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樣品(pǐn)消解方麵有著專業(yè)的知識、設備及(jí)消(xiāo)解(jiě)配套方案,方便廣大用戶實驗,提高實驗工作效率。
在消解金屬樣品中使(shǐ)用較為廣泛的酸(試劑)是HNO3、HCl、HF、HClO4、H2O2等,這些試劑在濕法消解(jiě)中使用的最多,各(gè)大酸體係都有著(zhe)國家消解標準(zhǔn),但然(rán)不同的酸體係(xì)搭配對(duì)樣品的消(xiāo)解都有不同的效果,消(xiāo)解過程還可(kě)以選擇如(rú):
實驗電熱板、
全自動石墨消解儀等設(shè)備,總之用戶(hù)可以(yǐ)結合自身的實驗條件(jiàn)選擇合適的體(tǐ)係(xì)及設備。
一、金屬樣品消解過程常用的(de)酸有哪些?
1、HNO3硝酸(比重1.42,70%水溶液(yè),w/w)
在常(cháng)壓下的沸點為120℃。在0.5MPa下,溫度可達176℃,它的氧(yǎng)化電位顯著增大,氧化性增(zēng)強。能對無機物及有機物進行(háng)氧化作用。金屬和(hé)合金可用硝酸氧化為相應的(de)硝酸鹽,這些硝酸鹽通常易溶於水。部分金屬元素,如(rú)Au、Pt、Nb、Ta、Zr不被溶解。Al和Cr不易被溶解。硝酸可溶解大(dà)部分的硫化物。
硝(xiāo)酸(suān)消化的主要有機樣品有:飲料、植(zhí)物、廢水、聚合物等。
2、HCl鹽酸(1.19,37%),沸(fèi)點110℃
HCl不屬於氧化(huà)劑,通常(cháng)不(bú)用來消解有機物(wù)。HCl在(zài)高壓與較高溫度下可與(yǔ)許多矽酸鹽及(jí)一些難溶氧化物、硫酸鹽、氟化物作用,生成(chéng)可溶性(xìng)鹽。許多碳酸鹽、氫氧化物、磷酸鹽、硼酸鹽和各種硫化物都能被鹽酸溶解(jiě)。
圖2
3、HClO4高氯酸(72%),沸點130℃
是一種強氧化(huà)劑,能徹底分解有機物。但高氯酸直接與有機物接觸會發生爆炸,因此,通常都與硝酸組(zǔ)合使用(yòng)。或先加入HN03反應一段(duàn)時間後再加入HC104。HC104大都在常壓下的預處理時使用,較少用於密(mì)閉消解中,要慎(shèn)重使用。
4、H2O2雙(shuāng)氧水(30%),沸點107℃
過氧化氫的氧化能力隨介質的酸(suān)度增加而增加。H202分解產生(shēng)的高能態活性氧對有機(jī)物質的破壞特別(bié)有利。使用時通(tōng)常先加HN03預處理(lǐ)後再加(jiā)入H2O2。
5、HF氫氟酸(38.3%),沸點112℃
在密閉容器中達180℃,會產生約0.8Mpa的分壓,能有效地使矽酸鹽變成可揮發的SiF4,而留下其他要測量的元素。
少量HF與其他酸(suān)相結合(hé)使用,可有效地防(fáng)止樣品中待測元素形成矽(guī)酸鹽。
6、HPO4磷酸(1.71,85%),沸點158℃
磷酸有較低的蒸(zhēng)氣(qì)壓,在0.8MPa時溫度可達240℃。熱HP04適用於消解那(nà)些用HCl消解時會(huì)使某些特(tè)定痕量組分揮發損失的鐵基合金,磷酸還(hái)可溶(róng)解鉻礦、氧(yǎng)化鐵礦、鋁爐渣等。
在消解時,常常采用兩種或兩(liǎng)種以(yǐ)上的酸組合(hé)(混合)使用,消解效果更好。常使用的混合酸有以下幾種:
6.1、王水,HCl:HNO3=3:1v/v
王水需現配現用。王水可用來溶(róng)解許多金屬和合金,其中包括(kuò)鋼(gāng)、高溫合(hé)金鋼、鋁合金、銻、鉻和鉑族金屬等。植物體與廢水(shuǐ)也常使用它來進行消化(huà)。王水可從矽(guī)酸鹽基質中酸洗(xǐ)出部分金屬,但無法有效的加以完全溶解(jiě)。除王水外,硝酸和鹽酸還常以另外(wài)的比例混合在一起使用,所謂的勒福特(Lefort)王水,也叫逆王水,是三份硝酸與一(yī)份鹽酸的混合物。
可用來溶解氧化硫和(hé)黃鐵(tiě)礦。
6.2、HN03:H2S04,常用的比例為1:1(v/)
這種混酸的最高溫度僅(jǐn)比(bǐ)單純HN03時的最高溫度高10℃左右。高溫條件下,易於形成(chéng)硫酸(suān)鹽絡合物,還具有(yǒu)脫水和(hé)氧化的性質。通常在完成最初的消化後,可加入H2O2以完成消化。但是,隻(zhī)有當(dāng)液量減少且冒S02氣體後才能(néng)添加H202。用它消(xiāo)解的樣品有:聚合物、脂肪及有機物質。
6.3、HN03:HF,常用(yòng)比例為5:1(v/v)
用其他方法很難處理的一些金屬和合金,能與這(zhè)種混(hún)合酸反應而被溶解。這種混合酸(suān)對於溶解金屬鈦、铌、鉭、鋯、鉿、鎢(wū)及其合金特別有效,也可用來溶解錸、錫及錫(xī)合(hé)金、各種碳化物及氮化物、鈾及鎢礦石、硫化物礦石及各種矽(guī)酸鹽。
6.4、H2S04:H3P04,常用(yòng)的比(bǐ)例(lì)為1:1(v/v)此種混合酸可在低壓下產生極高的溫度,因此要(yào)小心使用。H3P04的作用是充當助溶劑。用於消解陶瓷,尤其是一些含鋁高的陶瓷和耐火材料等。
6.5、HN03、HCl、HF混酸
先配(pèi)製王水(HCl:HN03=4:1,v/v),再將王水:HF=7:3(v/v)配(pèi)製。或者以HN03:HCI:HF=5:15:3配製(v/v)。這(zhè)種混酸適用於消(xiāo)解合金、矽酸鹽、岩石、熔渣、沸石、玻璃、陶瓷等。
7、H2S04硫酸(1.84,98.3%),沸點338℃
硫酸是許(xǔ)多有機組織、無機氧化物、合金、金屬(shǔ)及礦石等的(de)有效(xiào)溶劑。它幾乎可以破壞所有的有機物。但在密閉消解時要嚴格(gé)監控反(fǎn)應溫度,因為濃H2S04在達到(dào)沸點(diǎn)溫度時可能熔化聚四氟乙烯內罐,濃H2S04的(de)沸點是338℃,而聚(jù)四氟乙烯的使用溫度不能超過240℃。所以,一(yī)般不(bú)單獨用H2S04,而(ér)是與HN03一起組合使用。
不同酸的搭配(pèi)可(kě)以有(yǒu)效快速對樣品中的特定元素進(jìn)行消解測定,金屬樣(yàng)品消解(jiě)常見應用有金屬製造、金屬礦石冶煉等。
二、了解完酸後,再告訴你(nǐ)7個黑色金屬樣品前處(chù)理方法
方法一王水
稱取0.1~0.2克樣品置於100ml兩用瓶中,加入(rù)30ml稀王水(1+2),放置實驗(yàn)電熱板低溫加(jiā)熱,至完全溶解,用少量水(shuǐ)衝洗瓶壁,加熱煮(zhǔ)沸,冷卻至室溫,稀釋至(zhì)刻(kè)度,搖勻後幹過濾,待測(cè)。(中、高C、W、Nb材料(liào)除(chú)外)。
方法二王水+HF酸
稱取0.1~0.2克樣品置於可以密封的聚四氟乙烯或聚乙烯(xī)瓶中,加(jiā)入10ml王水和10滴HF酸(suān)迅速密封好,於60-70℃的水浴中加熱,直到完全溶解,然後流水冷卻至室溫,轉移至100ml聚乙(yǐ)烯容量瓶中(zhōng),稀釋至刻度,搖勻後幹(gàn)過(guò)濾,待測(cè)。(需配耐氫氟酸進樣係統)
方法三王水+硫磷水混合酸+硝酸
稱取0.1~0.2克樣品置於200ml錐形杯中,加入10ml王水放置實驗陶瓷加熱板進行加熱至溶解,然後加入14ml硫磷水混合酸(1+1+2),繼續加熱直冒白煙,滴加硝酸直至碳化物被氧化完全,稍冷,沿杯壁加(jiā)入30-40ml水,搖勻,加熱溶(róng)解鹽類,冷卻至室溫,轉移至100ml容量瓶中,稀釋至刻度(dù),搖勻後幹過濾,待測。(此方法不能用於(yú)測定Si,而且由於磷(lín)酸的存在影響P的測(cè)定)
方法四硫硝+硫酸銨(ǎn)+二氧化錳+亞(yà)硝(xiāo)酸鈉
稱取(qǔ)0.1~0.2克樣品置於(yú)150ml錐形瓶中(zhōng),加入85ml硫硝混合酸(50+8+942)加熱溶解,然後加入lg過硫(liú)酸銨(ǎn)放置HT-300實(shí)驗陶瓷電熱板繼續低溫加熱,待試樣溶解完全後,煮沸2-3分鍾,若有二氧化錳沉澱析出,滴加數滴(dī)1%亞硝酸(suān)鈉溶液,煮沸1分鍾,冷卻(què)至室溫,轉移至100ml容量瓶中,稀釋至刻度,搖(yáo)勻(yún)後幹過濾(lǜ),待測。
方法五鹽酸+硝酸+檸檬酸
稱(chēng)取0.1~0.2克樣品置於150ml錐形瓶中,加入25毫升鹽(yán)酸加熱至接近沸騰,再加入5毫升(shēng)硝酸放置DS-360石墨消解儀低溫加熱(rè)溶解半小時,如果樣品含(hán)鎢高時在溶解後的溶液中加入5-10毫升30%的檸檬酸,稀釋定容待測。
方法六(liù)硝酸+HF酸
稱取(qǔ)0.1~0.2克樣品置於150ml聚四氟乙烯燒杯中,加入15毫升硝(xiāo)酸邊搖動邊加入3-5毫升氫氟酸,直到式樣完全溶解,加入10毫升高(gāo)氯酸於HT-300實驗電熱(rè)板上加熱到冒白(bái)煙,繼續(xù)濃縮到(dào)體積約3毫升,取下冷卻,加入(rù)30毫升熱水溶解鹽(yán)類(lèi),用定量濾紙過濾到100毫(háo)升容量瓶中,溫水洗滌後定溶待測。
方法(fǎ)七酒石酸+鹽酸
稱取2克(kè)樣品,置於1克酒石酸的100毫升三角瓶中。加(jiā)硝酸10毫升,鹽酸5毫升溶解,冷卻,稀釋至刻度。
金屬消(xiāo)解方法(fǎ)對應表
矽鐵中雜質分析測定實例
稱取0.5000g的樣品,置於120ml鉑金皿中,加入15毫升硝酸,搖勻(yún),小心滴加氫氟酸至樣品溶解清亮,用水衝洗皿壁,加入5毫升高氯酸,放置石墨消解(jiě)儀中(zhōng)消解孔繼續加熱至冒高氯酸白煙取下(xià),冷卻,用水衝洗杯壁,然後繼續加熱蒸發至近幹,取下冷卻。加入15毫升(1+1)鹽酸,用少量(liàng)水衝洗四壁,加熱溶解鹽類取下冷卻,轉(zhuǎn)移到100毫升容量瓶,稀釋定容,搖勻後待測。
三、有色金屬及其它樣品前處(chù)理消解方(fāng)法
有色金屬在各行各業的應用非常廣泛,例如飛(fēi)機、導彈(dàn)、火箭、衛星、核潛艇等(děng)尖(jiān)端武器以及原子(zǐ)能、電(diàn)視、通訊、雷達、電(diàn)子計算機等等。不同的成分組成分類出不(bú)同的合金材料,對材料的元素成分檢測一般采用直讀光譜儀、ICP-MAX、波譜等設備,檢測方法通常分為有損檢測與無損檢測,而有損檢測通常為化學分析。
化學分析前則需要(yào)對樣品進行前處理消解,不(bú)同的樣品通過不同的酸體係處(chù)理後再進行分析測定元素組成。文章中分(fèn)享七種酸消解方法,針對(duì)檢測不同的(de)對象可以選擇適合(hé)的方法。
一(yī)、有色金屬前處(chù)理方法
前處(chù)理方法一
稱(chēng)取一定量(liàng)的樣品(視樣品含量(liàng)高低而定),置(zhì)於(yú)100ml兩用(yòng)瓶中,加入20ml硝酸(1+1)采用實(shí)驗電(diàn)加熱板低溫加熱,至完全溶解,用(yòng)少(shǎo)量水衝洗瓶壁,加熱煮(zhǔ)沸,冷卻至室溫,稀釋至刻度,搖勻,(若有不溶物幹過濾)待測。
前(qián)處理方法二
稱(chēng)取一定量的樣品(視樣品(pǐn)含量高低而(ér)定),置於100ml兩用瓶中,加入20ml混合酸(3份(fèn)硝(xiāo)酸+1份鹽(yán)酸+4份水)低溫加熱,至完全溶解(jiě),用少量水衝洗瓶(píng)壁,加熱煮沸,冷卻至室溫,稀釋至刻度,搖勻,(若(ruò)有不(bú)溶(róng)物幹過(guò)濾)待測。
前處理方法三
稱取一定量的樣品(視樣品含量高低而定),置於100ml兩用瓶中,加入20ml混合酸(6份硝酸+1份鹽酸+7份水)低溫(wēn)加(jiā)熱,至完(wán)全溶解,用少量水(shuǐ)衝洗瓶壁,加熱煮沸,冷卻至室溫,稀釋至刻度,搖勻,(若有不溶物幹過濾)待測。
前(qián)處理方法四
稱取一定量的樣品(視樣品含(hán)量高低而定),置於100ml兩用瓶中,加入20ml硝酸(1+1)采用電熱板低溫加熱,至完全溶解,用少量水(shuǐ)衝洗(xǐ)瓶壁,加熱煮沸,冷卻至室溫,稀釋至刻度,搖勻,(若有不溶(róng)物幹過濾)待測。
前處理方法五
稱取一定量的樣品(視樣品含量高(gāo)低而定),置於100ml聚四氟乙烯燒杯中,加入10mlNaOH溶液(20%),放於陶瓷加熱板上加熱溶解直至不再反應,滴加幾滴過氧化氫,然後轉移到盛有20mlHCL溶液(1+1)的(de)100ml聚四氟乙烯燒杯中,若有黑色氧化(huà)物,滴加過氧化(huà)化氫(qīng)並加熱,使之(zhī)完溶(róng)解,冷(lěng)卻後,轉移至入100ml容量瓶中,稀釋至刻(kè)度,搖勻後待測(cè)。
前處(chù)理方法六
稱取一定量的樣品(pǐn)(視樣品含量高低(dī)而定),置於(yú)100ml聚四氟乙烯燒杯中,加入(rù)10ml硝酸(suān)加熱(rè)溶解,滴加數滴HF酸直至反應完全,用少量(liàng)水衝洗杯壁,搖勻,冷卻至室溫,轉移到100ml聚四氟乙烯容量瓶中,稀釋至刻度,搖勻後待測。(需配耐氫氟酸係統)
前處理方法七
稱取一定量的樣(yàng)品(視樣品含量高低而定),置於100ml聚四氟乙烯燒杯(bēi)中,加入20ml硫酸溶液(1+1),放於陶瓷(cí)加熱板上加熱溶解直至不再反應,滴加幾滴硝酸氧化,稍冷,用少量水衝洗杯壁,搖勻,冷卻至(zhì)室溫,轉移到100ml容量瓶中,稀釋至刻(kè)度,搖(yáo)勻後(hòu)待測。
不同合金對應消解方法表
二、其它(tā)樣品檢測方法
1、堿(jiǎn)金屬熔融(róng)分解法
堿金屬熔融分解法主要由於地質矽酸鹽、陶瓷、耐火(huǒ)材料、金屬、合金等領域。主要的熔劑(jì)有偏硼酸(suān)鋰(LiBO2)、四硼酸鋰(Li2B4O7)、碳酸鈉(Na2CO3)、氫氧化鈉(NaOH)、過氧化鈉(Na2O2)等。氧化經熔融後,熔(róng)塊水提取並用酸酸化,其優缺點已在前(qián)麵論述(shù)。以下(xià)介紹幾種熔融分解的方法。
A)偏硼酸鋰熔融(róng)分解試樣
稱取0.1g試樣於石墨(mò)或鉑金(jīn)坩堝中,加0.5gLiBO2,於(yú)1000℃馬弗爐中熔融5-10分鍾。冷卻後用50毫升5%硝酸提取。用(yòng)5%硝酸定容至100毫升(shēng)。
B)用碳酸鈉熔(róng)融(róng)分解試樣
稱取0.1g樣品(矽(guī)酸鹽(yán))於鉑金坩堝中,與1g無水碳酸鈉充分(fèn)攪拌,麵上鋪(pù)一層無(wú)水碳酸鈉,放於950-1000℃馬弗爐中熔(róng)融40分鍾。冷卻後用(1+2)HCl提取。
C)用過氧化鈉熔融分解(jiě)試樣(yàng)
稱取0.2g樣品(矽酸鹽)於鎳坩堝中,與2gNa2O2和1gNa2CO3充分攪拌搖均。放於950-1000℃馬弗爐中熔融10-20分鍾。取下稍冷,浸泡於裝有適當(dāng)熱水的塑料杯中,熱水衝洗幹淨坩堝。邊攪拌邊緩慢加入(rù)25毫升(1+1)HCl,滴加幾(jǐ)滴雙氧水(shuǐ)直到溶(róng)液清亮(雙氧水的(de)量控製到一致)。轉移到200毫(háo)升容量瓶(píng)中,流水冷卻至室溫,用(yòng)水稀釋到刻度。準確分取10毫(háo)升於200毫升容量瓶,加入10毫(háo)升(1+1)HCl,稀釋定(dìng)容,待測。
2、工業矽中(zhōng)的成分測定
稱取0.5000g的樣品,置於250m聚四氟乙(yǐ)烯燒杯中,用少量純水潤濕,加入10ml氫氟酸,緩慢滴加硝酸(suān)(1+1)至試樣基本溶解,置於電熱板上加熱15分鍾後取下,加入(rù)5毫(háo)升高(gāo)氯酸,繼續加熱至冒高氯酸白煙取下,用水衝洗杯壁,再加熱蒸發至近幹,取下。加入5毫升(1+1)硝酸,用少量水衝洗四壁,加熱溶解鹽類取下冷卻,轉移到100毫升容量瓶,稀釋定容,搖勻後待測(cè)。
3、電解錳的成分測定
稱取1.0000g的樣品,置於250m燒杯中,用少量純水潤濕,蓋上表麵皿,緩慢加入20ml濃硝酸,加熱使樣品完全溶解,加入15毫升高氯酸(suān),加熱至冒白煙,在高氯酸白煙蒸(zhēng)汽沿燒杯壁呈回流狀態下保持15分鍾左右,取下。稍冷後,加入約30毫升(shēng)溫水溶解(jiě)鹽類。滴加亞硫酸氫(qīng)鈉(10%)溶液使二氧化(huà)錳等分解(jiě)。用中性(xìng)濾紙過濾於250毫升容量瓶(píng)中,用溫水洗滌到無酸性,冷(lěng)卻至室溫,用(yòng)水定容。
4、電解鉛中的雜質測定
稱取5.g左右的(de)樣品,置於250m燒杯中,緩慢加入70ml(1+2)的稀硝酸,緩慢加熱溶解。待溶解(jiě)完畢後轉移溶液到100毫升容量(liàng)瓶中,加入10毫升濃鹽酸沉澱處理基體鉛,定容後靜置澄清,取上層(céng)清液分析測定。
5、鉻中的成分測定
稱取1.0000g的(de)樣品,置於250m燒(shāo)杯中,用少(shǎo)量純水潤(rùn)濕,蓋上表麵皿,加入(rù)15毫升高氯酸,加熱分解,待基本溶解(jiě)後,繼續蒸發約10分(fèn)鍾使其冒白煙,取下稍微冷卻,加入約50毫升溫水溶解鹽類,定(dìng)量濾紙過濾到100毫(háo)升容量瓶中,溫水洗滌後(hòu)定溶待測(cè)。
6、矽(guī)鐵中(zhōng)的矽分析
稱取研細(xì)的矽鐵試樣(過200篩選)0.1克,置於鉑金皿中,加入(1+1)硫酸4毫升,氫(qīng)氟酸(suān)(40%)15毫升,然後仔細滴加硝酸(1+1)6毫(háo)升。待激烈反應過後,低(dī)溫加(jiā)熱(rè)至試樣完全(quán)溶解(如有未分解的試樣,補加HF5毫升,濃硝酸10毫升)。待溶液清亮後,繼續加熱蒸發至近幹。然後(hòu)加入鹽(yán)酸(1+1)5毫升,加熱至殘渣完全溶解。轉(zhuǎn)移入100毫升容量瓶定(dìng)容,然後分取10毫升到100毫升容量瓶定容,分析測定。
7、稀(xī)土元素樣品處理
樣品經堿(過氧化鈉)熔融後,加(jiā)入適量的三乙醇胺溶液(yè)和EGTA溶液,加熱煮沸(fèi)溶解熔塊。過濾後用(yòng)鹽酸溶解稀土氫氧(yǎng)化物沉澱。然(rán)後用適量的1.25mol/L鹽酸洗提(tí)Al、Ca、Mg等雜質,並棄去。最後用一定量的(de)3.5mol/L鹽酸(suān)洗提稀土元素,最後定容分析。
8、測定工業镓雜質含量
將試料0.5g置於(yú)聚四氟乙烯燒杯中,加入2mL硝酸(suān),蓋(gài)上表皿,置於電熱板上溫熱使試樣分散後取(qǔ)下(xià)。加入5mL鹽酸,待劇(jù)烈反應停止後,將燒杯置於電熱板上(shàng)加熱使試樣完全溶解。將地(dì)熱板溫度升高至約160℃,濃縮溶液體積至(zhì)約為1mL。取下燒(shāo)杯,用約(yuē)5mL去離子水衝洗表皿及杯(bēi)壁,冷卻。用去離子水定容於50mL的PP刻度管(guǎn),混勻。隨同試料做空白試驗。
歐洲ROHS指令樣品測定實例測試塑膠中總Cd含量範圍在10ppm-3000ppm。但不適合於多氟化塑(sù)膠材料。
1、硫酸和雙氧水混合物的濕式消解方法
準備至少2g均勻同(tóng)質的樣品(pǐn)備於分析。將樣品(pǐn)剪(jiǎn)小成小片,每一(yī)片不大於0.1g。稱取大約0.5g測試樣品(pǐn),精確度為mg,放入消解(jiě)設備(bèi)中,執行重(chóng)複兩份的分析。將(jiāng)燒杯防於加熱平(píng)板,加入10mL硫酸,加熱(rè)到一個較(jiào)高的溫度來消(xiāo)解和炭化有機物質。當產生白色煙霧的時候,再持續加熱大約15分鍾。將燒杯取(qǔ)下,冷卻大約10分鍾。然後慢慢的加入4個5mL的雙氧水溶液。每次(cì)加入雙(shuāng)氧水(shuǐ)後允許反應平和後再次加入。注意:由於可能有飛濺的(de)可能,任何反應的燒杯(bēi)都必須在加入雙氧水過程中始終保持(chí)加蓋。再次加熱大約十分鍾,然後冷卻大約5分鍾,再加多5mL的(de)雙氧水,重新加(jiā)熱。直(zhí)到不再有有機物質時停止此步驟(zhòu)。冷卻到室溫後,小心用水稀釋。衝洗燒杯,移入100mL的容量瓶。用(yòng)取離子水稀釋到刻度。混合均(jun1)勻。如果此時有不可溶解的(de)物質存在,其可能妨(fáng)礙分析,因此必須使用Membrane濾紙過濾去(qù)除。用同樣(yàng)的(de)方(fāng)式製備試劑空白溶(róng)液。
2、聚合性的或者類似材料,包括薄板,等其他幾種材料
本歐洲標準的本(běn)部(bù)分規定元素Sb,As,Ba,Cd,Cr,Pb,Hg,Se從玩具材料(接觸不到的材料例外)以及玩具材料零件中析出的要求和測試(shì)方法。
樣品製(zhì)備
取得不小於100mg的聚合物或者類似材料的測試部分,避免(miǎn)加(jiā)熱材料,根據下麵的指導。
從材料最薄的交叉部分剪取,以確(què)保測試部分的表麵(miàn)積(jī)盡可能的大。每一測試部分不應被壓縮,且幾何尺寸不(bú)大於6mm。
如果試驗樣品在材質上不(bú)單一,測(cè)試部分必(bì)須從每種不同(tóng)的材料上取得(dé)。每種材料質量要大於10mg。當某一種材料(liào)質量介於10mg到100mg之間,其測試部分的質量應該報(bào)告為:un10e),相關元素計(jì)算定量時以測試材料用到100mg計算。
測試步(bù)驟
使用合(hé)適體積的容器,用50倍其(qí)質量的0.07M的鹽酸溶液混合測試材料部分,溫度為:37度正負2度。如(rú)果測試部分的材料為10mg到100mg之(zhī)間,則在37度正(zhèng)負2度用(yòng)5.0mL的0.07M的鹽酸混合。搖晃1分鍾,檢查混合物的酸度,如果pH大(dà)於1.5,則(zé)逐滴加入2M左右的鹽(yán)酸,同時搖晃,直到pH達(dá)到1.0~1.5之(zhī)間。混合物注意避光。在37度(dù)正負2度(dù)攪拌樣品1h,然後保溫靜置1h。然後(hòu)迅(xùn)速分離固體,首先過濾,如有必(bì)要進行(háng)離心。分離必須盡快在靜置完成後完成。離心不得超過(guò)10分鍾。同時報告為under10e)。如果所得的溶液(yè)在分析之前要保存(cún)超過一個工作日,那麽就必須加入鹽酸來保存穩定(dìng),以便所儲存的溶液的濃(nóng)度大約為(wéi):1M。
3、沉積物,淤泥和土壤(rǎng)的(de)酸消(xiāo)解法:16種國標(biāo)土壤(rǎng)消解方法
消解方法1
(HJ/T166)0.5g土樣置於(yú)四(sì)氟(fú)乙(yǐ)烯消解管中,插入智能石墨消(xiāo)解儀(yí)的消解孔(kǒng)中,然後幾滴水(shuǐ)潤濕後,加入10ml濃HCl,控製器設定低溫(80-100℃)加熱蒸發剩約5ml時(shí),加入15ml濃硝酸,繼續加熱(rè)(100-120℃)至粘稠,再加(jiā)入10ml氫氟酸繼(jì)續加(jiā)熱,(120℃)並適時搖動消解管。最後加入5ml高氯酸,並加熱至白煙冒(mào)盡(130℃),分解(jiě)物呈白色或淡黃色粘(zhān)稠物。冷卻後用稀酸溶(róng)液(yè)(10%硝酸)衝洗消解管(guǎn)內(nèi)壁及消解管蓋,溫(wēn)熱溶解殘渣,冷卻後定容至50ml。
方法適用於(yú)測試土壤中的銅、鉛、鋅、鉻、鎘、砷等。
消解方法2
(GB/T17141-1997、17138-1997)0.3g土樣置於50ml四氟乙烯坩堝中,少量水潤濕後加入10ml濃鹽酸,低溫加熱(80-100℃)蒸發至約剩3ml時,取下稍冷;然後加入5ml硝酸、4ml氫氟酸、2ml高氯酸,加蓋陶瓷(cí)電熱板加熱(rè)(120℃)1h左右(yòu),然後開蓋繼續加熱(rè)飛矽(常搖動坩堝)。當加熱至濃(nóng)厚白煙出來時,加蓋,除去有機物。當白煙散盡內容物變粘稠時,取下稍冷,用少量水衝洗坩(gān)堝內壁,加入1ml(1+1)鹽酸溶液(yè)溫熱(rè)溶解殘渣。轉移至25ml容量瓶定容待測。
方法適用於GFAA法測土(tǔ)壤中(zhōng)鉛、鎘。也適用(yòng)於FAA法測試土壤中銅、鋅。
消解方法3
(GB/T17140-1997)如(rú)最後一步改用(1+5)硝酸溶液1ml溶解殘債,則可轉移至100ml分(fèn)液漏鬥中,加水約(yuē)50ml,搖勻(yún)。再加入(rù)2mol/L的KI溶液2.0ml,2ml10%的抗壞血酸溶液,搖勻。然後準確加(jiā)入5.0ml的MIBK,振(zhèn)搖1-2min,靜置(zhì)分層,有機相(xiàng)待測。
方法適用於FAA法測土壤中鉛(qiān)、鎘。
如加入KI出現沉澱,證明高氯酸未(wèi)驅除幹淨。大量沉澱(diàn)會導致測試(shì)結果偏低,建議用NaI代(dài)替KI。
消解方法4
方法適用(yòng)於FAA法測土壤(rǎng)中(zhōng)總鉻。
(GB/T17137-1997)取0.2g土樣(yàng)與四氟乙烯坩堝中,少量水(shuǐ)潤(rùn)濕後,加入(1+1)硫(liú)酸5ml,濃硝(xiāo)酸10ml,加蓋在陶瓷電熱板加熱(120℃)1h左右,開蓋繼續加熱;待分解物粘稠(chóu)後,加入5ml氫氟酸中溫除矽,經常搖動坩堝。加熱至三氧化硫白煙後,加蓋(gài)繼(jì)續加熱(rè)30min,然後取下坩堝稍冷後,用少量水衝洗幹過內壁(bì)和蓋(gài)子,再加熱是白煙散盡並(bìng)蒸至內容物(wù)呈不流動(dòng)態。取下坩(gān)堝稍冷,加入1+1鹽酸3ml溫熱溶解殘渣,轉移(yí)至50ml容量瓶中(zhōng),加入5ml10%的氯化銨溶液後定容。
消解方法5
方法適用於(yú)CVAA法測土壤中總汞。注意器皿清洗和全程序空白樣品檢(jiǎn)查。如試樣有機質較多,可預先用5ml硝酸回流40min。
(GB/T17136-1997)取1g土樣於150ml錐形瓶中,少量水潤濕樣品後,加入(1+1)硫(liú)酸-硝酸混酸(suān)8ml,待反(fǎn)應停止後(hòu),加入蒸餾水10ml,2%的高錳酸鉀溶液10ml,瓶口插一漏鬥,陶瓷電熱板加熱(rè)(80-100℃)45min,然後取下冷去。分解(jiě)過程中如紫色褪去,應隨(suí)時補加高錳酸鉀溶液(yè),保證體係中高錳酸(suān)鉀過量。臨測定前搖動中加入20%的鹽酸羥胺溶液,使紫色(sè)剛好褪去及(jí)容器壁上(shàng)的二(èr)氧化錳全部褪色(sè)。
消(xiāo)解(jiě)方(fāng)法6
方法適用於(yú)土壤中鎘、鈷、銅、鉻、錳、鎳、鉛、鋅、釩(fán)、砷、鉬、銻共12種元(yuán)素(sù)的ICP-MS法測定。
(HJ803-2016)取0.1g土樣置於四氟乙烯密(mì)閉消解罐中,加入(rù)6ml王水,微波消解47min;消解結束後靜置冷卻(què),慢(màn)速濾紙過濾,純水(shuǐ)定容至50ml。
消解方法7
方法適用於土壤中鎘、鈷、銅、鉻、錳、鎳、鉛、鋅、釩、砷、鉬(mù)、銻共12種元素(sù)的ICP-MS法測(cè)定。
(HJ803-2016)取0.1g土樣置於100ml錐形瓶中(zhōng),加入6ml王水,放上玻璃漏鬥陶(táo)瓷(cí)電熱板微沸2h;消解結(jié)束(shù)後靜置冷卻(què),慢速(sù)濾紙過濾,純水定容至50ml。
消解方法8
方法適用於土壤中鉈、鈹、錳、銅、鉛、鋅、鎘、鉻、鎳、鈷、釩共11種元素的測(cè)定。
(HJ832-2017)取0.25-0.5g土樣置於四氟乙烯消(xiāo)解罐中,依次加入6ml硝酸、3ml鹽酸、2ml氫氟酸,使樣品和消解液充分混勻,按程序微波消解48分鍾;消解結束後靜置冷(lěng)卻(què),1%硝酸定容至25ml。
消(xiāo)解方(fāng)法9
方法適用於土壤中砷、鉍、汞、銻(tī)、硒共5種元素的測定。
(HJ832-2017)取0.25-0.5g土樣置於消解罐中,依次加(jiā)入(rù)2ml硝酸、6ml鹽酸,使樣品和消解液充分混勻,按程序微波消解35分鍾;消解結(jié)束後靜置冷卻,實驗用水定容(róng)至25ml。
消解方法10
方法適用(yòng)於土壤中汞、砷、硒、鉍、銻的AFS法測定。
(HJ680-2013)取0.1-0.5g土樣與250ml三角瓶中,加入6ml鹽酸、2ml硝酸,混勻樣品;按程序微波消(xiāo)解45分鍾,冷(lěng)卻定容50ml。
消(xiāo)解方法11
方法適用於土(tǔ)壤中總鉻的ICP-AES法測定。
(HJ491-2009)取0.2-0.5g土樣置於四氟乙(yǐ)烯坩堝中,加2滴(dī)蒸餾水潤濕樣品(pǐn)後,加入10ml鹽酸,低溫加熱至3ml,稍冷;然後加入5ml硝酸、5ml氫氟酸(suān)、3ml高氯酸,加蓋後陶瓷電熱板中(zhōng)溫加熱1h,然(rán)後開蓋控溫150℃飛矽;消解完全後,加熱3ml鹽酸溶(róng)解殘渣後,轉移到50ml容量瓶中,加入5ml氯化銨溶液,用水定(dìng)容待測。
消解方法12
方法適用於土壤中總鉻的測定。
(HJ491-2009)取0.2土樣置於微波消解罐中,加2滴蒸餾水潤濕(shī)樣(yàng)品後,加入6ml硝酸、2ml氫(qīng)氟酸(suān),按照升溫程序消解30min;冷卻(què)後轉(zhuǎn)移到50ml四氟乙烯坩堝(guō)中(zhōng),加入2ml高(gāo)氯(lǜ)酸,控製溫度150℃飛矽;冷卻後加(jiā)入3ml硝(xiāo)酸溶解殘渣後,轉移到50ml容量瓶中,加入(rù)5ml氯(lǜ)化銨溶液(yè),用水定容待測。
消解方法(fǎ)13
方法(fǎ)適用於土壤中(zhōng)除汞以外的GFAA或ICP-MS全元素(sù)分析。
(EPAmethod3050B)取1g樣(yàng)品置(zhì)於四氟乙烯坩堝中(zhōng),加入10mL的1:1的硝酸,加熱樣品至(zhì)95±5℃,不沸騰蒸餾10-15分鍾,讓樣品冷卻,加入5mL濃硝酸,重新蓋上蓋子回流(liú)加熱(rè)30分鍾。如果有棕色的煙生成,表明樣品被HNO3氧化,重複這一步驟(zhòu)(每(měi)次加入5mL濃硝酸),直到(dào)樣品不再有棕色的煙產(chǎn)生(shēng),表明樣品(pǐn)已完全同硝酸反應。將溶液不沸騰蒸發至大約(yuē)5mL,或在(zài)95±5℃不沸騰加熱兩(liǎng)小時。樣品溶液須始終覆(fù)蓋容(róng)器的底部。
然後使樣品冷卻,加入2mL水和3mL30%的雙氧水,重新放到熱源上,加蓋加(jiā)熱讓它與過氧化氫(qīng)反應。(此步驟須注意,不要讓樣品由於大(dà)量的氣泡冒出造成樣品的損失,加熱直到不再(zài)有大量(liàng)氣泡產生,然後將容器冷卻。冷卻5分鍾後,再緩慢加入10mL30%的雙氧水。(此步驟須注意,不(bú)要讓樣(yàng)品由(yóu)於大量的氣泡冒出造成樣品的損失)。繼續(xù)加(jiā)入(rù)30%的(de)雙氧水,每(měi)次為1mL,同時加蓋加(jiā)熱,直到樣品中隻有細微(wēi)氣泡或大致外觀(guān)不(bú)發生變化。繼續加熱,直到溶(róng)液體積減小(xiǎo)至大約5mL,或在95±5℃下不沸騰(téng)蒸餾2小時。冷(lěng)卻,濾去固形物,定容至(zhì)100mL。加入的雙氧水總體積不應超過10mL。
消解(jiě)方法(fǎ)14
方法適用於(yú)土壤中除汞以外的FLAA或ICP-AES全元素分析。
(EPAmethod3050B)取1g土樣,加入2.5mL濃硝酸和10mL濃鹽酸加蓋蒸餾15分鍾,冷卻後,將消解(jiě)液通過定量(liàng)濾紙過濾,收集濾液至100mL的容量瓶中。先用不超過5mL熱鹽酸(約95℃)衝洗漏鬥中的濾紙(zhǐ),接著用20mL試劑水(約95℃)衝洗。將洗液收集至同一容(róng)量(liàng)瓶中。從漏鬥中取出濾紙和(hé)殘渣,放回到容(róng)器中。加入5mL濃硝酸,將容(róng)器放回到熱(rè)源(yuán)上,加熱至95±5℃直到濾紙被消解。將殘渣再次過濾,並(bìng)將濾液收集至同一100mL的容量瓶中。讓(ràng)濾液冷(lěng)卻,然後稀釋至體積。如(rú)果容量瓶底(dǐ)部(bù)有沉澱生成,加入濃HCl使沉(chén)澱溶解(jiě),HCl的體積最大不超過10mL。沉澱(diàn)溶解(jiě)之後,用試劑水將溶(róng)液稀釋至100ml待測(cè)。在冷卻(què)初級或次級濾液時,溶解度受溫度影響很大的高濃度金屬鹽可能會形成沉澱。如果冷卻時容量瓶內有沉澱生成,不要將溶液稀釋至體積。
消解方法15
方法適用於含矽質較多、基體(tǐ)較複雜的土壤中重金屬(shǔ)的分析。如不對(duì)消解液趕酸,應加大標準曲線稀釋(shì)液的酸(suān)度,盡量使標準曲線的基(jī)體與消解液匹配。
(EPAmethod3052)取0.5土樣置於微波消(xiāo)解罐中,加入(rù)3ml的去離子水,9ml濃硝酸和3ml氫氟酸(suān)和(hé)3ml鹽酸,密閉後,5min升溫到180℃,在180℃保溫10min,然後冷(lěng)卻(què)。轉移到(dào)50ml容量瓶中定容待測。如(rú)測試儀器無耐氫氟酸係統,可加入硼酸來(lái)保護(hù)石(shí)英(yīng)矩管。
消解方法16
方法適用於普通土壤、底泥中重金屬的分析。可不對消解液趕酸,應加大標準曲線稀(xī)釋液的酸度(dù),盡量使(shǐ)標準曲線的基體與消解液匹配。
(EPAmethod3051/3051A)取0.5土樣置於微波消解(jiě)罐中,加(jiā)入10ml濃硝酸(或者12ml逆王水),密閉後,5.5min升溫到175℃,在175℃保溫10min,然後冷卻。轉移到50ml容(róng)量(liàng)瓶中定容(róng)待(dài)測。
土壤前處理消解方法合理選擇(zé)
評價處理方(fāng)法的(de)選擇是否合理,一般應遵循以下準則:
①所選方(fāng)法(fǎ)應能最有效地除去(qù)測定的(de)幹擾組(zǔ)分,否則即使方法簡單(dān)、快速也不宜采用;
②待(dài)測組分的回收(shōu)率要(yào)足夠高;
③操作簡便、省時;
④盡可能避(bì)免使用昂貴的試(shì)劑和儀器、以保持成本低廉。對於一些新型高效、簡便可(kě)靠(kào)而自動(dòng)化程度又很高的樣品預(yù)處理技術,盡管所需儀器的價格較為昂貴(guì),但因(yīn)其效率和效益顯著,必(bì)要的投資還是值得的;
⑤對生態環境和人體健(jiàn)康不產生影響,即所選預處理方法少用(yòng)或不用汙染環境或影響人體健(jiàn)康的試劑。對於必須使用的試劑(jì),定要設法做到能循環使用,或使其危害降至最低限(xiàn)度。
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