样品前处理的常用消解体系酸消解法

样品前处理的常用消解体系酸消解法酸消解法酸消解法包括敞口酸消解法和高压密闭酸消解法。敞口酸消解法是应用最普遍的一种样品分解方法。利用各种酸的化学能力，将待测的金属元素从样品中溶解出来转移到液体中。酸消

样品前处理的常用消解体系酸消解法 酸消解法 酸的 酸消解法包括敞口酸消解法和高压密闭酸消解法。敞口酸消解法是应用最普遍的一种样品分解方法。利用各种化学能 酸的 力，将待测的金属元素从样品中溶解出来转移到液体中。酸消解法常用的种类和性质如下： (1)HN0（相对密度1.42,70％水溶液，m/m)，沸点120℃ 硝酸 3 在常压下的沸点为120℃，在0.5MPa下，温度可达176℃，它的氧化电位显著增大，氧化性增强。能对无机物及有机物进 行氧化作用。金属和合金可用硝酸氧化为相应的，这些硝酸盐通常易溶于水。部分金属元素，如Au,Pt,Nb,Ta,Zr不 硝酸盐 被溶解。AI和Cr不易被溶解。可溶解大部分的硫化物。 硝酸 (2）盐酸HCl（相对密度1.19,37％水溶液，m/m)，沸点110℃ 盐酸不属于氧化剂，通常不消解有机物。盐酸在高压与较高温度下，可与许多硅酸盐及一些难溶氧化物、硫酸盐、氟化物 作用，生成可溶性盐。许多碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐、硼酸盐和各种硫化物都能被盐酸溶解。 (3）高氯酸HC104（相对密度1.67,72％水溶液，m/m)，沸点130℃ HC10是己知最强的无机酸之一。经常使用HCIO来驱赶HCI,HN0和HF，而HC10本身也易于蒸发除去，除了一些碱金属（K, 4434 Rb,Cs）的高氧酸盐溶解度较小外，其他金属的高氯酸盐类都很稳定且易溶于水。用HC10分解的样品中，可能会有10％左右 4 的Cr以CrOC1的形式挥发掉，V也可能会以VOCI的形式挥发。HC10是一种强氧化剂，热的浓HC10氧化性极强，会和有机化 3344 合物发生强烈（爆炸）反应，而冷或稀的HC10则无此情况。因此，通常都与硝酸组合使用，或先加入硝酸反应一段时间后再加 4 入高氯酸（HN0的用量大于HC10的4倍）。高氯酸大多在常压下的预处理时使用，较少用于密闭消解中，要慎重使用。在使用 34 样品 （PTFE）烧杯分解样品时，选用HC10赶酸可避免过高温度导致PTFE材料的不稳定。使用可以维持整个 聚四氟乙烯高氯酸 4 消解 过程中的氧化环境，从而减少Hg以及能形成氢化物的元素如As,Se.Sb,Bi,Te的损失，保证有机成分完全氧化分解，避免 较高的有机含量增大溶液粘度，从而影响样品引入期间的传输和雾化效率。 (4)氢氟酸HF（相对密度1.15,48％水溶液，m/m)，沸点112℃ HF本身易挥发，处理样品时HF很少单独使用，常与HCI,HN0,HC10等酸同时使用。HF是唯一能与硅、及 二氧化硅硅酸盐 34 发生反应的酸，少量HF与其他酸结合使用，可有效地防止样品中待测元素形成硅酸盐。HF是一种弱酸，但由于它具有较强的络 合性，所以可以与许多阳离子形成稳定的络合物，如生成HSiF，促使阳离子组分从硅酸盐晶格中释放出来，加热时HSiF分解 2626 成气态SiF逸出，得到了不含硅的溶液。许多环境样品，如土壤、水系沉积物、河道底泥、污泥等，用HF分析样品可除去样品 4 中大量的Si，有效地降低样品中的总溶解固体（TDS)，但同时B,As,Sb和Ge等根据不同的价态也将不同程度挥发。氟和氟氧络 合离子的生成有助于铌钽钨等化合物的分解，可防止它们在酸性溶液中因水解而生成沉淀，但另一些阳离子会与氟离子反应生 4+4+ 成不易溶解的沉淀。比如，在同一条件下稀土元素、Th,U生成沉淀，而Ta,Nb,Ti等生成稳定络合物。生成的某些低含量氟化 物可随或共同沉淀。HF容易分解碱金属、碱土金属和重金属的硅酸盐。硫化物含量高的样品很难被HF和HC10 氟化钙氟化镧 4 混合酸有效地溶解，最好先用王水溶解。测定样品中的B时，氢氟酸易与B生成挥发性的BF3,的加入可避兔这种挥发损失。 磷酸 酸的 许多元素「如As(111),Sn,Sb]的氟化物在赶酸时容易挥发损失，但挥发与否以及挥发程度取决于所用种类。 必须注意的是，HF具腐蚀性，会腐蚀玻璃、硅酸盐，不能使用玻璃或石英容器，经典的是采用铂器皿，但铂器皿较贵，目 前实验室最常用的是、,、（特氟隆）等塑料器皿。是最合适的材料，它可以抗氧 聚乙烯聚丙烯聚碳酸酯聚四氟乙烯聚四氟乙烯 化剂，而且允许加热到240℃，但温度高于200℃容器易变形。另外，用HF处理过的样晶中因存在HF，会腐蚀仪器中的玻璃或 石英进样系统和炬管等，因此这类样品在测试之前需先除掉HF，通常用HCIO或HSO赶酸。 424 (5）H0（相对密度1.13,30％水溶液，m/m),沸点107℃ 过氧化氢 22 过氧化氢的氧化能力随介质的酸度增加而增加，H0分解产生的高能态活性氧对有机物质的破坏能力强，使用时通常先加 22 HNO预处理后再加入H0。组成HO的元素和水相同，以HO作为氧化剂不会向样品中引入额外的卤素元素，从而减少分析干扰。 3222222 (6）硫酸HSO（相对密度1.84,98.3％水溶液，m/m)，沸点338℃ 24 硫酸是许多有机组织、无机氧化物及金属等的有效溶剂，它几乎可以破坏所有的有机物。但在密闭消解时要严格监控反应 温度，因为浓HSO在达到沸点温度时可以熔化聚四氟乙烯容器，浓HSO的沸点是338℃，而的使用温度不能超过 聚四氟乙烯 2424 240℃.所以，一般不单独用HSO，而是与HN0一起组合使用。由于HSO赶酸时间长、易引入硫元素的千扰，因此在环境监测 24324 中使用率不如上述几种强酸高。 处理样品时，往往不是只用一种酸单一消解，而是用几种酸依次分别加入或几种酸混合后加入，以加强处理能力（依次分 别加入或混合加入应根据样品的性质而定）。常见的消解体系如下：