• 試樣瓶的選用酸性溶液或中性溶液保存在玻璃瓶中
• Ag,Hg,Sn在玻璃瓶中更穩(wěn)定
• 堿性溶液儲(chǔ)存在聚乙烯或聚四氟乙烯的瓶子中 HF——聚四氟乙烯
器皿清洗步驟
• 5%的鹽酸或者硝酸(難溶物質(zhì)可選王水)浸泡-過夜
• 超聲波震蕩洗滌
• 去離子水沖洗風(fēng)干
試劑和水的要求
• 水的要求:最好18MΩ
• 試劑的要求:保證試劑(GR)/電子純
• 光譜純標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)
• 分析特殊的檢測元素,如微量Na,、Si,、B等, 對(duì)水與試劑要特殊特別注意
標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備與匹配
• 用儲(chǔ)備標(biāo)準(zhǔn)溶液配制標(biāo)準(zhǔn)溶液系列時(shí),應(yīng)補(bǔ)加酸,,使溶液維持一定的酸度,,盡可能使其酸度與樣品溶液一致。配置多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),,應(yīng)注意元素之間可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),。
• 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度一般在µg/mL級(jí),通常用硝酸或鹽酸介質(zhì),,當(dāng)溶液的酸度在1% 以上時(shí),,可持續(xù)使用較長時(shí)間。
• ICP光譜分析中,,必須重視標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制:
• 1,、不正確的配制方法,將導(dǎo)致系統(tǒng)偏差的產(chǎn)生,;
• 2,、介質(zhì)和酸度不合適,會(huì)產(chǎn)生沉淀和渾濁,,易堵塞霧化器并引起進(jìn)樣量的波動(dòng),;
• 3、元素分組不當(dāng),,會(huì)引起元素間譜線互相干擾,;
• 4、試劑和溶劑純度不夠,,會(huì)引起空白值增加,,檢測限變差和誤差增大。
溶解試樣的基本要求
• 注意防止:
• 空氣污染,、試劑空白以及容器污染,;
• 待測元素?fù)]發(fā)、被容器表面吸附或與容器材料相互作用而損失,;
• 樣品分解不完全,。
• 要求:待測元素完全溶入溶液;溶解過程待測元素不損失,;不引入或盡可能少引入影響測定的成分,;試樣溶劑具有較高的純度,易于獲得,;操作簡便快速等,。
無機(jī)試樣前處理
• 水溶解
• 可溶性無機(jī)化合物,,可以直接用水溶解制成測定溶液,如硫酸銅,、氯化鈉等,。但考慮到溶液的穩(wěn)定性及與標(biāo)準(zhǔn)溶液酸度的一致性,往往要加入一些酸,。
• Li,、Na、K,、Rb,、Cs,、Ca,、Sr、Ba等金屬也能在水中溶解,,或在水蒸氣中生成可溶性鹽類,。為了使其中的其它測定元素進(jìn)入溶液,也要將溶液酸化,。
• 酸分解
• 大多數(shù)無機(jī)化合物,、金屬、合金,、礦石試樣能用酸溶解,。常用的酸有鹽酸、硝酸,、高氯酸,、氫氟酸以及各種混合酸。有時(shí)也用硫酸和磷酸,。用酸分解可通過加熱將多余的酸蒸發(fā)掉,,便于控制溶液酸度,溶液基體比較簡單,。容易獲得純度高的酸,,不至于引入更多的干擾成分。
• 操作簡便,,快速,,設(shè)備簡單,是原子光譜分析中應(yīng)用最多的溶樣方法,。
• 鹽酸:鹽酸是應(yīng)用最多的酸,,能溶解氧化還原電位比氫更負(fù)的金屬如:Fe、Be,、Mg ,、Ca、Sr、Ba,、 Al,、Ga、In,、Zn,、Sn、稀土等金屬;大多數(shù)金屬氧化物,;碳酸鹽類礦物,;有色金屬硫化礦等。
• 硝酸:是一種強(qiáng)酸,,同時(shí)也是一種強(qiáng)氧化劑,,能氧化分解大多數(shù)有機(jī)物,多數(shù)用鹽酸溶解的金屬也能用硝酸溶解,。一些氧化還原電位比氫正的元素能用硝酸溶解,。如:Ag、Cu,、Pb,、Co、Ni,、Sb,、Hg、 Mn,、Bi,、Se、Te,、V等金屬,,大多數(shù)金屬氧化物、合金,、有色金屬氧化礦等,。由于硝酸特別是濃硝酸是一種強(qiáng)氧化劑,一些氧化物難溶的金屬不能用硝酸溶解,,如鋁,、錫等金屬。
• 氫氟酸:氟離子是許多元素的絡(luò)合劑,,不能用鹽酸和硝酸溶解的難熔金屬可用氫氟酸溶解,。如: Ti 、Zr ,、Hf ,、 Nb,、Ta、V,、Si ,、B金屬及其氧化物,硅酸鹽礦等,。
• 高氯酸:熱的高氯酸是強(qiáng)氧化劑,,能溶解:不銹鋼,鎳鉻合金,,稀土礦物,,獨(dú)居石,菱鎂礦等,。熱的高氯酸與有機(jī)物發(fā)生劇烈反應(yīng),,會(huì)發(fā)生爆炸。與硝酸混合使用能消化單獨(dú)用硝酸不能完全消化的有機(jī)試樣,。
• 硫酸和磷酸:常用于分解難溶礦物,,如:鉻鐵礦,、稀土礦等,。硫酸和磷酸的雜質(zhì)含量一般比鹽酸和硝酸高,沸點(diǎn)也比較高,,不容易蒸發(fā)除掉,。由于磷酸根、硫酸根對(duì)很多元素的測定有干擾,;而這類酸的粘度較高,,不利于霧化,對(duì)ICP也不利,,除特殊情況外一般很少用應(yīng)用,。
• 無機(jī)試樣前處理-混酸
• 王水:三份濃鹽酸與一份濃硝酸的混合物稱為王水。
能用鹽酸和硝酸溶解的金屬,、礦物幾乎都可以用王水溶解,。Au、 Pt,、Pd,、Os、Rh,、Cr,、Mo等不溶于單一酸的金屬也可用以王水溶解。
• 鹽酸+過氧化氫,;硝酸+過氧化氫
• 過氧化氫是一種強(qiáng)氧化劑,,受熱分解為氧和水,。鹽酸+過氧化氫是一種良好的溶劑。一些單獨(dú)用鹽酸不能溶解的金屬,,可用鹽酸+過氧化氫分解,。如錫青銅、鉛錫焊料等,。銅合金不溶于鹽酸,,用硝酸分解時(shí)錫會(huì)以偏錫酸形態(tài)析出沉淀,阻礙分解反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行,。用鹽酸+過氧化氫分解,,速度很快,并能得到穩(wěn)定的澄清溶液,。貴金屬銠也可以用鹽酸+過氧化氫在密封容器內(nèi)分解,,過氧化氫還是金屬鎢的有效溶劑。
• 硝酸+過氧化氫也是一種良好的溶劑,,一些用硝酸溶解緩慢的試樣,,滴加少量過氧化氫能加速溶解。更多地用于消解有機(jī)試樣,。
• 硝酸+氫氟酸+高氯酸,;硝酸+氫氟酸+硫酸
• 大多數(shù)硅酸鹽礦物可用上述混合酸分解。絕大多數(shù)元素的高氯酸鹽溶解度很高,,用硝酸+氫氟酸+高氯酸處理,,加熱趕掉多余的高氯酸,用稀鹽酸或稀硝酸溶解,,可得到澄清的溶液,。只有高氯酸鉀的溶解度較小,但一般并不造成影響,。
• 使用氫氟酸時(shí)要在鉑器皿或聚四氟乙烯燒杯中進(jìn)行,。
• 高氯酸和硫酸冒煙時(shí)溫度較高,會(huì)造成Hg,、As,、Se、 Te,、Ge,、Re、Os,、Ru等元素的揮發(fā)損失,。
無機(jī)試樣前處理-堿溶
• 有些情況下,氫氧化鈉,、氫氧化鉀等強(qiáng)堿溶液也用于溶解試樣,。如:金屬鎢,、金屬鋁、鋁合金等,。高純鋁在鹽酸中溶解很慢,,而在氫氧化鈉溶液中能迅速溶解。在引入的鈉鹽不影響測定的前提下也用來分解試樣,。測定其中的金屬元素時(shí),,要將堿中和使金屬的氫氧化物溶解。
• 用堿溶解金屬鋁時(shí),,反應(yīng)產(chǎn)生氫,,能將As、Sb,、Bi等元素還原成氫化物AsH3,、 SbH3、 BiH3 ,,造成揮發(fā)損失,。
• 強(qiáng)堿溶液會(huì)腐蝕玻璃燒杯,測定一些常見元素時(shí)空白值高,。有些礦石,、化合物不能溶解在酸中,如:石英SiO,、錫石SnO,、金紅石TiO,、鋯英石ZrSiO,、碳化硅等,分解這些樣品必須用堿熔融,。金屬鋨,、銥、釕等很難溶于酸,,也可用堿熔融分解,。
• 堿熔融的熔劑有:氫氧化鈉、氫氧化鈉+氫氧化鉀,、過氧化鈉,、碳酸鈉、偏硼酸鋰,、四硼酸鋰等,。其中以過氧化鈉分解能力最強(qiáng),幾乎能分解所有樣品,,對(duì)坩堝的腐蝕也最強(qiáng)烈,。
• 碳酸鈉,、偏硼酸鋰和四硼酸鋰熔融,對(duì)坩堝的腐蝕較小,,可在鉑坩堝,、熱解石墨坩堝內(nèi)進(jìn)行。
無機(jī)試樣前處理-焙燒
• 焙燒在低于熔劑熔點(diǎn)的溫度下分解試樣,。燒結(jié)熔劑:碳酸鈉,、碳酸鈣、過氧化鈉,、氧化鎂等,。燒結(jié)法熔劑用量比熔融法少,幾乎不腐蝕坩堝,,引入的鹽類相應(yīng)減少,。
• 例如:90%碳酸鈉-10%硝酸鈉混合熔劑燒結(jié),1.5~2倍于試樣的熔劑,不超過780度燒結(jié)可分解絕大多數(shù)礦物,。
• 例如:用4倍于試樣的過氧化鈉,,在不超過500度溫度下燒結(jié)7~8 分鐘,幾乎可以分解所有的礦物,。
有機(jī)試樣前處理-干式灰化
• 干式灰化是使有機(jī)物燃燒,,其中的金屬元素轉(zhuǎn)化為無機(jī)鹽,然后用適當(dāng)?shù)乃崛芙饣曳种瞥上∷崛芤�,,用于原子光譜測定,。通常是將試樣置于鉑坩堝或瓷坩堝內(nèi),先在低溫電爐上使試樣炭化,,然后放入馬弗爐內(nèi)灰化,。植物、蔬菜等鮮品應(yīng)預(yù)先在烘箱內(nèi)烘干后再灰化,。為了縮短灰化時(shí)間,,一般在700~800OC灰化。
• 灰化溫度在 500OC以上,,會(huì)造成一些元素的揮發(fā)損失,。700OC 時(shí)Hg 、As,、Se,、Pb、Cd等元素幾乎揮發(fā)損失殆盡,, Cr,、Cd、Zn 等元素也有部分損失,。大多數(shù)生物樣品含氯,,一些元素會(huì)以氯化物形式揮發(fā)損失,。對(duì)于含氯的試樣灰化損失更為顯著。
• 灰化溫度在 500OC以下,,有機(jī)物灰化速度很慢,,一般要數(shù)小時(shí)或更長時(shí)間。添加鎂,、鋁,、鋯等元素的硝酸鹽,灰化溫度在700OC 時(shí)As等元素也不會(huì)損失,。
• 對(duì)于有機(jī)試樣,,干式灰化過程中Hg的損失是不可避免的。
• 干式灰化方法簡單快速,,適合處理大批量樣品,。對(duì)于痕量元素的分析,灰化過程的環(huán)境污染不可忽視,。
• 尤其是添加大量硝酸鹽時(shí),,也造成空白值高,影響檢出限的降低,。
有機(jī)試樣前處理-消化
• 在敞開式容器中消化
• 通常用燒杯,、三角瓶等容器在電熱板上加熱消解,使用的酸有硝酸,、硝酸+高氯酸,、硝酸+硫酸、硝酸+硫酸+過氧化氫,、硝酸+硫酸+過氧化氫等,。硝酸與有機(jī)物的反應(yīng)比較激烈,特別是干的有機(jī)物,。一般要在加酸后在室溫下放置一段時(shí)間,,有時(shí)可放置過夜,待大部分有機(jī)物分解后再加熱,。
• 單獨(dú)使用硝酸,脂肪等有機(jī)物不能完全消化,,加熱時(shí)Hg等一些元素會(huì)揮發(fā)損失,;使用混合酸有助于有機(jī)物的徹底消化,高氯酸,、硫酸冒煙的溫度較高,,會(huì)造成Hg、 As,、Se,、Ge,、Hg、B,、Sb等元素的揮發(fā)損失,。氯含量高的樣品揮發(fā)損失更嚴(yán)重。
• 使用硝酸-高氯酸濕式消化時(shí)必須認(rèn)真操作,,在有機(jī)物沒有完全消化之前,,在硝酸蒸發(fā)完之前不斷補(bǔ)充硝酸,以防高氯酸與有機(jī)物發(fā)生劇烈反應(yīng)引起爆炸,。使用硫酸時(shí),,在有機(jī)物未全部消化硝酸蒸發(fā)完之后,雖然不會(huì)發(fā)生爆炸,,但有機(jī)物會(huì)炭化產(chǎn)生游離碳,,而游離碳很難分解。所以也必須認(rèn)真觀察,,細(xì)心操作,。
• 在敞開式容器中消化的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單,缺點(diǎn)是操作難度大,,試劑消耗量大,、每個(gè)試樣的酸消耗量不等,試劑空白高且不完全一致,、消解周期長,、環(huán)境污染等。
• 微波消解
• 微波消解也是一種在密封容器中消化試樣的手段,。它具有高壓密封罐法所有的優(yōu)點(diǎn),。由于微波的作用,微波消解法具有很強(qiáng)的消解能力,,消解速度比高壓密封罐法快得多,。一般只需幾分鐘就能消化完全,幾乎可以消化所有的有機(jī)物,,是消化有機(jī)試樣最為理想的手段,,其應(yīng)用日益廣泛。