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icp光谱分析中的样品处理技术.doc

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ICP 光谱分析中的样品处理技术 ICP 光谱分析中的样品处理技术 6.1 前言 ICP 光谱分析的样品处理是分析全过程的一个重要环节, 对分析测试质量有重要影响, 某些分析质量问题是产生在样品处理过程。 ICP 光谱分析对样品处理的要求, 除了一般分析技术对样品处理的要求外, 还有其特特殊要求。 一般分析技术都要求样品处理需把待测物全部转化进入 溶液,过程不得损失待测物质, 也不得带进待测物质引起样品的污染, 消解后的样品溶液应该较长时间内是稳定的。对于 ICP 光谱分析( ICP 质谱也是相同)除了上述三项外还应满足下述要求: 1) 把样品转变成最佳分析状态;清亮透明; 2)不能存在粒径≥ 50μm的固形物,尽管这些固形物不含有待测元素,也不允许存 在,微米级的固形物将堵塞进样系统的雾化器 ,造成谱线强度降低及精密度下降, 甚至完全无法进样:因为 ICP 光谱仪器的通用同心雾化器的进样毛细管内径只有 0.001mm左右。 (3) 样品溶液不允许有膠体形态物存 3 在,微克级的胶体物质用肉眼观察不到,但进样时很容易积累在雾化器毛细管喷口内,降低进样量,影响谱线强度; (4) 要求样品溶液中的固形物(又称可溶性总固体)浓度≤ 10mg/ml,也就是要限制称样量,或者增加稀释倍数,是进样溶液含可溶性盐类不能过高,较高的可溶性盐类造成样品液粘度增加,影响进样,或者沉积在雾化器的喷口,造成喷雾不正常。 5) 不含能有腐蚀进样系统的物质存在,这里主要是指氢氟酸或氟离子,除 了光谱仪配用是耐氟经验系统及耐氟炬管。多数进样系统是玻璃或石英制品,不能抗氢氟酸腐蚀,石英炬管中心管也易被氢氟酸腐蚀。 (6) 消解后的样品水溶液不宜含显著量的有机物质,有机物在等离子体中要影响等离子体稳定性,影响温度,从而影响谱线强度及光谱背景。 ICP 光谱分析的样品处理方法 常用的样品处理方法 3/52 4 湿法处理:(1)湿法开放酸溶,湿法开放碱溶; 2) 高压密闭酸溶 3) 微波高压酸消解 4) 微波高压碱溶高温熔融; 高温灰化 6.2 湿法消解常用试剂 湿法开发式酸消解是 用酸或碱液在开口容器或密闭容器中分解固体样品,待消解液清亮后,低温蒸发近干,在用小量酸溶解,定容待测。容器可以用三角烧瓶,高桶烧杯,氟塑料容器等,加热装置可用电热板,控温电热消解器或红外加热消解系统, 控温电热消解器用铝合金或石墨加热体, 加热温度范围室 温-200 0C, 控温精度 0.2 0C,可一次性加热 30~50 个样品,是一种方便,高效的湿法消解装置。 湿法消解样品主要条件是消解液种类 , 加热温度 , 与加热时间 . 湿法消解处理常用的消解化学试剂是硝酸 , 盐酸 , 高氯酸 , 氢氟酸 , 过氧化氢等 , 有时也会用到硫酸等其它试剂 . 下面介绍几种主要化学试 剂. 4/52 5 1)盐酸 : 还原性无机酸,沸点 110 度 ,常用无机酸中最易挥发, 在开口酸溶样品时, 盐酸很 易挥发损失。盐酸可溶解金属活泼顺序中氢以前的铁钴镍铬锌等活泼金属 , 及多数金属氧化物 , 氢氧化物 , 炭酸盐 , 磷酸盐和多种硫化物 , 一般不能分解有机物 . 盐酸中的氯离子可和一些金属离子形成稳定的络合物 . 由于 氯化银等氯化物在酸液中溶解度很低 , 需要测定银的样品不能用盐酸体系 , 铬在盐酸体系中 , 容易生成加热易挥发的氯氧化铬而挥发损失。 生成挥发型化合物 的元素还有 Sb、As、B、Ge、Se、Sn 等,降低温度可以抑制它们的挥发损失。 2 )硝酸沸点 122 度 ,浓硝酸是氧化性无机酸,大多数硝酸盐在水溶液中溶解度很高,在 ICP 光谱, ICP 质谱样品消解中用的很多。硝酸兼有酸性和氧化性, 溶解能力强 , 速度快 , 除铂族金属和某一些稀有金属外 , 硝酸能溶解多数金属及其氧化物 , 氢氧化物 , 硫化物。但铝,铬,铁等可生成氧化膜 , 产生钝化 , 为了破坏氧化膜 , 要加盐酸 , 铬在硝酸 - 盐酸体系中加热会氯化物挥发损失。 (3) 硫酸:沸点 338 度,是沸点最高的无机 5/52 6 酸。热浓硫酸有很强的氧化性 , 硫酸可溶解铁钴镍锌等金属及其合金 , 以及铝锰铍钛铀钍等矿石 . 热浓硫酸在消解某些难分解塑料时比较有效。 硫酸在光谱分析的样品处理常用于下列用途 : 用于赶掉易挥发酸 , 如 HF,HCl, 转换酸体系 ; 利用它的高沸点 , 溶解难溶样品 ; 浓硫酸是脱水剂, 可破坏有机物,把炭氧化成 CO2:2HSO4+C=CO2↑+2HO;常与硝酸一起应用。配制 多元素混合标准溶液时应当注意 :Ba,Sr,Ca,Pb 的硫酸盐在溶液的溶解度很低 , 很容易沉淀吸附。浓硫酸不宜用于需要加热的 PTFE容器 , 氟塑料的熔点 327 度 , 而氟塑料

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