《样品前处理》PPT课件.ppt
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1、样品前处理样品前处理前言前言n 除少数分析手段如除少数分析手段如X-X-荧光、中子活化、活化源质荧光、中子活化、活化源质谱可直接分析固体样品外,大多数分析方法如原子吸谱可直接分析固体样品外,大多数分析方法如原子吸收光谱法、电化学法、发射光谱法以及比色分析法等收光谱法、电化学法、发射光谱法以及比色分析法等湿法分析,均要把分析的样品首先转变成均匀的溶液。湿法分析,均要把分析的样品首先转变成均匀的溶液。n 有时样品可以不经过预处理直接进行测定,但是有时样品可以不经过预处理直接进行测定,但是在绝大多数情况下,必须经过处理,先制备成样液,在绝大多数情况下,必须经过处理,先制备成样液,然后再进行定量。然后
2、再进行定量。n 消解除去样品中有机成分或从样品中浸提出待测成消解除去样品中有机成分或从样品中浸提出待测成份的方法很多。有份的方法很多。有干法、湿法干法、湿法;有在密闭系统中也有;有在密闭系统中也有在开放系统中;有高压也有在低压下;有用无机的酸在开放系统中;有高压也有在低压下;有用无机的酸碱试剂,也有用有机溶剂等等。碱试剂,也有用有机溶剂等等。n 这些方法各有其特点,应根据样品的待测元素以这些方法各有其特点,应根据样品的待测元素以及实验设备等选用。及实验设备等选用。n 在选用分析方法进行元素分析时,应结合样品的在选用分析方法进行元素分析时,应结合样品的性质、待测元素和定量方法对以下几个问题加以权
3、衡:性质、待测元素和定量方法对以下几个问题加以权衡:如样品预处理过程是否安全?是否对所有的器皿有影如样品预处理过程是否安全?是否对所有的器皿有影响?所用的方法对样品的分解效果如何?所用试剂是响?所用的方法对样品的分解效果如何?所用试剂是否会对定量产生干扰否会对定量产生干扰?是否造成了不能忽略的沾污?是否造成了不能忽略的沾污?预处理的方法能否导致待测元素的损失或产生该元素预处理的方法能否导致待测元素的损失或产生该元素的不溶性化合物等等。的不溶性化合物等等。一、一、消化技术消化技术溶溶 解解 法法熔熔 融融 法法湿湿 法法 消消 解解干干 法法 灰灰 化化金属总量测定的前处理金属总量测定的前处理
4、消化技术消化技术第一节第一节 方法简介方法简介 第二节第二节 仪器设备仪器设备第三节第三节 操作方法操作方法第一节第一节 方法简介方法简介 消化也称消解,它是将样品与酸、氧化剂、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。分解并破坏有机物的一种方法。p样品中微量金属和非金属元素测定样品中微量金属和非金属元素测定p土壤、有机肥料全量养分测定土壤、有机肥料全量养分测定p植物组织全量养分测定植物组织全量养分测定第二节第二节 仪器设备仪器设备 用于样品消化的仪器设备主要有电热板、用于样品消化的仪器设备
5、主要有电热板、马福炉、高温消化炉等马福炉、高温消化炉等。电热板电热板主要用于定量主要用于定量分析煮沸溶液,陈化沉淀、分析煮沸溶液,陈化沉淀、蒸发、干涸等化验作业。蒸发、干涸等化验作业。是化学分析的常用电热设是化学分析的常用电热设备之一。备之一。第二节第二节 仪器设备仪器设备 马福炉马福炉温度较高,温度较高,最高用温度可以达最高用温度可以达950-950-12001200,用于不需要控,用于不需要控制气氛制气氛,只需加热坩埚里只需加热坩埚里的物料的情况的物料的情况。第二节第二节 仪器设备仪器设备 高温消化炉高温消化炉可广可广泛用于谷物、饲料、食泛用于谷物、饲料、食品、水、土壤、化学药品、水、土壤
6、、化学药品等样品的消解。品等样品的消解。第三节第三节 操作方法操作方法一、操作方法一、操作方法二、二、金属总量测定的前处理技术金属总量测定的前处理技术操作方法操作方法熔融法熔融法湿法消解湿法消解干法灰化干法灰化高压消解高压消解微波消解微波消解溶解法溶解法溶溶 解解 法法 对于基体中的主要成分为易溶性矿物质的样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、测定形态。分解用的溶剂可以是单一溶剂如水、
7、单一的酸或碱溶液,也可以是混合溶剂如混合酸、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。酸氧化剂或酸还原剂。熔熔 融融 法法 熔融法也可以称作碱分解法。熔融法是在熔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,使其定量进入溶液或酸浸取,使其定量进入溶液。常用溶剂有常用溶剂有NaNa2 2COCO3 3、NaNa2 2O O2 2、NaOHNaOH、KOHKOH、硼砂硼砂-硼酸、焦磷酸钾等。硼酸、焦磷酸钾等。
8、湿湿 法法 消消 解解 该法也称酸消化法,主要是指用不同酸或混该法也称酸消化法,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化为可测定形态的方法。它在目前实验室工作中占大多数。占大多数。水水 土土壤壤 肥肥料料湿湿 法法 消消 解解多元消解法多元消解法 硫酸硫酸-过氧化氢消解法过氧化氢消解法硝酸硫酸消解法硝酸硫酸消解法硝酸硝酸-高氯酸消解法高氯酸消解法硝酸消解法硝酸消解法硫酸磷酸消解法硫酸磷酸消解法 硫酸硫酸-
9、高锰酸钾消解法高锰酸钾消解法硝硝 酸酸 消消 解解 HNOHNO3 3消解法适用于消解法适用于较清洁较清洁 的水样。的水样。HNOHNO3 3具有氧化性,加热浓具有氧化性,加热浓HNOHNO3 3可氧化分解样品中可氧化分解样品中的有机物质。的有机物质。水质水质 硒的测定硒的测定 石墨炉原子吸收分光光度法石墨炉原子吸收分光光度法水质水质 铅、镉、锌的测定铅、镉、锌的测定 双硫腙分光光度法双硫腙分光光度法应应用用实实例例适用范围适用范围硝酸硝酸-高氯酸高氯酸 消解消解 消煮时消煮时HNOHNO3 3具有强的氧化力,热的浓具有强的氧化力,热的浓HClOHClO4 4是是最强的氧化剂和脱水剂,能将组分
10、氧化成高价态。最强的氧化剂和脱水剂,能将组分氧化成高价态。加热时生成无水加热时生成无水HClOHClO4 4,可进一步与有机质作用,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,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。二氧化硅则脱水沉淀。HNOHNO3 3-HClO-HClO4 4消解样消解样品是破坏有机物比较有效品是破坏有机物比较有效的方法,但要严格按照操的方法,但要严格按照操作程序,防止发生爆炸。作程序,防止发生爆炸。硝酸硝酸-高氯酸高氯酸 消解消解应应用用实实例例有机肥料铜、锌、铁、锰的测定有机肥料铜、锌、铁、锰的测定土壤中硒的测定土壤中硒的测
11、定 原子荧光法原子荧光法食品中铁、镁、锰的测定食品中铁、镁、锰的测定硝酸硝酸-硫酸硫酸 消解消解q 两种酸都有较强的氧化能力,其中两种酸都有较强的氧化能力,其中HNOHNO3 3沸点低,沸点低,而而H H2 2SOSO4 4沸点高(沸点高(338338););q热的浓热的浓H H2 2SOSO4 4具有强的脱水能力和氧化能力,可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;以比较快地分解试样,破坏有机物;q二者结合使用,可提高消解温度和消解效果。二者结合使用,可提高消解温度和消解效果。硝酸硝酸-硫酸硫酸 消解消解 常用的常用的HNOHNO3 3与与H H2 2SOSO4 4的比
12、例为的比例为5:25:2,消解时,先,消解时,先将将HNOHNO3 3加入样品中,加热蒸发至小体积,稍冷,加入样品中,加热蒸发至小体积,稍冷,再加入再加入H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3,继续加热蒸发至冒大量白烟,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,常加入少量过滤。为提高消解效果,常加入少量H H2 2O O2 2。水质水质 铜、铜、总铬总铬 、食品、食品中锗的测定中锗的测定 都可以采用都可以采用此种方法来进行消解。此种方法来进行消解。硫酸硫酸-磷酸磷酸 消解消解 两种酸的沸点都比较高
13、,其中两种酸的沸点都比较高,其中H H2 2SOSO4 4氧化性较氧化性较强,强,H H3 3POPO4 4能与一些金属离子如能与一些金属离子如FeFe3+3+等络合,故二等络合,故二者结合消解样品,有利于测定时消除者结合消解样品,有利于测定时消除FeFe3+3+等离子等离子的干扰。的干扰。试液试液适量适量H2SO4和和5KMnO4 加热煮沸加热煮沸 冷至室温冷至室温滴加盐酸羟胺溶液破坏滴加盐酸羟胺溶液破坏过量的过量的KMnO4 该方法常用于测定汞的样品。该方法常用于测定汞的样品。KMnOKMnO4 4是强氧化是强氧化剂,在中性、碱性、酸性条件下都可以氧化有机剂,在中性、碱性、酸性条件下都可以
14、氧化有机物,其氧化产物多为草酸根,但在酸性介质中还物,其氧化产物多为草酸根,但在酸性介质中还可继续氧化可继续氧化。硫酸硫酸-高锰酸钾高锰酸钾 消解消解 用浓用浓H H2 2SOSO4 4-H-H2 2O O2 2氧化剂消煮植物样品时,其中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,变成的有机物经脱水碳化、氧化分解,变成COCO2 2和水,和水,使有机氮和磷转化为铵盐和磷酸盐,可在同一份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。消煮液中分别测定全氮、磷、钾。肥料中总氮、总磷、总钾的测肥料中总氮、总磷、总钾的测定,样品的消化均采用定,样品的消化均采用H H
15、2 2SOSO4 4-H-H2 2O O2 2消解法进行消解。消解法进行消解。硫酸硫酸-过氧化氢过氧化氢 消解消解多元多元 消解法消解法 为提高消解效果,在某些情况下需要采为提高消解效果,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。具有更强的溶解能力,应用广泛。目的及前提目的及前提多元多元 消解法消解法硝酸硝酸-硫酸硫酸-五氧化二矾消解法五氧化二矾消解法硝酸硝酸-氢氟酸氢氟酸-高氯酸消解法高氯酸消解法硝酸硝酸-硫酸硫酸-高锰酸钾消解法高锰酸钾消解法盐酸盐酸-硝酸硝酸-氢氟酸氢氟酸-高氯酸消解法高氯酸消解法硝酸硝酸-
16、硫酸硫酸-高氯酸消解法高氯酸消解法水质银的测定水质银的测定 火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法 食品中锑的测定食品中锑的测定 食品中锡的测定氢化物原子荧光光谱法食品中锡的测定氢化物原子荧光光谱法 土壤质量土壤质量 总砷的测定总砷的测定 二乙基二硫代氨二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度基甲酸银分光光度 硝酸硝酸-硫酸硫酸-高氯酸消解法高氯酸消解法应应用用实实例例硝酸硝酸-硫酸硫酸-五氧化二矾消解法五氧化二矾消解法食品、化妆品中总汞及有机汞的测定食品、化妆品中总汞及有机汞的测定 冷冷原子吸收光谱法原子吸收光谱法 土壤质量土壤质量 总汞的测定总汞的测定 冷原子吸收冷原子吸收分光光度法分光光度法
17、 应应用用实实例例硝酸硝酸-氢氟酸氢氟酸-高氯酸消解法高氯酸消解法土壤全量钙、镁的测定土壤全量钙、镁的测定 在土壤全钾测定法中,称样量减少为在土壤全钾测定法中,称样量减少为0.1g0.1g,在样品消解完毕时,用去离子水定容,在样品消解完毕时,用去离子水定容于于100ml100ml容量瓶中。土壤中铁、锰的测定中,容量瓶中。土壤中铁、锰的测定中,样品的消解也可以采用样品的消解也可以采用HNOHNO3 3-HF-HClO-HF-HClO4 4消解法。消解法。应应用用实实例例硝酸硝酸-硫酸硫酸-高锰酸钾消解法高锰酸钾消解法土壤质量土壤质量 总汞的测定总汞的测定 冷原子吸收分光光度法冷原子吸收分光光度法
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