《分析樣品制備技術(shù)》教學(xué)課件—2.3濕法消解

1、酸消解法酸消解法定義： 利用氧化性酸和氧化劑對有機(jī)物進(jìn)行氧化、水解，在一定溫度下分解有機(jī)物，被測組分以液態(tài)形式存在于溶液中。試劑：H2SO4、HNO3、HClO4和H2O2。溫度： 反應(yīng)溫度較低（200），而且應(yīng)用了大量的酸，可以期望將所有元素轉(zhuǎn)化為不揮發(fā)的形式，但某些元素仍存在揮發(fā)損失問題。例如，Hg、Se在還原條件下或出現(xiàn)炭化時(shí)，被還原而揮發(fā)損失。在試樣含有氯時(shí)，Ge、As變成GeCl4和AsCl3（沸點(diǎn)分別為83.1和132）揮發(fā)損失等等,應(yīng)給予注意。 酸消化方式(1)稀酸消解法：對于不溶于水的無機(jī)試樣，可用稀的無機(jī)酸溶液處理。幾乎所有具有負(fù)標(biāo)準(zhǔn)電極電位的金屬均可溶于非氧化性酸，但也有一

2、些金屬例外，如Cd、Co、Pb和Ni與鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速度過慢甚至鈍化。許多金屬氧化物、碳酸鹽、硫化物等也可溶于稀酸介質(zhì)中。為加速溶解，必要時(shí)可加熱。酸消解法（2）濃酸消解法為了溶解具有正標(biāo)準(zhǔn)電極電位的金屬，可以采用熱的濃酸，如HNO3、H2SO4和H3PO4等。樣品與酸可以在燒杯中加熱沸騰，或加熱回流，或共沸至干。酸消解法（3）混合酸消解法 用不同酸或混合酸與過氧化氫或其他氧化劑的混合液，在加熱狀態(tài)下將含有大量有機(jī)物的樣品中的待測組分轉(zhuǎn)化為可測定形態(tài)的方法。含有大量有機(jī)物的生物樣品通常采用混酸進(jìn)行濕法消解。 濕法消解常用的混酸消解試劑體系有：HNO3-HClO4、HNO3-H2SO4、H2S

3、O4-KMnO4、H2SO4-H2O2、HNO3-H2SO4-HClO4、HNO3-H2SO4-V2O5等。酸消解法HNO3-H2SO4 HNO3對蛋白質(zhì)分解效果好，且反應(yīng)溫和； H2SO4對糖類、脂肪分解效果好。 使用方法：先加HNO3消化一定時(shí)間后，加H2SO4提高分解溫度，加快消化速度。也可兩者一同浸樣過夜。油樣則先加H2SO4磺化，后加HNO3。 酸消解法HNO3HClO4 最常用的一種混合酸，可預(yù)先加HNO3至反應(yīng)基本終了 后再加HClO4；也可同時(shí)加入，其比例由HNO3:HClO4=9:11:2不等。 注意事項(xiàng)： 含有醇、甘油或酯類有機(jī)物的樣品應(yīng)預(yù)先用HNO3 浸泡更長 的時(shí)間，并

4、延長低溫下的消化時(shí)間。 應(yīng)待樣品溶液完全冷卻后方可補(bǔ)加酸（通常補(bǔ)加 HNO3 ）。酸消解法HNO3-H2SO4-HClO4 在HNO3HClO4體系中加入少量硫酸，可以在前述HNO3HClO4氧化基礎(chǔ)上，提高消化體系的沸點(diǎn)，也進(jìn)一步提高HClO4的濃度（可到85%）而增加此一體系的氧化力，可以氧化一般情況下不易氧化的樣品。最常用的比例為HNO3:HClO4:H2SO4=3:1:1HNO3-H2O2和H2SO4-H2O2 一般先加入數(shù)毫升HNO3或H2SO4，待反應(yīng)劇烈后或碳化后滴加或一次性加入13ml H2O2，將混合物再行加熱，直至產(chǎn)生大量酸性煙霧。煮沸數(shù)分鐘，任其靜置冷卻，再加數(shù)毫升H2O

5、2，如此重復(fù)直到試樣消化完畢。酸消解法HNO3-HClO4-HF和HNO3-H2SO4-HF 一般用于分解含硅酸鹽樣品或測Ti樣品。酸消解法消化技術(shù)（1）敞口消化 最常用的濕法消化技術(shù)。所 用器皿有： *燒杯 *三角瓶（錐型瓶） *凱氏瓶酸消解法（2）回流消化 測定具有揮發(fā)性成分時(shí)常用，如Hg的測定。因燒瓶上連有冷凝管，揮發(fā)性成分隨冷凝酸霧形成的酸液回滴，并可防止燒干。（3）冷消化 樣品和消化液混合后置于室溫下放置過夜。此法可避免 極易揮發(fā)元素（如Hg）的揮發(fā)。但僅適用于有機(jī)物較少的樣品。酸消解法優(yōu)點(diǎn)：1.濕法消解操作簡便。2.可一次處理較大量樣品。3.適用于水樣、食品、飼料、生物等樣品中痕量

6、金屬元素分析。缺點(diǎn)： 1.加入大量溶劑，造成鹽類濃度過高，引入新雜質(zhì)； 2.熔融加熱溫度高，造成揮發(fā)損失; 3.所用容器在高溫易發(fā)生反應(yīng)，引入新雜質(zhì)。酸消解法 酸消解法 定義、試劑、溫度、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn) 酸消化方式 稀酸消解法、濃酸消解法、混合酸消解法 消化技術(shù) 敞口消化、回流消化、冷消化總結(jié)消化分解加熱設(shè)備消化分解加熱設(shè)備用于試樣消化分解的儀器設(shè)備主要有電熱板、馬福爐、高溫消化爐、凱氏燒瓶等。 。1、電爐、電熱板 主要用于定量分析煮沸溶液，陳化沉淀、蒸發(fā)、干涸等化驗(yàn)作業(yè)。是化學(xué)分析的常用電熱設(shè)備之一。電熱板化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 消化分解加熱設(shè)備2、馬福爐 溫度較高，最高用溫度可以達(dá)950

7、-1200，用于不需要控制氣氛，只需加熱坩堝里的物料的情況。主要用高溫分解法。馬福爐化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 消化分解加熱設(shè)備3、高溫消化爐、石墨消解儀 可廣泛用于谷物、飼料、食品、水、土壤、化學(xué)藥品等樣品的消解。 高溫消化爐化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 消化分解加熱設(shè)備4、凱氏燒瓶凱氏燒瓶 1. 2.蒸氣發(fā)生器 3.冷凝管 4.接受瓶 5.電爐 化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 消化分解加熱設(shè)備 真實(shí)案例分享： 飼料樣品消解流程消化分解加熱設(shè)備 消化分解加熱設(shè)備 1、電爐、電熱板 2、馬福爐 3、高溫消化爐、石墨消解儀 4、凱氏燒瓶總結(jié)土壤樣品的消解土壤酸消解法由于土壤結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，土壤一般

8、由無機(jī)物（已經(jīng)風(fēng)化成沙、淤泥、黏土的小顆粒巖石）、有機(jī)物（分解的植物、動(dòng)物遺體和肥料統(tǒng)稱為腐殖質(zhì)）、水和空氣組成。要檢測土壤的成分，特別是其中重金屬元素的含量，必須進(jìn)行消解。目前常用的消解方法有濕法、干灰化法和微波消解三種。方法選擇消解體系選擇混合酸消解體系是鹽酸-硝酸-氫氟酸-高氯酸“王水”（鹽酸和硝酸按照3:1的比例配制）和氫氟酸破壞土壤的晶格結(jié)構(gòu)，使嵌在其中的重金屬元素析出。氫氟酸的作用主要是破壞氧化硅的晶格結(jié)構(gòu)，加高氯酸，破壞土壤中的有機(jī)質(zhì)成分，使原本富集于動(dòng)植物體內(nèi)后形成的土壤腐殖質(zhì)中的重金屬元素析出。消解容器選擇50 ml聚四氟乙烯坩堝土壤酸消解法 任務(wù)目標(biāo) 消化分解土壤試樣 任務(wù)

9、描述 某造紙企業(yè)向周圍的農(nóng)田排放工業(yè)廢水，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民懷疑廢水中的鉻嚴(yán)重污染了土壤，現(xiàn)需要確定農(nóng)田土壤中的鉻含量是否超標(biāo)，請對土壤樣品進(jìn)行分解預(yù)處理。 任務(wù)實(shí)施 1、聚四氟乙烯坩堝 50ml； 1、鹽酸（=1.84g/mL）； 2、電熱板 ； 2、硝酸（=1.42g/L）；3、小漏斗； 3、氫氟酸（=1.70g/mL）；4、容量瓶 50ml ； 4、高氯酸（ =1.70g/mL ）。 5、天平（萬分之一）。 5、土壤試樣。 典型案例一、儀器準(zhǔn)備二、試劑、試樣準(zhǔn)備化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 土壤酸消解法典型案例 三、操作步驟稱取0.5000g試樣，于50ml聚四氟乙烯坩堝中，加少量水濕潤加少量水潤

10、濕，加入濃鹽10ml,搖勻于通風(fēng)櫥內(nèi)的電熱板加熱，使樣品分解。待蒸發(fā)至約剩3ml左右時(shí)取下冷卻，然后加入5ml硝酸、5ml氫氟酸、3ml高氯酸，加蓋后于電熱板中加熱分解，有濃厚白煙，使黑色碳化分解，蒸至黏稠。加熱消解至冒大量白煙，試樣變白取下冷卻，用蒸餾水沖洗坩堝，加入1ml硝酸溶解殘?jiān)?，然后轉(zhuǎn)移到50mL容量瓶中,加5mL氯化銨溶液冷卻稀釋至刻度?；瘜W(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社 土壤酸消解法 1、電熱板溫度不宜太高，否則產(chǎn)生變形。 2、消解土壤樣品時(shí)，要嚴(yán)格控制消解的時(shí)間與溫度，樣品在蒸至近干過程中，需特別小心，防止蒸干，否則，待測元素會(huì)有損失不可蒸干。 2、由于整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程使用強(qiáng)酸種類多，用量大，酸的揮發(fā)性