫度升高將會(huì)引入坩鍋損失而造成的污染。 樣品量,干樣一般不超過(guò) 10 克,鮮樣不超過(guò) 50 克。樣品量過(guò)大,易引起灰化困難或時(shí)間 太長(zhǎng),這勢(shì)必引入新的誤差。相反,太少,也會(huì)引入樣品不均勻性的誤差。時(shí)間通??刂圃?4-8 小時(shí)。含脂肪、糖類多的樣品需要較長(zhǎng)時(shí)間,而含纖維素、蛋白質(zhì)多的 樣品需要較短時(shí)間?;一欠裢耆ǔR曰曳值念伾袛?。 當(dāng)灰分呈白色或灰白色但不含炭粒, 則認(rèn)為灰化完全相對(duì)于濕法:干灰化是利用高溫
45、除去樣品中的有機(jī)質(zhì) ,剩余的灰分用酸溶解 ,作為樣品待測(cè)溶液該法適用于食品和植物樣品等有機(jī)物含量多的樣品測(cè)定,不適用于土壤和礦質(zhì)樣品的測(cè)疋.大多數(shù)金屬元素含量分析適用干灰化 ,但在高溫條件下,汞、鉛、鎘、錫、硒等易揮發(fā)損失,不適用.該法主要優(yōu)點(diǎn)是:能處理較大樣品量、操作簡(jiǎn)單、安全?;一瘻囟纫话阍?00-600 'C,溫度升高將會(huì)引入坩鍋損失而造成的污染。樣品量,干樣一般不超過(guò) 10克,鮮樣不超過(guò)50克。樣品量過(guò)大,易引起灰化困難或時(shí)間太長(zhǎng),這勢(shì)必引入新的誤差。相反,太少,也會(huì)引入樣品不均勻性的誤差。時(shí)間通??刂圃?-8小時(shí)。含脂肪、糖類多的樣品需要較長(zhǎng)時(shí)間,而含纖維素、蛋白質(zhì) 多的樣品
46、需要較短時(shí)間?;一欠裢耆ǔR曰曳值念伾袛?。當(dāng)灰分呈白色或灰白色但不含炭粒,則認(rèn)為灰化 完全。干灰化法又分為高溫干灰化法和低溫干灰化法,干灰化法主要用于除去樣品中的有機(jī)質(zhì)。高溫干灰化法的灰化步驟為:稱取一定量的樣品置于坩堝內(nèi)(通常用鉑金坩堝),將坩堝置于馬弗爐中,在400600 C的溫度下加熱數(shù)小時(shí)以除去樣品中的有機(jī)物質(zhì),剩余的殘?jiān)眠m 當(dāng)?shù)乃崛芙饧纯傻玫酱郎y(cè)溶液。如果待測(cè)元素及其化合物在550 C以上才揮發(fā),則樣品可在馬弗爐中用高溫干灰化法消化。該法操作簡(jiǎn)單,可同時(shí)處理大量樣品,適用于待測(cè)物含量較高(10-6級(jí))的生物樣品。但由于揮發(fā)性待測(cè)元素(如汞、砷、硒等)在高溫灰化過(guò)程中易揮發(fā)損失
47、,因此簡(jiǎn)單的干灰化法不適用于含揮發(fā)性待測(cè)元素樣品的前處理,此時(shí)需加人氧化劑作為灰化助劑以加速有機(jī)質(zhì)的灰化并防止待測(cè)元素的揮發(fā)。常用的灰化助劑有H2SO4、HNO3、氧化鎂和硝酸鎂。由于在灰化過(guò)程中爐體材料以及灰化助劑會(huì)對(duì)待測(cè)元素帶來(lái)干擾, 爐壁在高溫下對(duì)待測(cè)元素存在吸附作用,因此高溫干灰化法不適用于痕量和超痕量金屬元素的準(zhǔn)確測(cè)定。當(dāng)樣品中含有痕量或超痕量的待測(cè)元素以及揮發(fā)性待測(cè)元素時(shí),為避免實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的污染、 痕量元素的丟失和吸附,降低測(cè)定空白,可應(yīng)用低溫干灰化法,即利用低溫灰化裝置在溫度低于150 C、壓力小于133.322Pa的條件下借助射頻激發(fā)的低壓氧氣流對(duì)樣品進(jìn)行氧化分 解,該法不會(huì)引
48、起 Sb、As、Cs、Co、Cr、Fe、Pb、Mn、Mo、Se、Na和Zn的損失,但 Au、Ag、Hg、Pt等有明顯損失。當(dāng)樣品中含有 Hg、As和Se等揮發(fā)性元素以及 Cr時(shí),灰 化裝置需帶有冷阱以防止這些元素在消解過(guò)程中損失。該法的缺點(diǎn)是灰化裝置較貴,而且由于激發(fā)的氧氣流只作用于樣品表面,樣品灰化需較長(zhǎng)時(shí)間, 特別是當(dāng)樣品中無(wú)機(jī)物含量較高時(shí)樣品完全灰化需要很長(zhǎng)時(shí)間。在干灰化法中,待測(cè)物被保留在坩堝內(nèi)的固體物質(zhì)上,是導(dǎo)致待測(cè)物損失的另一個(gè)原因,導(dǎo)致?lián)p失的固體物質(zhì)通常是指坩堝本身(如硅質(zhì)坩堝和瓷坩堝)和樣品的灰分組分。消除該類損 失首要的是選擇適當(dāng)?shù)嫩釄?,干灰化法中常用鉑金坩堝,當(dāng)樣品中的待測(cè)
49、組分為金、銀和鉑時(shí),需用瓷坩堝相對(duì)于濕法消化,干灰化法可以消解油脂多的樣品缺點(diǎn)是待測(cè)元素?fù)p失大,本底高干灰化法想對(duì)于濕法的優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)高溫破壞有機(jī)質(zhì)而不引入試劑雜質(zhì),具有破壞徹底,取樣量大,操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。但是對(duì)于高溫易揮發(fā)的元素樣品不試用,可通過(guò)加入改進(jìn)劑來(lái)防止二于、土尹兀素?fù)]發(fā)。在許多情況V,塊化前將試樣和某些添加利(所常塊化助劑和混合則干灰化袪更為冇效。這些灰化助劑起著如下若干作用t(a)ftl速氧化作用;(切防止一些組分揮發(fā)2)防止灰分糾分與劃堪材料反賊,最常用的誰(shuí)加劑是如硝酸或硝酸鹽答氧化劑后者是以濃的水溶液形式加入的,在以硝酸鏤促使脂肪性物質(zhì)氧化時(shí),加入硝酸鏤的甲醇或乙轉(zhuǎn)溶液在移入馬
50、昂爐規(guī)化Z前,將試樣干燥。加入硝酸鹽不 僅促便氧化作用,而且能達(dá)到便灰分松散的目的”冋樣'硝酸可以在灰化開(kāi)始時(shí)加入,但是,更常用的是不是用酸 處理部分灰化的試樣以便電快地除去疑化物歳。若要測(cè)定牛物試樣中 的錫,則不町加入硝酸,因?yàn)榕3傻腻a酸(水合二氧化錫)俺向于與石 英俎竭反應(yīng).加入硫酸在某種程度上可避免由揮發(fā)引起的損失.以此 法較易揮發(fā)的氯化物,諸如氯化鉛、氯化錨和氯化鈉.被轉(zhuǎn)化為沸 點(diǎn)較高的硫酸ALM-nbm化仟物等揮發(fā)性有機(jī)金屬絡(luò)合物也被破 壞。另方而*加入堿能防止氯化物.W.磷和硼等陰離了的損失冬 常用的堿是堿土金屬的氧化物或氫氣化物、堿金堀碳酸鹽、乙酸鎂 .堿土金屬硝酸鹽,它
51、們加熱時(shí)分解為氧化物.這些灰化助劑還起著 另種有用的作用,即衣分的休積比不加助劑時(shí)要大得多,丙血灰分 中持測(cè)元素大為“稀釋二這樣就可能減少與堪堪壁的接觸,并且減少 因和曲甥材料反應(yīng)引起的損失。應(yīng)用灰化助劑對(duì)灰分的絹分同祥產(chǎn)生 自利的影響,行人準(zhǔn)薦劃堺襯以濾紙,然后將試樣媒化殘洽用氯化 鎂溶液浸攢,并在600度下灰化。若存在磷酸鹽,在此條件下它與鎂 生成三兀磷酸蠱,JS若形成能與甘購(gòu)反應(yīng)的玻璃狀熔懣物的傾向遠(yuǎn)小 山酸性殘?jiān)a(chǎn)生的簡(jiǎn)單偏磷酸鹽。也有人建議在脂肋試樣中加入粉 耒狀纖維素,這樣,整個(gè)試樣將平穩(wěn)燃燒,而不致產(chǎn)生過(guò)島的溫麼。 下面格根據(jù)新近的一些研究結(jié)杲*總結(jié)徂灰化過(guò)程小許多元素的特 性。
52、W(AS)在沒(méi)有添加劑存在卜灰化有機(jī)物質(zhì)時(shí),即使溫度低至4flOCh申也 部分失去。己報(bào)道甚至在100匸下干燥血液試樣,碑也會(huì)損失。加入 灰化助劑可卅除科損失的可能性“最常用的灰化助劑是氧化鎂或硝酸 鎂或二者同時(shí)使用。碳酸鉀氧化鎂G; I)和碳酸鈉也町用。硫酸不 起作用.推薦的步騾差別其人,有時(shí)只加入氧化鎂,例如每克試樣用I克 氧化鎂和2 3亳升氧氧化儕溶液,有時(shí)則加入六水合梢醸錢(qián)"硝酸 鎂須過(guò)帛校彩(每克試樣用M克“水過(guò)往往同時(shí)加入這曲種化合物, 毎種各(M0,3因氣化鎂以固休而硝酸鎂以溶液形式加入為了得到校 為疏松的混合物,常常摻入纖維素粉卩有機(jī)砰化介物應(yīng)以硝酸和漠酸 鉀處理加熱
53、不超過(guò)300C??不_(kāi)始時(shí)溫度應(yīng)緩慢升離。出期先移入馬貿(mào)爐屮,然后再將爐 子升溫,也可以先在低溫下使混合物眾化,此后再加熱至灰化溫度 灰化溫度通常為500 - 600匸,也有達(dá)到fisor,甚至9o(rc最好 使用瓷或石英容揺但玻漓容器也可用©已知一氧化硅在絞高制度下 (呵"“小吋)會(huì)與碑酸鈉反應(yīng)?;曳钟肐: 1鹽酸或桶硫酸浸取、 有人則加入濃鹽酸和還原劑以釋岀三氯化辟后借蒸懈法分離口即使應(yīng) 用灰化助劑,碑的搦火也會(huì)發(fā)f 這種情況似乎出于加入助劑的量不 夠、獲化詢混合不充分、或者升溫太快等匣因所致亠因?yàn)樯镌嚇渝?的碑很可能以揮發(fā)性有機(jī)確化合物的形式存在,所以建議將灰化助劑
54、 弓濕試樣混合,并取單獨(dú)"份試樣測(cè)逍干礙量口鎧(眄試樣應(yīng)化鉗或瓷器肛屮于450 550cC下灰化,如需要可加入硫酸亠在這些條件卜,制分鋌町能失去.對(duì)礦物油試樣灰化前應(yīng)加人礦酸鉀或確醴鎂?;曳钟脻恹}酸或硝酸浸出°硅酸應(yīng)厲丸氟腹和硫酸加熱除®(Cd)溫度簡(jiǎn)于400"C時(shí)氯化鎘扱易揮發(fā)在500 C+僅需小吋就冇44%fiS失去另一方而,硝酸鎘和硫酸鎘即彳史湍度髙達(dá)處0匸也是穩(wěn)進(jìn)的,硫酸錨試樣于600匸加熱1小時(shí)約損火4%.植物物質(zhì)不加助刑在4刈C下灰化將失去錨0對(duì)與塊化助劉硝酸或硝酸軟擔(dān)加熱 的冇機(jī)試樣(可可),威與磷酸敦二鈉誼加熱的生物物質(zhì),也冇過(guò)因 揮發(fā)作
55、HJ導(dǎo)致鎘大量失去的報(bào)道與磺酸鉀或磺酸鏤在65010;煤不加助劑在850X? F灰化?;一瘯r(shí)可以使用石英坯刷或鉗堆埸,后者似嚇較好?;曳挚扇苡谙∷帷ee(cuò)(Ge)在尚丁®0匸下T灰化冇機(jī)物質(zhì)時(shí),已觀察到緒的損咒,不過(guò),冇人在550 600X?或56CTC茨化肩測(cè)走煤中的錯(cuò)“如熱升湍速度不應(yīng)超過(guò) 每仆鐘35J 因?yàn)殄e(cuò)的揮發(fā)可能由于四氯化錯(cuò)的揮發(fā)性,所以 試樣的氯含量與錯(cuò)揮發(fā)性之間有'定的關(guān)系,而且似乎需鑒堿性灰化 助劑,例如在700 - 1000DC下灰化需耍礒氧化鈉對(duì)煤和飄塵,每克 煤需4克盤(pán)氧化粧、碳酸鈉毎0.5克試樣需2克碳酸鈉或氣化鈣一 硝酸鈣I每克煤需05克氧化鈣和6毫升
56、飽和硝酸鈣溶液歡化時(shí)用鉗 塔竭或瓷堆堆,灰分溶于醱"汞(H刃在各種條件下T灰化,汞即使不完全揮發(fā),也在很大程度上失去口 盡管冇這些不能令人滿意的結(jié)果*含鎘試樣仍用于灰化法處理:如酒 類不加助劑,在450r k化;涂料加碳酸鈉在450eCt生物物質(zhì)與硫酸在5MTC,或與硫酸和硝酸錢(qián)在550T;礦物袖與硫酸在550"C或S(Sb)村以放射性同位素誦標(biāo)記并在溫度范圍400 一 900度灰化的血液試 樣,舗的損失變化很大,但常常大量失丈、椰干在550加灰化助 刑或者加入硫酸或硝酸鐵灰化吋,只仃極少量的會(huì)犬去加入硝酸* 則有約8%損失*若試樣在600X:并仃氯化釵存在時(shí)壩化,兒乎所 有的鄒都失去,加入氯化鈉,不會(huì)引起任何損失,但和塩瑚起反應(yīng)。
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