ICP樣品前處理技術(shù)

1、1 1 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmerICP樣品前處理技術(shù)樣品前處理技術(shù)Sample Preparation Techniques for ICP2 2PerkinElmer CONFIDENTIAL綱綱要要一、樣品前處理簡(jiǎn)述一、樣品前處理簡(jiǎn)述二、樣品前處理方法二、樣品前處理方法三、器具的使用三、器具的使用四、樣品前處理實(shí)例四、樣品前處理實(shí)例3 3PerkinElmer CONFIDENTIAL樣品是均勻的且具有代表性待測(cè)元素完全進(jìn)入溶液處理過(guò)程中要避免樣品損失不引入或盡量少引入其他元素避免

2、污染，包括實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、試劑、器皿和水考慮總固體溶解量及造成的霧化器堵塞和背景效應(yīng)前處理方法要兼顧簡(jiǎn)單、快速和高效樣品前處理基本要求樣品前處理基本要求4 4PerkinElmer CONFIDENTIAL樣品前處理方法樣品前處理方法濕法消解濕法消解熔融熔融干法灰化干法灰化高壓消解高壓消解微波消解微波消解5 5PerkinElmer CONFIDENTIAL濕法消解酸溶法酸的種類 HCl HNO3 HClO4 HF H2SO4 Aqua regia（王水）不同的樣品使用不同的酸所用容器 glass/pyrex teflon platinum酸等級(jí)劃分 分析純 AR 99.7% 優(yōu)級(jí)純 GR 99.

3、8% 超純 UP級(jí) 99.9%6 6PerkinElmer CONFIDENTIAL（1）設(shè)備簡(jiǎn)單易得；（2）投入費(fèi)用較低；（3）技術(shù)上容易掌握；（4）可大批量操作。（1）速度慢，數(shù)十分鐘至數(shù)天。（2）溶解能力差，不易消解完全。 （3）消耗試劑多。 （4）試劑空白高，易污染。 （5）某些元素（如Hg、As、Se等）易揮發(fā)損失。 （6）廢氣排放多，污染環(huán)境。濕法消解酸溶法AdvantageDisadvantage7 7PerkinElmer CONFIDENTIAL無(wú)機(jī)酸及其物理特性無(wú)機(jī)酸及其物理特性8 8PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無(wú)機(jī)酸常用無(wú)機(jī)酸 鹽酸（HCl） -

4、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； - 應(yīng)估計(jì)到一些易揮發(fā)金屬氯化物（As、Sb、Sn、Se、Te、Ge、Hg）潛在揮發(fā)損失。 硝酸（HNO3 ） - 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； - 通常用HNO3來(lái)分解各種金屬、合金及消解有機(jī)物質(zhì)（如生物樣品），是一種強(qiáng)氧化劑，注意鈍化問(wèn)題，如鋁、錫等金屬。 高氯酸（HClO4） - HClO4是已知的最強(qiáng)的無(wú)機(jī)酸之一，熱的濃HClO4是強(qiáng)氧化劑，它將和有機(jī)化合物發(fā)生強(qiáng)烈（爆炸）反應(yīng) ；

5、- 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； - 經(jīng)常使用HClO4來(lái)驅(qū)趕HCl、HNO3和HF； - 在用HClO4分解樣品中，可能會(huì)有10%左右的Cr以CrOCl3的形式揮發(fā)掉。 9 9PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無(wú)機(jī)酸常用無(wú)機(jī)酸 氫氟酸（HF） - 是唯一能分解以硅為基質(zhì)的樣品的無(wú)機(jī)酸，適合于各類地質(zhì)樣品、礦石、水系沉積物、土壤、石英巖等的消解； - 不能用玻璃器皿，常用是聚四氟乙烯（PTFE）為材料的燒杯、坩堝等器皿 王水（Aqua-regia） -HCl+HNO3（3+1） -王水通常用于分解金屬、合金、硫化物及一些礦物（金、銀、鉑、鈀） 硫酸

6、（H2SO4）及磷酸(H3PO4) -可消解多種礦石如鉻鐵礦、稀土礦等、合金 （鎢、鉬等）； - 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； - 高粘度將對(duì)試液導(dǎo)入產(chǎn)生影響 ，不利于霧化； - 一些無(wú)機(jī)鹽如Ba、Sr、Pb、Ca等的溶解性很差 1010PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無(wú)機(jī)混酸常用無(wú)機(jī)混酸王王水水 -三份濃鹽酸與一份濃硝酸的混合物稱為王水。 -王水中，硝酸將氯離子氧化為氯，氯是一種強(qiáng)氧化劑，新生的原子態(tài)氯的氧化能力更強(qiáng)。氧化過(guò)程的中間產(chǎn)物 NOCl 還有催化作用，氯離子是很多金屬離子的絡(luò)合劑，多種因素導(dǎo)致王水具有很強(qiáng)的分解能力。 -

7、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。1111PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無(wú)機(jī)混酸常用無(wú)機(jī)混酸HCl/ HNO3 +H2O2 -過(guò)氧化氫是一種強(qiáng)氧化劑，受熱分解為氧和水。鹽酸+過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)氧化氫在密封容器內(nèi)分解。 -過(guò)氧化氫將

8、Cl- 離子氧化為Cl，原子氯與金屬間的反應(yīng)能力很 強(qiáng)，氯離子的絡(luò)合作用有助于分解反應(yīng)順利進(jìn)行。 2HCl + H2O = 2H2O + Cl2 - 過(guò)氧化氫還是金屬鎢的有效溶劑。 -硝酸+過(guò)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(guò)氧化氫能加速溶解。更多地用于消解有機(jī)試 樣。 1212PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無(wú)機(jī)混酸常用無(wú)機(jī)混酸HNO3+HClO4 -該氧化性混合酸是消解生物、食品和飲料等樣品的有效手段之一。一般是將樣品與HClO4共熱至發(fā)煙，然后加入HNO3可使樣品完全氧化。 -是破壞有機(jī)物比較有效的方法，但要求嚴(yán)格操作，防止發(fā)生爆炸。H2S

9、O4+H3PO4 -兩種酸的沸點(diǎn)都比較高，其中H2SO4氧化性較強(qiáng)，H3PO4能與一些金屬離子如Fe3+等絡(luò)合，故二者結(jié)合消解樣品，有利于測(cè)定時(shí)消除Fe3+等離子的干擾。 -熱的濃H3PO4具有很強(qiáng)的分解能力，如難熔的鎂鉻鐵礦、鈦鐵礦等多可被分解，需要注意的是，使用H3PO4時(shí)，若溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)脫水形成難溶的焦磷酸鹽沉淀而影響測(cè)定。因此，H3PO4常與H2SO4等同時(shí)使用，即可提高反應(yīng)溫度，又可防止析出。HNO3+HCl+HClO4+HF -該混酸可用于消解一些復(fù)雜成分的環(huán)境地質(zhì)類樣品，如土壤和巖石。先利用HF將樣品中的Si晶格溶解破壞，然后再利用HClO4+的高沸點(diǎn)將樣品溶液溫度提升

10、，同時(shí)，通過(guò)HCl+HNO3的氧化溶解能力溶解樣品里的多種元素，以便分析。 -高氯酸和硫酸冒煙時(shí)溫度度較高，會(huì)造成Hg、As、Se、Te、Ge、Re、Os和Ru等元素的揮發(fā)損失。1313PerkinElmer CONFIDENTIAL在馬弗爐里灰化干法灰化分解干法灰化分解灰化輔助劑 Mg(NO3)2 H2SO4 HNO3有機(jī)樣品 plant material Resins樹脂使用的容器-坩堝 Ceramic陶瓷 Platinum鉑金灰化試劑等級(jí) AnalaR分析純注意易揮發(fā)組份的損失1414PerkinElmer CONFIDENTIAL（1）設(shè)備簡(jiǎn)單易得； （2）投入費(fèi)用較低；（3）技術(shù)上易

11、掌握；（4）對(duì)含量較低的元素可以多稱取樣品；（5）消耗試劑少；（6）可大批量操作。（1）速度慢，需半天至一天；（2）耗電量多；（3）鉑金坩堝提貴,而瓷坩堝不純凈,測(cè)定微量痕量元素時(shí)易污染； （4）不能用于測(cè)Hg、As、Se等易揮發(fā)元素； （5）某些待測(cè)元素易受損失,如Cd、Pb等（1.0 M.cm。實(shí)驗(yàn)室超純水實(shí)驗(yàn)室超純水（Ultra-pure grade water）：實(shí)驗(yàn)室超純水在電阻率、有機(jī)物含量、顆粒和細(xì)菌含量方面接近理論上的純度極限，通過(guò)離子交換、RO膜或蒸餾手段預(yù)純化，再經(jīng)過(guò)核子級(jí)離子交換精純化得到超純水，其標(biāo)準(zhǔn)是水電阻率為18.2 M.cm，適用于多種機(jī)密分析實(shí)驗(yàn)要求。環(huán)境、試劑與器具要求3737PerkinElmer CONFIDENTIAL實(shí)驗(yàn)試劑實(shí)驗(yàn)試劑 分析純 AR 99.7% 優(yōu)級(jí)純 GR 99.8% 光譜純 SP 99.9% 工作基準(zhǔn)試劑（二級(jí)） PR 99.95% 基準(zhǔn)試劑（一級(jí)）PR 99.98% 高純 EP 99.99%實(shí)