原子光谱样品处理技术-不同类型样品的处理课件.ppt

1、A1原子光谱样品处理技术不同类型样品的处理 A2主要内容：主要内容： 原子光谱分析中样品处理的特点原子光谱分析中样品处理的特点 样品处理的一般原则样品处理的一般原则 各类样品的处理和保存各类样品的处理和保存 冶金和化工类样品的处理冶金和化工类样品的处理 矿产品类样品的处理矿产品类样品的处理 环境类样品的处理环境类样品的处理 生物样品的处理生物样品的处理 原子光谱分析样品处理方法总结原子光谱分析样品处理方法总结 微波消解微波消解/萃取技术及应用萃取技术及应用 常见元素的样品处理方法常见元素的样品处理方法 举例：食品和饮料原子吸收的样品处理举例：食品和饮料原子吸收的样品处理 举例：建筑材料原子光谱

2、的样品处理举例：建筑材料原子光谱的样品处理 举例：玩具、轻纺、机电的样品处理举例：玩具、轻纺、机电的样品处理A3参考书：参考书： (1) 化学分离富集方法及应用化学分离富集方法及应用编委会编著，编委会编著， 化化学分离富集方法及应用，中南工业大学出版社，学分离富集方法及应用，中南工业大学出版社，2001(2) 周天泽周天泽 邹洪著，原子光谱样品处理技术邹洪著，原子光谱样品处理技术 ，化学工业出版社 ，2006 王应玮，梁树权编著，分析化学中的分离方法，王应玮，梁树权编著，分析化学中的分离方法，科学出版社，科学出版社，1991黄敏文黄敏文 苑星海著，苑星海著，化学分析的样品处理，化学工业出版社

3、，2007李攻科著，李攻科著，样品前处理仪器与装置，化学工业出版社， 2007A4原子光谱分析中样品处理的特点原子光谱分析中样品处理的特点 应用现代化商品仪器进行实际样品分析时，分析误差的主要来源往往不应用现代化商品仪器进行实际样品分析时，分析误差的主要来源往往不在仪器本身，而在于样品在仪器本身，而在于样品(特别是固体样品特别是固体样品)的前处理过程。对于要求将固体的前处理过程。对于要求将固体样品处理成为溶液形式的常规原子吸收光谱法样品处理成为溶液形式的常规原子吸收光谱法(AAS )、等离子体发射光谱法、等离子体发射光谱法(ICP-AFS)以及等离子体质谱法以及等离子体质谱法(ICP-MS)来

4、说，情况更是如此。另一方面，来说，情况更是如此。另一方面，目前国内用于质量控制的标准样品种类十分有限，而且价格比较昂贵。许多目前国内用于质量控制的标准样品种类十分有限，而且价格比较昂贵。许多分析测试实验室在进行实际样品分析时无法进行质量控制，分析结果往往取分析测试实验室在进行实际样品分析时无法进行质量控制，分析结果往往取决于分析者的经验，这就对样品的准备工作提出了更高的要求。近年来，由决于分析者的经验，这就对样品的准备工作提出了更高的要求。近年来，由于生命科学及环境科学的发展，元素形态分析变得越来越重要。经典或常规于生命科学及环境科学的发展，元素形态分析变得越来越重要。经典或常规的样品处理方法

5、，由于容易导致待测物形态的改变或破坏，已不能满足要求，的样品处理方法，由于容易导致待测物形态的改变或破坏，已不能满足要求，许多新的样品处理技术便应运而生。许多新的样品处理技术便应运而生。 样品的状态包括气态、液态及固态。不同的样品形态及待测成分，要求样品的状态包括气态、液态及固态。不同的样品形态及待测成分，要求不同的处理方法。由于篇幅的限制，本文只介绍液体样品和固体样品的处理，不同的处理方法。由于篇幅的限制，本文只介绍液体样品和固体样品的处理，而不再介绍对气态样品的处理问题。而不再介绍对气态样品的处理问题。A5A6一、一、样品处理的目的样品处理的目的 原子光谱分析涉及的样品组成十分复杂。除了无

6、损分析以外，在分析前，一般均要对它们进行较为复杂的预处理。样品预处理（sample pretreatment）包括对样品进行分解、提取、净化、浓缩等过程。 大多数环境样品、生物样品及仪器均以多相非均一态的形式存在。例如空气中的飘尘与气溶胶；废水中的悬浮物与乳液；土壤与基质中的水分、微生物及砂砾均与基体的状态不一致或不完全一致。对这样的样品必须经过预处理才能进行分析测定。A7 样品预处理应达到以下目的：浓缩被测组分，提高测定的精密度和准确度；消除共存组分对测定的干扰；通过生成衍生物等预处理方法，使一些通常难以获得检测信号的待测组分转化为具有较高响应值的化合物；经过预处理后的样品更易保存和运输；除

7、去样品中对分析仪器有害的组分，延长仪器的使用寿命。二、 样品处理的地位样品处理的地位 一个完整的化学分析过程，应包括样品采集、样品处理、分析测定、数据处理和报告结果五大步骤。A8三、样品处理的评价依据三、样品处理的评价依据 目前，样品处理的方法多达数十种。可以说，没有一种处理方法能适合各种不同样品或不同的被测组分。即使同一被测物，如果样品所处的环境不同，也得采用不同的预处理方式。因此在具体操作时，一定要从实际出发，统筹兼顾，才能从众多的方法中选择出切实可行的预处理方法。A9 评价处理方法的选择是否合理，一般应遵循以下准则：所选方法应能最有效地除去测定的干扰组分，否则即使方法简单、快速也不宜采用

8、；待测组分的回收率要足够高；操作简便、省时；尽可能避免使用昂贵的试剂和仪器、以保持成本低廉。对于一些新型高效、简便可靠而自动化程度又很高的样品预处理技术，尽管所需仪器的价格较为昂贵，但因其效率和效益显著，必要的投资还是值得的；对生态环境和人体健康不产生影响，即所选预处理方法少用或不用污染环境或影响人体健康的试剂。对于必须使用的试剂，定要设法做到能循环使用，或使其危害降至最低限度。A10三、样品处理的特点三、样品处理的特点 样品涉及范围极为广泛 对样品的检测能力要求越来越强 形态分析样品成为重要对象 样品处理技术全面进步 A11样品处理的一般原则样品处理的一般原则 前面已提到，原子光谱法样品处理

9、的对象很广泛，除金属、能源、新材料外，还包括大气、水、土及生物圈的有关物料，既有无机成分也有有机成分。尽管各行业领域以及各种分析测试的具体要求各不相同，但得到一个适宜和便于检测的测试对象是共同的要求。为了满足这个共同的要求，需要确定样品处理的一般原则和注意事项，作为样品处理工作的总则。A12一、样品处理的一般原则一、样品处理的一般原则 回收率最高 干扰最小 浓度最佳 费用最省 A13二、样品处理的注意事项二、样品处理的注意事项 样品的一般特征 定性方面 定量方面 样品处理操作过程的特点 注意安全 防止待测成分失真 防止后续操作复杂 A14各类样品的处理和保存各类样品的处理和保存 一、样品的分类

10、一、样品的分类 按物理状态分类 按基体的化学性质分类 按来源或生产行业分类A15各类样品的处理和保存各类样品的处理和保存 一、样品的分类一、样品的分类 冶金和化工类样品 岩石矿物和地球化学样品 生物材料样品 环境样品A16二、样品采集后的处理二、样品采集后的处理 稳定、干燥和保存 在痕量分析中，考虑到基体和分析物的性质，一般采样后要对样品进行适当的稳定性操作； 含水样品（如水果、土壤类样品）在保存的过程中常出现失水。对于此类样品，采样后要尽快进行干燥； 一些特别的样品在采样后需要加入某种试剂以便保存。 A17二、样品采集后的处理二、样品采集后的处理 均化和整分 在痕量分析中，原子光谱分析仅需少

11、量的样品，这就需要从大量样品中取样问题，取样之前需对样品粉碎处理和均匀化。 粉碎的过程中注意样品不要污染。 粉碎前有些样品可能需要冷冻和干燥处理。A18二、样品采集后的处理二、样品采集后的处理 对所有实验工具的材料和药品的要求 对实验工具材料的要求 对化学药品的要求A19三、各类样品的处理和保存三、各类样品的处理和保存 气体样品的处理和保存 水和液体样品的处理和保存 岩石、土壤及废渣样品的处理和保存 金属及有关矿物样品的处理和保存 非金属材料及化工制品的处理和保存 化石燃料样品的处理和保存 生物及临床样品的处理和保存 A20冶金和化工样品的处理冶金和化工样品的处理 冶金和化工样品主要指人工制成

12、的金属（钢铁、黑色金属、有色金属、贵金属等其它各种金属）、合金材料、半导体材料、石油制品及无机和有机制品等。这类样品的分析通常都有标准方法可查。A21一、无机和有机化工制品一、无机和有机化工制品 钢铁样品：一般采用HCl-HNO3、HCl-HNO3-HClO4、HCl-H2O2等混合酸进行分解，钢铁及高温合金样品也科采用加压溶样和微波消解溶样法处理样品。 在微电子工业，电子电器产品中的化学组成非常复杂，选择ICP或AAS等原子光谱分析时，样品处理可用王水和微波消解法。 ICP-AES测半导体材料中的微量金属元素时选用湿法酸消解和高压酸消解。 对于废塑料样品，可选用湿法灰化和微波消解 对于食品包

13、装材料，当测定样品中的Pb、Ca、Cr、Hg等微量元素时，选用密闭的微波消解和HPA进行消解。 在化妆品的基质中，多数为有机物质，在测定其中的微量元素时，一般先破坏样品中的基质，用湿法消解和侵提法处理。 A22二、石油产品二、石油产品 石油样品的分解方法主要有干法灰化、湿法消化、石油样品的分解方法主要有干法灰化、湿法消化、萃取浓缩、压力溶解消解、萃取浓缩、压力溶解消解、MW及高频低温灰化及高频低温灰化等，有时也有用合适溶剂溶解样品后再进行测定。等，有时也有用合适溶剂溶解样品后再进行测定。 干法灰化法：适用于原油、重油、沥青及渣油等干法灰化法：适用于原油、重油、沥青及渣油等样品的分析；样品的分析

14、； 湿法消解：适用于消解重油样品中的有机基体；湿法消解：适用于消解重油样品中的有机基体； 加压溶样：适用于用原子光谱分析石油及添加剂、加压溶样：适用于用原子光谱分析石油及添加剂、重油及催化剂中某些含量较高的金属元素；重油及催化剂中某些含量较高的金属元素； 萃取、浓缩、分离方法：适用于处理轻油样品等。萃取、浓缩、分离方法：适用于处理轻油样品等。A23岩石和矿物样品的处理岩石和矿物样品的处理 岩石矿物组成非常复杂，岩石样品分析中最困难的问题是样品的分解，尤其是分解含硅酸盐岩石的试样。 分解硅酸盐类样品通常有酸溶法和碱溶法。A24一、酸溶法一、酸溶法 酸溶法是指用氢氟酸为主的混合酸分解硅酸溶法是指用

15、氢氟酸为主的混合酸分解硅酸盐类矿物样品，可以直接测定除硅元素酸盐类矿物样品，可以直接测定除硅元素以外的其它所以成分。以外的其它所以成分。 分解岩石矿物类样品多用混合酸进行。分解岩石矿物类样品多用混合酸进行。 岩石矿物样品的处理通常在铂金皿（埚）岩石矿物样品的处理通常在铂金皿（埚）中进行。中进行。A25二、碱溶法二、碱溶法 碱溶法是指用碳酸钠或氢氧化钠熔融分解碱溶法是指用碳酸钠或氢氧化钠熔融分解岩石矿物类样品，其特点是可以测定样品岩石矿物类样品，其特点是可以测定样品中硅的含量。中硅的含量。 碱溶法通常会给样品溶液带来坩埚材料和碱溶法通常会给样品溶液带来坩埚材料和熔剂盐类成分，注意影响测定结果准确

16、度。熔剂盐类成分，注意影响测定结果准确度。 碱溶法需注意实验安全。碱溶法需注意实验安全。A26三、多种方法的结合三、多种方法的结合 实际工作中，常将酸溶法、碱溶法与其它实际工作中，常将酸溶法、碱溶法与其它技术联用。技术联用。A27环境样品的处理环境样品的处理 环境样品通指大气、各种水体、固体物质（沉淀物、淤泥及废渣）的样品。 原材料类样品、岩石矿物类样品其实也属于环境类，因此前面所列的样品处理在环境类样品处理方法中同样适用。A28一、大气一、大气 浓缩取样是让要采集的空气通过吸附剂或浓缩取样是让要采集的空气通过吸附剂或吸收液，将有害物质集中在某一体系内待吸收液，将有害物质集中在某一体系内待测。

17、测。 液体吸收：溶液吸收法是采集大气中气态、液体吸收：溶液吸收法是采集大气中气态、蒸气态及某些气溶胶污染物的常用方法。蒸气态及某些气溶胶污染物的常用方法。 固体吸收：固体吸收剂主要有涂布了不同固体吸收：固体吸收剂主要有涂布了不同试剂的滤纸、脱脂棉、经过化学改性的各试剂的滤纸、脱脂棉、经过化学改性的各种纤维和高聚物粉末等。种纤维和高聚物粉末等。A29二、水二、水 水样有天然水（包括河水、湖水、海水、水样有天然水（包括河水、湖水、海水、地下水）、生活用水（包括饮用水、工业地下水）、生活用水（包括饮用水、工业用水、灌溉用水）和排放水（包括工业废用水、灌溉用水）和排放水（包括工业废水、城市污水）。水、

18、城市污水）。 水样的处理主要指污水和废水的采集、过水样的处理主要指污水和废水的采集、过滤和储存。滤和储存。 采集的水样如不能立即分析，需要采取有采集的水样如不能立即分析，需要采取有效措施进行预处理，以免水样中待测元素效措施进行预处理，以免水样中待测元素的浓度或存在状态发生变化。的浓度或存在状态发生变化。A30三、固体物质三、固体物质 固体物质因存在基体效应对原子光谱分析固体物质因存在基体效应对原子光谱分析环境样品中微量元素有影响。环境样品中微量元素有影响。 土壤分析是农业、环境和地方病研究的重土壤分析是农业、环境和地方病研究的重要内容。要内容。 废渣是一大类固体污染物的总称，其成分废渣是一大类

19、固体污染物的总称，其成分随行业、工艺过程、渣的形成方式和存放随行业、工艺过程、渣的形成方式和存放历史而异。历史而异。 难溶物及沉积物：难溶物及沉积物：MW消解常用于处理沉淀、消解常用于处理沉淀、土壤和矿泥等环境样品。土壤和矿泥等环境样品。A31生物样品的处理生物样品的处理 由于生物样品中的无机元素常与一些有机物质结合在一起，因此在测定这些无机成分的含量时，需要在测定前破坏其有机结合体，使被测组分释放出来。 样品的消解方法应根据分析物的种类和浓度、生物基体的种类、样品的数量和所用仪器的类型等进行选择。 根据分析的目的和样品的特征采用干灰化、湿法灰化、微波消解法。A32一、干法灰化一、干法灰化 分

20、析食品、土壤、生物材料和有机物含量较多的水样中的无机物时，需要先将样品中的有机物破坏或分解。干灰化法是常用的无机化处理方法。用干灰化法处理食品及生物样品不但较为简便，适用于批量样品的分析，而且无需加入大量可能导致干扰测定的试剂，有利于降低空白值。按照灰化方式不同，可将干灰化法分为高温分解法和低温灰化法。A33 1、高温分解法、高温分解法 根据样品的种类、待测组分的性质及实验目的不同，该法大致可分为常压高温分解法、高压高温分解法和氧瓶燃烧法。 常压高温分解法：常压高温分解法：将经粉碎或匀浆的样品置于铂、镍、银或瓷坩埚中，先在一定温度下干燥并炭化，再置于高温电炉中灼烧至样品灰分呈白色或浅灰色，经溶

21、解、定容供分析测定用。 对样品进行干灰化处理，一般无需添加试剂。有时为了促进样品分解或抑制待测组分挥发损失，可在试样中加入助灰化剂。常用的助灰化剂有硝酸、硫酸、磷酸二氢钠、氧化镁、硝酸镁、氯化钠等。在常压干灰化过程中助灰化剂可发挥多种作用。其一加入硝酸、硝酸镁、硝酸铝、过氧化氢等可加速对样品中有机物的氧化；其二，加入某些助灰化剂，能与样品中髭易挥发待测组分生成难挥发的物质。例如，当样品中含有的待测组分为易挥发的砷，加入硝酸镁后，可生成难挥发性的焦砷酸镁（Mg2As2O7）而避免了待测砷的损失；其三，在样品中加入氧化钙，氧化镁，可以使待测金属与坩埚壁隔绝，减少吸留带来的损失，同时也能起到一定的分

22、散疏松作用，使样品不结块，更有利于灰化；其四，样品在干灰化过程，有些碱性灰分会加剧吸留损失，如加入少量硫酸、磷酸或其它高沸点助灰化剂，可中和灰分中的碱性组分。A34 有的助灰化剂兼具多种作用。例如硝酸镁不但能起固定作用，而且可起氧化作用，还能起稀释疏松作用。使用时，一定要注意助灰化剂的纯度，以免将杂质引入待测样品中。 高压干灰化法高压干灰化法 常用高压干灰化法在氧弹中进行。 氧瓶燃烧法氧瓶燃烧法A35 2 低温灰化法低温灰化法 （二）湿消化法（二）湿消化法 湿消化法利用适当的酸、碱与氧化剂、催化剂一道与样品煮沸，将其中的有机物分解。湿消化法常用的氧化性酸为硫酸、硝酸、高氯酸；常用的氧化剂有过氧

23、化氢、高锰酸钾；常用的催化剂有硫酸铜、硫酸汞、五氧化二钡、氧化硒等。大多数样品与氧化性强酸煮沸后，其中的有机物被分解为CO2和H2O而被除去以各种方式存在的金属组分被氧化为高价态的离子。消化液的组成多种多样，最常见的组合方式有：A36 1、硝酸、硝酸硫酸消化法硫酸消化法 这种混合消化液可用于多数生物样品和混浊污水的处理，但不宜用于消化含有碱土金属的样品。常用硫酸、硝酸的比例为2：5。操作时，先将硝酸与样品混合，加热蒸发至较小体积，再补加硝酸、硫酸加热至白烟冒尽，继续消化，直至溶液无色透明，冷却后用水稀释。若有残渣，应进行过滤或加热溶解。 2、硝酸、硝酸-高氯酸消化法高氯酸消化法 这种混合酸适用

24、于消化含有难以氧化的有机物的样品。这两种酸的氧化能力强，加之高氯酸沸点较高，再难以被氧化的有机物也能被有效破坏。但高氯酸与羟基化合物氧化并冷却后，再加混合酸进行消化。A37 3、硫酸、硫酸-硝酸硝酸-高氯酸法高氯酸法 除了含挥发性元素以外的所有含金属毒物的生物样品均可用这种混合酸消化。用这种混合酸消化时，因硝酸沸点较低，样品中大量有机物先与硝酸反应。随着硝酸的挥发，样品中大部分有机组分被除去。剩下难以氧化的有机物能被高氯酸破坏。由于硫酸沸点很高，可保持于反应器内不被蒸干而有效防止高氯酸的爆炸。 在实际工作中，常可根据不同的样品选择其它行之有效的消化方法。如要快速消化各种生物样品，可用钼酸钠-硫

25、酸-高氯酸法；要快速消化含有各种金属元素的指甲、毛发、血、尿及组织匀浆，可选用锇酸硫酸-高氯酸法等等。A38 碱作为消化试剂在生物样品预处理中也时常得以应用。如用冷原子吸收法测定发汞，可取约10mg剪至1cm的发样置于直形小瓶中，加2ml 450g/L的氢氧化钠溶液和1ml 10 g/L的半胱氨酸溶液，混匀后加热至近沸，将溶液冷至室温，用10 g/L NaCl溶液稀释至100ml，然后取此样品液进行分析。用这种方式消化头发，简便实用。 三、样品处理的新技术三、样品处理的新技术微波溶样技术微波溶样技术 微波消解法（microwave digestion method）这一有效的样品消化技术直到1

26、985年以后才得到快速发展。微波对介质有快速加热升温的特性。微波溶样技术具有许多优点：快速高效，一般只要3-4min便可将样品彻底分解，对食品及生物样品特别有效；消化在密封状态下进行，试剂无挥发损失，既降低了试剂用量，又减少了废酸废气的排放，改善了工作环境；密封消化避免了一些能形成易挥发组分如砷、硒、汞的损失同时降低了环境对试样的氧化作用，有利于对还原型物质的分析测试；用电量少，大大节省了能源。A39原子光谱样品前处理方法总结原子光谱样品前处理方法总结 原子光谱法具有灵敏、快速、选择性高、操作方便等优点，现在被广泛地应用于化工、石油、医药、冶金、地质、食品、生化及环境监测等领域，能测定几乎所有

27、的金属及某些非金属元素。为了使测量的结果有代表性，必须要保证样品均匀的分布在溶液中。所以有许多样品必须要经过前处理才能拿来测定，而不同的样品有不同的前处理方法，同一样品也有多种的前处理方法，选择不同方法的依据就是方便快捷、同时又要尽量减少样品的用量，减少有效成分的流失。样品处理是原子吸收光谱法测定的关键步骤之一，寻找简便有效的样品处理技术，一直是分析工作者的研究的重要课题，在这里我分别列举各种方法，说出它们各自的适用范围，并引用前人分析常见样品的方法为例让大家借鉴参考。A40一、灰化法一、灰化法。 一般使用温度在450-550之间,用来破坏样品中的有机物成分，使之转化成无机形态。例如：钟国辉，

28、索珍等人用此法处理兔肉，然后用东西电子生产的AA7001 型原子吸收分光光度计成功的同时测定了铜、铁、锌、钙、镁的含量。样品前处理步骤如下： 称取动物鲜样（兔肉）12g 于瓷坩埚中，小火炭化，再移入高温电炉中，500下灰化16h,取出、冷却，加浓硝酸-高氯酸（3+1）几滴，小火蒸至近干，反复处理至残渣中无炭粒。以盐酸溶解残渣，移入50ml 容量瓶中，加氯化镧溶液2.5ml 和氯化锶溶液2.0ml （消除磷酸的干扰），加水定溶50ml.同时做试剂空白。这种方法的优点是能灰化大量样品，方法简单，无试剂污染，空白值低,但操作时间长、操作繁琐、对低沸点的元素常有损失.此法可以处理鱼类、水果、肉、蛋、奶

29、等，若分析 Hg、As、Cd、Pb、Sb、Se 等不宜采用法灰化。A41二、二、 酸消解法酸消解法 用适当的酸消解样品基体，并使被测元素形成可溶盐。植物的花叶一般用硝酸，个别的可用HNO3HCLO4，根茎则视其种类需要添加H2SO4或HF,矿物类和动物类大多需用混合酸。例如：叶先伟用HCLHFHCLO4 消解法处理铜钴矿2。步骤如下：准确称取0.10.2g 试样于150ml 聚四氟乙烯烧杯中，加15mlHCL, 5 10ml HF, 3mlHCLO4，上盖表面皿，加热溶解并蒸至白烟冒尽，取下冷却后，加入2mlHCL, 用少量蒸馏水吹洗杯壁和表面皿，加热溶解盐类，冷却，将试液定容在100ml 容

30、量瓶中，同时做试剂空白。此法由于对设备要求低，效果相对好，可以处理大米、中草药、矿石、茶叶，骨骼等几乎所有样品，但不适合处理包含易挥发元素的样品，对环境也有一定的污染。A42三、三、 非完全消化法非完全消化法 此法只要求消化液均匀透明，不要求消化液无色，消化液中含有可溶有机物。因此，消化温度低，用酸少、耗时短、操作简单，是一种快速的样品预处理技术。张宏霞，杜晓燕，梁艳洁等人就是用此法处理人发，然后用AA7000 型分光光度计成功的测定了人法中的钙和镁。样品处理方法如下：捡去样品中杂物，用洗衣粉浸泡8h，洗净，于7585烘干2h,剪碎，充分混均。称取经处理发样0.30g 于50ml 锥形瓶中，加

31、入浓硝酸2.5ml,用玻璃棒压紧发样，置控温消煮炉上，在80130消化56min 后，边摇动烧杯边滴加过氧化氢2.0ml,消化至溶液程透明黄棕色，取下锥形瓶，趁热加入乳化剂OP 溶液2.0ml，摇匀，转入25ml 带塞比色管中，以二次蒸馏水定容，得均匀透明的乳浊液，同时制备空白。并与酸消解法进行比较，发现测定结果一致。此法相对于酸消解法有一定的优势，现在用此法处理螺旋藻胶囊、肉类、人参、环境样品、土壤、烟叶、茶叶方面的文章均有报道。A43四、四、 悬浮液进样技术悬浮液进样技术 该方法保留了固体进样，不必预分解样品，具有简单、快速、干扰少等特点，常用的悬浮剂有甘油、琼脂、黄原胶和 Triton

32、x-100 等，以琼脂的悬浮性能最佳，加热溶于水后形成胶体，具有良好的动力学稳定性。刘立行，张春光用原子吸收测定人参中的金属元素时就是用的这个方法来处理样品，现在引来为大家作参考。步骤如下： 将人参样品洗净，7580烘干，粉碎，过200 目筛。精确称量0.2g 于干燥烧杯中，加琼脂溶液少量，用玻璃棒搅拌使样品润湿并分开，再用琼脂溶液定容，振动1min,即得。此法可被用于调味品、蔬菜、水果、草药、茶叶和土壤的测定。A44五、五、 微波消解法微波消解法 该方法是最近几年发展起来的新方法，具有快捷、高效、简便、节约试剂、空白值低等优点，但是需要配置微波溶样炉。可用于测定多种样品，如烟叶、蔬菜、头发、

33、花生、中成药、土壤，保健品的处理均可采用此法，尤其对于易挥发样元素最适合用此法。其原理是极性分子在微波电场的作用下，以每秒24.5 亿次的速率不断改变其正负方向，使分子高速的碰撞和磨擦而产生高温，同时一些无机酸类物质溶于水后，分子电离成离子，再微波的作用下，作定向移动，形成电流，离子流动过程中与周围的分子和离子发生高速磨擦和碰撞，使微波能转为热能。由于微波消解样品是在全封闭状态下进行的，避免了易挥发元素的损失，因此回收率高、准确性好，也减少了样品的玷污和环境污染。现引用林捷等人用微波溶样技术处理茶叶为例，说明该方法的使用。步骤如下：用食品粉碎机将茶叶样品磨成粉状，精确称取0.500g 于聚四氟

34、乙烯溶样杯中，加入3mlHNO3、2mlH2O2,待反应平稳后，盖上杯盖， 放入工程塑料外套中置于微波溶样炉内， 设置压力从1 3 档（0.5mPa, 1.0mPa, 1.5mPa ）定量梯度加压消解。时间510min 内消化完全，取出消解罐，冷却后开盖，把聚四氟乙烯溶样杯置于120加热板上赶氮氧化物至溶液约1ml。冷却后转移至10ml 比色管中，用少许去离子水冲洗消化杯，洗液并入比色管内，稀释至刻度，摇匀待测。A45六、六、 酸浸提法酸浸提法 用酸从样品中提取金属元素也是样品处理的一种方法，该法操作简便快捷，但不适于含蜡质的样品。刘建荣等用HNO3-H2O2 浸提牙膏中的铅、镉、铜、锶，再用

35、石墨炉法测定就是个例子。具体的处理步骤如下：挤出牙膏样品约1g 于50ml 色管中，加入5mlHNO3，2mlH2O2,放置过夜，次日置于未加热的水浴锅中，先缓慢加热，以防止气泡产生而溢出，待剧烈反应停止后，在水浴中煮沸1h,取出冷却后，定容至25ml,混均后，过滤，滤液用于测定。6用该方法可以从食品或粪便中提取锌、锰等,还可以处理化妆品、保健品等。A46七、高压消解法七、高压消解法 该法不常用，一般用聚四氟乙烯制成容器，具有类似微波炉的特性，置于烤箱或马弗炉加热增压消化样品，温度一般控制在150 以内。其优点也是可有效防止易挥发元素的损失。如用石墨炉原子吸收法测定保健品中的镉时，处理样品的步

36、骤如下：准确称取样品0.50002.0000g 于聚四氟乙烯罐内，加2.004.00mlHNO 3，放置过夜，再加2.003.00mlH2O2(内容物不能超过罐容积的1/3)盖上内盖，然后旋紧不锈钢外套，在恒温箱内于120140放置23h,在箱内自然冷却至室温，将消解液滤入25ml 容量瓶中定容。同时做试剂空白。A47结论结论 酸消化法和微波消化法都是常用较好的方法，在测定不同的样品时应该根据样品的性质和分析的金属元素的性质以及自己的实验条件，采用不同的分析方法。选择不同方法的依据就是方便快捷、同时又要尽量减少样品的用量，减少有效成分的流失。A48微波消解技术及其应用微波消解技术及其应用 溶样

37、是分析化学中最普通的操作步骤之一 ，因为大多数的分析技术需要样品以液体状态进行。 尽管样品溶解既重要又广泛应用，但大多数常用的样品消解方法不仅时间长而且劳动强度大，且在这些方法中，多数要采用象高氯酸那些对实验室工作人员有潜在危险的酸消解方法。 而微波制样技术则是更加先进和现代化的制样技术，它的优点包括以下几个方面 1 可获得在密闭容器内的高温，高压导致的更快的反应速度 2 能消除样品中存在的或在溶样过程中形成的挥发性分子组分中难以控制的痕量元素的损失 3 可以得到相对开口烧杯溶样较低的空白值。A49微波是电磁能，微波能是一种由离子迁移和偶极子转动引起分子运动的非离子化辐射能，但分子结构不变。微

38、波最常用的频率是2450MHz，这是大多数家用微波炉的应用频率。 用微波加热样品的加热方式部分的取决于样品的介质耗散因子。耗散因子是样品的介质损失与样品的介电常数的比值；介电常数是样品阻止微波能通过的能力的量度，损失因子是样品耗散微波能量的量度。当微波能进入样品时，样品的耗散因子决定了样品吸收能量的速率。 在分析样品用量较少时，微波能可以完全穿透样品加热所有的样品液体，从而溶液能很快达到沸点。A50 微波消解使样品准备比常规方法更少试剂、更快、更安全，已得到了广泛的使用。微波显著促进酸混合物加热消化加速效应过程。减少酸的不纯对检测下限干扰。避免操作人员被有毒危险气体伤害。但是由于剧烈的消解反应

39、都是在高压容器中进行的，高压达110bar（1500 psi），高温达350，要求实验人员有基本的微波样品前处理的化学知识和全面安全概念,包括了解容器的材料强度结构和硬件系统的主动安全设计，是设备安全性的另一重要基础。虽然近来出现了以MARS-5 （美国CEM公司）为代表的全面安全设计的新型微波化学仪器，其主/被动措施能依次发挥作用保障安全反应，降低人为操作出现的意外概率，使微波消解实验室操作大为改观。应该说保证操作的高效和安全，硬件的进步并不能替代实验室操作人员掌握相应化学材料和反应过程的热力学知识的必要。 A51样品制备目标和原则样品制备目标和原则 微波技术在分析化学中所涉及的应用领域主要

40、包括：等离子体原子光谱分析、样品消解、样品萃取、有机合成、蛋白水解、脱附、测湿、干燥、分离富集、形态分析和热雾化等。其中无机分析AA,ICP,ICP-MS样品消解前处理和HPLC有机分析的样品萃取最为普遍受分析化学界欢迎. 现在，在生物有机物样品及矿物岩石、矿石、矿渣和玻璃等的痕量元素分析中，常常是从待分析物的溶样开始，绝大多数都要进行化学预处理，要把固体制成溶液，需要分解和破坏样品基体。一般使用原子吸收或发射光谱分析元素时，若样品为水溶液时，通常都可以达到极佳的分析结果。非水溶液也可以分析，但是样品溶液中，高浓度的有机化合物对某元素会引起严重的分析干扰问题。极大部分的样品都无法直接进行固体分

41、析，因此必须先转变成溶液型态。在分析前先经过消化处理的话，大部分情况下都可产生较精确的分析结果。以下为样品消解前处理所应考虑的前提: A521.确定样品消解是否必要： 1）没有样品消解能否分析 2）通过消解样品能否改善分析 2.理想样品制备的进行步骤： 1）将固体和液体样品转化成液体溶液，以避免在测定中阻塞仪器液体传输及雾化系统。 2）破坏所有的有机物质使它不会干扰火焰燃烧或增加背景讯号。 3）把感兴趣的分析物以可检测的浓度保留在溶液中 4）不加任何元素或化合物干扰离子 5）调整样品的粘度和颗粒百分比到分析的最佳条件 A533采用微波消解手段的十大理由: 1）与加热板消化比较时，消化可快倍完成

42、 2）通常采用的2450MHz的微波，只能导致分子（粒子）运动，不引起分子结构变化，从而不会改变消解反应的方向。 3）微波直接向样品释放能量（热是副产物），避免了传统方式(热传导、热对流 ）中能量的损失，提高了能量的使用效率。 4）大多数传统试剂在微波消解中仍然可以使用，因此对大多数的反应操作者无须改变试剂的种类。且用于消化的酸类不会因为其活性成分的蒸发而降低或失去强度。 5）样品的分解可以进行的更精确、彻底。在许多消化程序中可避免过氯酸的使用，因为，如HNO3在微波消化期间，基于消化瓶内压力的缘故，会产生较高的温度而得到较好的消化结果，以取代过氯酸的使用。 6）密闭微波消解可通过提高温度压力

43、协助反应，使反应物在特定温度下发生快速分解，减少分解所需的时间，提高工作效率，对传统方法这是不可能的。 7）挥发元素如：As，Hg等可被保留在消化溶液中，防止挥发造成结果的偏差和对环境的污染。同时也使操作人员避免接触酸雾和有害的气体如：氢氟酸。 8）由于微波消解试剂用量少且密闭，可消除由于空气传播的微粒或渗出现象而导致的样品污染。因此有较低的空白值， 9）最先进的微波消解仪器能够通过磁控管的自动调节，定量的控制微波能量的传递，以此控制分解条件并实现对反应的自动控制。避免了人为操作产生的错误和误差。 10）通过温压控制可以保证消解的质量，保证反应一致的平行性和重复性。 A54微波消解酸选择的一般

44、准则微波消解酸选择的一般准则 HNO3 广泛用于酸消解。能氧化侵蚀金属和有机物质。Au,Pt,Nb,Ta和Zr不能被硝酸溶解。Sn,Sb和W形成不溶性的水合氧化物。能溶解大多数硫化物，UO2和U3O8。在起始反应后，可加入过氧化氢以使消解彻底. 主要用于有机样品如脂肪、饮料、蛋白质、碳水化合物、植物材料、废水和一些颜料和聚合物。也应用于氧化金属广泛用于淋洗土壤样品。 HCl 本身应用不广。 用于溶解弱酸的盐：碳酸盐，磷酸盐和无机氧化物、（如Fe2O3）和铝金属 H2SO4 浓硫酸是有效溶剂，可完全破坏几乎所有的有机物。进行快速脱水炭化沸点：339C，用于有机组织、氢氧化物、合金、金属和矿石。采

45、用玻璃或石英容器可扩大硫酸的适用温度范围。 适合应用于敞口微波消解系统如美国CEM公司的STAR系统采用玻璃或石英容器 A55HCLO3 是一种强氧化剂，可与其他酸不反应的金属反应，也能完全分解有机物然而当热高氯酸与有机物及容易氧化的无机物接触时，则可能产生爆炸，而且高氯酸在微波系统的密闭容器中加热时经历了一个不可逆的分解反应，产生一种气态最终产物造成压力迅速上升，形成潜在的威胁。慎重使用 H3PO4 热磷酸成功的用于那些用盐酸消解时会使某些特定痕量组分挥发损失掉的铁基合金。 磷酸除了可消解铁基合金。还可溶解许多铝炉渣、铁矿石、铬及碱金属。 HBF4 四氟硼酸用于那些需要分解硅酸盐和需高温条件

46、的含有无极肌体的地质样品的消解。在22。7C的密闭容器中其分压仅为5。7atm,不需高压就可得到比氢氟酸更高的温度，且酸并不分解。 硅酸盐、地质样品A56HF 适用于彻底消解含硅样品。与硝酸一起氧化钛、钨、铌、锆 硅酸盐，Ni-Cr合金，硅酸盐矿物 HCl:HNO3（王水） 由于化合不稳定且不好储存，需现配现用。通常的比例是HCl:HNO3,积比，3:1 用于无机物如金和铂的矿物。植物组织和废水也通常用此混合物消解。王水能从硅脉石中滤去金属但不能使其全部溶解。 HNO3:H2SO4 得益于硫酸盐的络合物的形成及高温下脱水和氧化的性质。比例一般体积比1:1。起始反应后加入过氧化氢可使反应完全，但

47、须当液体体积减少至可看到SO2烟雾时才加入。 聚合物、脂肪和有机材料 A57HNO3:HF 比例一般为HNO3:HF体积比1:5, 溶解Ti,W,Nb和Zr(除ZrO2)。 合金、碳化物、氮化物、硼化物、硅酸盐岩石、灰、矿渣和高硅含量的植物材料可用此混合物消解。 HNO3:HCl:HF 通常方法是制成逆王水(HNO3:HCl体积比3:1)，然后再和HF以7:3的体积比混合。另一种比率为HNO3: HCl:HF体积比为5:15:3。 用于消解合金、硅酸盐岩石、灰、矿渣、粘土、玻璃和一些陶瓷。 H2SO4:H3PO4（1:1）氧化铝及耐火材料 A58注意事项： 1. 注意一般使用硝酸，盐酸，氢氟酸

48、无限制。 2. 对于硫酸,磷酸等高沸点酸应在低浓度以及严格温控条件下使用。 3. 反应物未经过预消化，请勿直接使用双氧水消化样品。 4. 应该尽量避免使用高氯酸。 5. 由样品和试剂组成的溶液总体积请勿超过30毫升。 A59禁止随意在密闭系统中操作的物质禁止随意在密闭系统中操作的物质 化学反应中介入以下危险物质和产生爆炸性的原子特征集团时，只意味着爆炸发生的必要条件，而非爆炸的充分条件。因此无论是否选择微波系统进行消解，都应该对此类反应给予严重的关注，其中包括审视微波系统的控制能力和能否降低反应的当量及剧烈程度。 炸药 （TNT，硝化纤维等） 推进剂 （肼，高氯酸胺等） 二元醇 （乙二醇，丙二

49、醇等） 航空燃料 （JP-1等） 高氯酸盐 （高氯酸铵，高氯酸钾等） 乙炔化合物 醚 （熔纤剂-乙二醇苯基醚等） 丙烯醛 酮 （丙酮，甲基乙基酮等） 漆 烷烃 （丁烷，己烷等） 双组分混合物（硝酸和苯酚，硝化甘油或其它有机硝化物） 动物脂肪 （硝酸甘油酯， 和三乙胺，硝酸和丙酮等） A60密闭消解样品量讨论密闭消解样品量讨论 本讨论的样品量限制，均是指密闭微波消化系统而言。因为在密闭容器中进行的高温高压反应速度很快，可能有潜在的危险，其危险因素主要取决于：1）过大的样品量使反应过于剧烈，2）压力罐所能承受的压力较低。3）机器没有反应过程的反馈控制或响应慢、控制能力很差，易引起反应失控。 因此在

50、实验初期务请严格控制样品量，首先使用小量样品以建立消化程序。等到深入了解整个反应的过程后，在有把握的基础上再根据样品的性质适当的放大样品量。才可于较短时间内迅速而安全的完全消化大量样品。 A611.有机样品样品量限制按如下准则： 有机样品 - 应限制到0.5 - 2克物质容器，取决于样品有机物的含量的高低. 如石油属重有机物，安全限不能超过0。5克。对于陌生样品从0.1-0.2克开始逐渐增加到0.5克，这将阻止样品消解过程中过量气体副产物的积累。 密封器皿消化所能使用的最大有机体样品师大约为2.0g。如果样品于密封消化前先行在一开放式的器皿中进行消化处理时，则可能使用较大量的样品。当使用密封的