ICP样品前处理技术.pptx

1 1 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmerICP样品前品前处理技理技术Sample Preparation Techniques for ICP2 2PerkinElmer CONFIDENTIAL纲要要一、一、样品前品前处理理简述述二、二、样品前品前处理方法理方法三、器具的使用三、器具的使用四、四、样品前品前处理理实例例3 3PerkinElmer CONFIDENTIAL样品是均匀的且具有代表性待测元素完全进入溶液处理过程中要避免样品损失不引入或尽量少引入其他元素避免污染，包括实验室环境、试剂、器皿和水考虑总固体溶解量及造成的雾化器堵塞和背景效应前处理方法要兼顾简单、快速和高效样品前品前处理基本要求理基本要求4 4PerkinElmer CONFIDENTIAL样品前品前处理方法理方法湿法消解湿法消解熔融熔融干法灰化干法灰化高压消解高压消解微波消解微波消解5 5PerkinElmer CONFIDENTIAL湿法消解酸溶法酸的种类HClHNO3HClO4HFH2SO4Aqua regia（王水）不同的样品使用不同的酸所用容器glass/pyrexteflonplatinum酸等级划分分析纯 AR 99.7%优级纯 GR 99.8%超纯 UP级 99.9%6 6PerkinElmer CONFIDENTIAL（1）设备简单易得；（2）投入费用较低；（3）技术上容易掌握；（4）可大批量操作。（1）速度慢，数十分钟至数天。（2）溶解能力差，不易消解完全。（3）消耗试剂多。（4）试剂空白高，易污染。（5）某些元素（如Hg、As、Se等）易挥发损失。（6）废气排放多，污染环境。湿法消解酸溶法AdvantageDisadvantage7 7PerkinElmer CONFIDENTIAL无机酸及其物理特性无机酸及其物理特性8 8PerkinElmer CONFIDENTIAL常用无机酸常用无机酸 盐酸（HCl）-盐酸是应用最多的酸，能溶解氧化还原电位比氢更负的金属如：Fe、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ga、In、Zn、Sn、稀土等金属；-应估计到一些易挥发金属氯化物（As、Sb、Sn、Se、Te、Ge、Hg）潜在挥发损失。硝酸（HNO3）-是一种强酸，同时也是一种强氧化剂，能氧化分解大多数有机物，多数用盐酸溶解的金属也能用硝酸溶解；-通常用HNO3来分解各种金属、合金及消解有机物质（如生物样品），是一种强氧化剂，注意钝化问题，如铝、锡等金属。高氯酸（HClO4）-HClO4是已知的最强的无机酸之一，热的浓HClO4是强氧化剂，它将和有机化合物发生强烈（爆炸）反应；-与硝酸混合使用能 消化单独用硝酸不能完全消化的有机试样；-经常使用HClO4来驱赶HCl、HNO3和HF；-在用HClO4分解样品中，可能会有10%左右的Cr以CrOCl3的形式挥发掉。9 9PerkinElmer CONFIDENTIAL常用无机酸常用无机酸 氢氟酸（HF）-是唯一能分解以硅为基质的样品的无机酸，适合于各类地质样品、矿石、水系沉积物、土壤、石英岩等的消解；-不能用玻璃器皿，常用是聚四氟乙烯（PTFE）为材料的烧杯、坩埚等器皿 王水（Aqua-regia）-HCl+HNO3（3+1）-王水通常用于分解金属、合金、硫化物及一些矿物（金、银、铂、钯）硫酸（H2SO4）及磷酸(H3PO4)-可消解多种矿石如铬铁矿、稀土矿等、合金（钨、钼等）；-硫酸和磷酸的杂质含量一般比盐酸和硝酸高，沸点也比较高，不容易蒸发除掉；-高粘度将对试液导入产生影响，不利于雾化；-一些无机盐如Ba、Sr、Pb、Ca等的溶解性很差 1010PerkinElmer CONFIDENTIAL常用无机混酸常用无机混酸王王水水 -三份浓盐酸与一份浓硝酸的混合物称为王水。-王水中，硝酸将氯离子氧化为氯，氯是一种强氧化剂，新生的原子态氯的氧化能力更强。氧化过程的中间产物 NOCl 还有催化作用，氯离子是很多金属离子的络合剂，多种因素导致王水具有很强的分解能力。-能用盐酸和硝酸溶解的金属、矿物几乎都可以用王水溶解。Au、Pt、Pd、Os、Rh、Cr、Mo等不溶于单一酸的金属也可用以王水溶解。1111PerkinElmer CONFIDENTIAL常用无机混酸常用无机混酸HCl/HNO3+H2O2-过氧化氢是一种强氧化剂，受热分解为氧和水。盐酸+过氧化氢是一种良好的溶剂。一些单独用盐酸不能溶解的金属，可用 盐酸+过氧化氢分解。如锡青铜、铅锡焊料等。铜合金不溶于 盐酸，用硝酸分解时锡会以偏锡酸形态析出沉淀，阻碍分解反 应的继续进行。用盐酸+过氧化氢分解，速度很快，并能得到 稳定的澄清溶液。贵金属铑也可以用盐酸+过氧化氢在密封容器内分解。-过氧化氢将Cl-离子氧化为Cl，原子氯与金属间的反应能力很 强，氯离子的络合作用有助于分解反应顺利进行。2HCl+H2O =2H2O+Cl2 -过氧化氢还是金属钨的有效溶剂。-硝酸+过氧化氢也是一种良好的溶剂，一些用硝酸溶解缓慢的试样，滴加少量过氧化氢能加速溶解。更多地用于消解有机试 样。1212PerkinElmer CONFIDENTIAL常用无机混酸常用无机混酸HNO3+HClO4 -该氧化性混合酸是消解生物、食品和饮料等样品的有效手段之一。一般是将样品与HClO4共热至发烟，然后加入HNO3可使样品完全氧化。-是破坏有机物比较有效的方法，但要求严格操作，防止发生爆炸。H2SO4+H3PO4 -两种酸的沸点都比较高，其中H2SO4氧化性较强，H3PO4能与一些金属离子如Fe3+等络合，故二者结合消解样品，有利于测定时消除Fe3+等离子的干扰。-热的浓H3PO4具有很强的分解能力，如难熔的镁铬铁矿、钛铁矿等多可被分解，需要注意的是，使用H3PO4时，若温度过高，时间过长，会脱水形成难溶的焦磷酸盐沉淀而影响测定。因此，H3PO4常与H2SO4等同时使用，即可提高反应温度，又可防止析出。HNO3+HCl+HClO4+HF -该混酸可用于消解一些复杂成分的环境地质类样品，如土壤和岩石。先利用HF将样品中的Si晶格溶解破坏，然后再利用HClO4+的高沸点将样品溶液温度提升，同时，通过HCl+HNO3的氧化溶解能力溶解样品里的多种元素，以便分析。-高氯酸和硫酸冒烟时温度度较高，会造成Hg、As、Se、Te、Ge、Re、Os和Ru等元素的挥发损失。1313PerkinElmer CONFIDENTIAL在马弗炉里灰化干法灰化分解干法灰化分解灰化辅助剂Mg(NO3)2H2SO4HNO3有机样品plant materialResins树脂使用的容器-坩埚Ceramic陶瓷Platinum铂金灰化试剂等级AnalaR分析纯注意易挥发组份的损失1414PerkinElmer CONFIDENTIAL（1）设备简单易得；（2）投入费用较低；（3）技术上易掌握；（4）对含量较低的元素可以多称取样品；（5）消耗试剂少；（6）可大批量操作。（1）速度慢，需半天至一天；（2）耗电量多；（3）铂金坩埚提贵,而瓷坩埚不纯净,测定微量痕量元素时易污染；（4）不能用于测Hg、As、Se等易挥发元素；（5）某些待测元素易受损失,如Cd、Pb等（1.0 M.cm。实验室超室超纯水水（Ultra-pure grade water）：实验室超纯水在电阻率、有机物含量、颗粒和细菌含量方面接近理论上的纯度极限，通过离子交换、RO膜或蒸馏手段预纯化，再经过核子级离子交换精纯化得到超纯水，其标准是水电阻率为18.2 M.cm，适用于多种机密分析实验要求。环境、试剂与器具要求3737PerkinElmer CONFIDENTIAL实验试剂分析纯 AR 99.7%优级纯 GR 99.8%光谱纯 SP 99.9%工作基准试剂（二级）PR 99.95%基准试剂（一级）PR 99.98%高纯 EP 99.99%实验室器具室器具 实验室玻璃、塑料制品应使用 20%的HNO3浸泡 24 H后用去离子水冲洗干净后晾干备用。标准溶液尽量使用塑料仪器盛装，低浓度的工作标准溶液现配现用。聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯以及聚碳酸酯都是良好的器皿材料，适用于盛装ICP分析使用溶液。环境、境、试剂与器具要求与器具要求3838PerkinElmer CONFIDENTIAL