元素测定消化技术..ppt

元素测定消化技术 消化技术学习要点 溶解法 熔融法 湿法消解 干法灰化 金属总量测定的前处理 消化技术 第一节方法简介第二节仪器设备第三节操作方法 第一节方法简介 样品中微量金属和非金属元素测定 土壤 有机肥料全量养分测定 植物组织全量养分测定测定 消化也称消解 它是将样品与酸 氧化剂 催化剂等共置于回流装置或密闭装置中 加热分解并破坏有机物的一种方法 第二节仪器设备 用于样品消化的仪器设备主要有电热板 马福炉 高温消化炉等 电热板主要用于定量分析煮沸溶液 陈化沉淀 蒸发 干涸等化验作业 是化学分析的常用电热设备之一 第二节仪器设备 马福炉温度较高 最高用温度可以达950 1200 用于不需要控制气氛 只需加热坩埚里的物料的情况 第二节仪器设备 高温消化炉可广泛用于谷物 饲料 食品 水 土壤 化学药品等样品的消解 第三节操作方法 操作方法 金属总量测定的前处理技术 第三节操作方法 溶解法 熔融法 湿法消解 干法灰化 高压消减 微波消减 溶解法 对于基体中的主要成分为易溶性矿物质的样品可用溶解法分解 即用适当的溶剂将固体样品溶解转化为液体样品 同时将待测组分转化为可测定形态 分解用的溶剂可以是单一溶剂如水 单一的酸或碱溶液 也可以是混合溶剂如混合酸 酸 氧化剂或酸 还原剂 熔融法 熔融法也可以称作碱分解法 熔融法是在熔剂熔融的高温条件下分解样品 通过复分解反应使被测组分转化为能溶于水或酸的形式 再用水或酸浸取 使其定量进入溶液 湿法消解 该法也称酸消化法 主要是指用不同酸或混合酸与过氧化氢或其他氧化剂的混合液 在加热状态下将含有大量有机物的样品中的待测组分转化为可测定形态的方法 它在目前实验室工作中占大多数 湿法消解 硝酸消解法 硝酸 高氯酸消解法 硫酸 磷酸消解法 硫酸 高锰酸钾消解法 硫酸 过氧化氢消解法 多元消解法 硝酸 硫酸消解法 硝酸消解 HNO3消解法适用于较清洁的水样 HNO3具有氧化性 加热浓HNO3可氧化分解样品中的有机物质 水质硒的测定石墨炉原子吸收分光光度法 水质铅 镉 锌的测定双硫腙分光光度法 适用范围 应用实例 硝酸 高氯酸消解消煮时HNO3具有强的氧化力 热的浓HClO4是最强的氧化剂和脱水剂 能将组分氧化成高价态 加热时生成无水HClO4 可进一步与有机质作用 使有机物很快被氧化分解成简单的可溶性化合物 二氧化硅则脱水沉淀 硝酸 高氯酸消解 食品中铁 镁 锰的测定 有机肥料铜 锌 铁 锰的测定 土壤中硒的测定原子荧光法 应用实例 硝酸 硫酸消解 1 两种酸都有较强的氧化能力 其中HNO3沸点低 而H2SO4沸点高 338 2 热的浓H2SO4具有强的脱水能力和氧化能力 可以比较快地分解试样 破坏有机物 3 二者结合使用 可提高消解温度和消解效果 硝酸 硫酸消解常用的HNO3与H2SO4的比例为5 2 消解时 先将HNO3加入样品中 加热蒸发至小体积 稍冷 再加入H2SO4 HNO3 继续加热蒸发至冒大量白烟 冷却 加适量水 温热溶解可溶盐 若有沉淀应过滤 为提高消解效果 常加入少量H2O2 硝酸 硫酸消解两种酸的沸点都比较高 其中H2SO4氧化性较强 H3PO4能与一些金属离子如Fe3 等络合 故二者结合消解样品 有利于测定时消除Fe3 等离子的干扰 硫酸 高锰酸钾消解该方法常用于测定汞的样品 KMnO4是强氧化剂 在中性 碱性 酸性条件下都可以氧化有机物 其氧化产物多为草酸根 但在酸性介质中还可继续氧化 硫酸 过氧化氢消解用浓H2SO4 H2O2氧化剂消煮植物样品时 其中的有机物经脱水碳化 氧化分解 变成CO2和水 使有机氮和磷转化为铵盐和磷酸盐 可在同一份消煮液中分别测定全氮 磷 钾 肥料中总氮 总磷 总钾的测定 样品的消化均采用H2SO4 H2O2消解法进行消解 多元消解法 目的及前提 为 为提高消解效果 在某些情况下需要采用三元以上酸或氧化剂消解体系 混合溶剂具有更强的溶解能力 应用广泛 多元消解法 硝酸 硫酸 高氯酸消解法硝酸 硫酸 五氧化二矾消解法硝酸 氢氟酸 高氯酸消解法硝酸 硫酸 高锰酸钾消解法盐酸 硝酸 氢氟酸 高氯酸消解法 为 硝酸 硫酸 高氯酸消解法 应用实例 为 水质银的测定火焰原子吸收分光光度法 食品中锡的测定氢化物原子荧光光谱法 土壤质量总砷的测定二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度 食品中锑的测定 硝酸 硫酸 五氧化二矾消解法 为 食品中总汞及有机汞的测定冷原子吸收光谱法土壤质量总汞的测定冷原子吸收分光光度法 应用实例 硝酸 氢氟酸 高氯酸消解法 为 土壤全量钙 镁的测定在土壤全钾测定法中 称样量减少为0 1g 在样品消解完毕时 用去离子水定容于100ml容量瓶中 土壤中铁 锰的测定中 样品的消解也可以采用HNO3 HF HClO4消解法 应用实例 硝酸 硫酸 高锰酸钾消解法 为 土壤质量总汞的测定冷原子吸收分光光度法测定生物样品中的汞时 也可用1 1H2SO4和HNO3混合液加KMnO4 于60 保温分解鱼 肉样品 可获得满意效果 应用实例 盐酸 硝酸 氢氟酸 高氯酸消解法 为 土壤质量铅 镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法土壤质量铜 锌 总铬 镍的测定中 一般也采用HCl HNO3 HF HClO4全分解方法进行样品的消解 应用实例 干法灰化 干法灰化又称燃烧法或高温分解法 有机样品常采用干法灰化分解 这样制备的试液空白值较低 对微量元素的分析有重要意义 为 干法灰化 为 高温电炉直接灰化法 利用高温电炉对样品进行灰化 温度一般为450 550 根据样品种类和待测组分的性质不同 选用不同材料的坩埚和灰化温度 常用的有石英 铂 银 镍 铁 瓷 聚四氟乙烯等材质的坩埚 为 高温电炉直接灰化法 应用实例水果 蔬菜及制品锌含量的测定适量样品水浴蒸干 为 高温电炉直接灰化法 燃烧法 燃烧法又称氧弹法 用于灰化含汞 硫 砷 氟 硒 硼等元素的生物样品 将样品装入样品杯 置于盛有吸收液的铂内衬氧弹中 旋紧氧弹盖 充入氧气 用电火花点燃样品 使样品灰化 待吸收液将灰化产物完全溶解后 即可用于测定 氧瓶燃烧法 氧瓶燃烧法是一种简单易行的低温灰化法 它是将少量样品用滤纸包裹后 固定在瓶塞的夹子上 放入预先充满氧气的锥形瓶 氧瓶 中燃烧 而密闭的瓶内盛有适当的吸收剂以吸收燃烧产物 然后进行测定 操作简便 快速 由于在密闭系统内进行 减少了损失和污染 低温灰化法 低温灰化法是利用高频电场激发氧气产生激发态原子的技术 使样品进行氧化分解 通常在100 以下就能使样品完全灰化 在测定含砷 汞 硒 氟等易挥发元素的生物样品时效果十分显著 高压消减 高压消解是一种在高温 高压下进行的湿法消解过程 即把样品和消解液 通常为混酸或混酸 氧化剂 置于合适的容器中 再将容器装在保护套中 在密闭情况下进行分解 优点 无需消耗大量酸 降低了测定空白 将复杂基体完全溶解 避免挥发性待测元素的损失 缺点 存在容器内压力过高发生爆炸的危险 微波消解技术 原理 利用微波的穿透性和激活反应能力加热密闭容器内的试剂和样品可使制样容器内压力增加 反应温度提高 微波消解技术 优点 大大提高了反应速率 缩短样品制备的时间 可控制反应条件 制样精度更高 减少对环境的污染 改善实验人员的工作环境 微波消解技术 缺点 需要特殊的昂贵的仪器 应用实例 食品中锗的测定 称取均匀试样0 5g 1 0g 置于微波消解罐内 加2ml 3ml浓HNO3 1mlH2O2 旋紧罐盖并调好减压阀后消解 微波消解程序 160W 10min 320W 10min 480W 10min 金属总量测定的前处理技术 动物样品 土壤底泥 植物样品 食品饲料 水样 排放水 大由于含有较多的有机物和悬浮物 样品需加入少量HNO3酸化并加热处理 对特别污浊的样品则需进行消化处理 可用HNO3 H2SO4或HNO3 HClO4加热进行酸消解 也可用NaOH H2O2或氨水 H2O2蒸发至干进行碱消解 还可用干灰化法 将样品蒸干后放入马弗炉中在500 550 加热将有机物灰化 冷却后用稀HCl稀释 土壤和底泥样品 干灰化消解样品时常用碳酸钠为熔剂 使之与样品充分混匀 并在上面再平铺一层碳酸钠 然后放入马弗炉中在900 灰化半小时以上 待样品熔融完全后将熔块倒入烧杯中研碎 再加入HCl使熔块溶解 加水定容后以备测定 干灰化法更适用于有机质含量较高的底泥样品的分解 土壤和底泥样品 土壤和底泥样品也可以用H2SO4 HNO3或HClO4与其他强酸混合液进行酸消解 与干灰化法相比 酸消解耗时较长 当样品含有较高有机质时还需加入KMnO4 V2O5或H2O2加速破坏有机质 动物样品 测镁时只需用水稀释 尿铜可用稀H2SO4稀释后直接 动物样品 动物样品 动物组织样品由于不含硅 动物样品如肌肉 组织器官和鱼肉等可采用简单加热 残渣用硝酸和过氧化氢溶解的干消化法处理 消化后可测定样品中的镉 钴 铬 铜 锰 镍 铅和锌 湿法消解同样适用于动物组织样品的前处理 特别适用于测定样品中的挥发性元素 植物样品 干法干法消解时需将样品加热到450 经干法灰化后 用原子光谱法可测定样品中大量的钙 钾 镁 钠 少量的铁 锰 痕量的镉 钴 铬 铜 钼 镍 铅 锑 铊 钒和锌 植物样品 湿法H2SO4 H2O2消解适用于铝 镉 铬 铜 铁 锰 铅 钒的测定 HNO3 HClO4消解可用于测定镉 铬 铜 铁 锰时样品的前处理 食品和饲料样品 干法消化 样品在马弗炉中 一般550 被充分灰化 灰化前须先碳化样品 即把装有待测样品的坩埚先放在电炉上低温使样品碳化 在碳化过程中为了避免测定物质的散失 往往加入少量碱性或酸性物质 固定剂 通常称为碱性干法灰化或酸性干法灰化 食品和饲料样品 湿法消化法 湿法消