第二章固体试样的分解08课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第二章,固体试样的分解,1,将固体试样处理成溶液，或将组成复杂的试样处理成简单、便于分离和测定的形式，为各组分的分析操作创造最佳条件。,分解试样的目的,2,2-1,概 述,湿法分解法,干法分解法,3,湿法分解法：,是将试样与溶剂相互作用，样品中待测组分转变为可供分析测定的离子或分子存在于溶液中，是一种直接分解法。,溶剂：,水、有机溶剂、酸或碱及盐的水溶液、配位剂的水溶液等。,分类：,依操作温度的不同，可分为常温分解和加热分解；,一、湿法分解法,4,干法分解法,是对那些不能完全被溶剂所分解的样品，将他们与熔剂混匀在高温下作用，使之转变成易被水或酸溶解的新的化合物。然后以水或酸溶液浸取，使样品中待测组分转变为可供分析测定的离子或分子进入溶液中。因此，干法分解法是一种间接分解法。,熔剂：,固体的酸、碱、盐及它们的混合物。,分类：,熔融（全熔）和烧结（半熔）两类。,二、干法分解法,5,全熔分解法：,是在高于熔剂熔点的温度下熔融分解，熔剂与样品之间的反应（复分解反应）在液相或固,-,液之间进行，反应完全之后形成均一熔融体；,半熔分解法：,是在低于熔剂熔点的温度下烧结分解，熔剂与样品之间的反应发生在固相之间。,6,总结：,试样分解应遵循的原则：,要求所选熔（溶）剂能将样品中待测组分全部转变为适宜于测定的形态。一方面不能有损失或分解不完全的现象；另一方面也不能在试样分解中引入待测组分。,避免引入有碍分析的组分。,应尽可能与后续的分离、富集及测定方法结合起来，以便简化操作。,成本低，对环境污染少。,9,1-2,湿法分解法,水溶法,酸溶法,碱溶法,10,水作溶剂，只能溶解一般可溶性盐类。,一、水溶法,二、酸溶法,酸溶法就是利用酸的氢离子效应、氧化还原性和配合性使试样中被测组分转入溶液。,11,盐酸（,HCl,，相对密度,1.19,，含量,38%,，,c,(HCl)=12mol/L,，沸点,110,）。,是硅酸盐系统分析中最常使用的溶剂，主要优点在于生成的金属氯化物除银、铅等少数金属外，大多数溶于水，,Cl,-,与许多金属离子生成的配位离子，具有助溶作用。盐酸易于提纯，杂质较少，同时，分解试样时过量的酸易蒸发出去。,盐酸对试样的分解作用：,盐酸是强酸，,H,+,作用显著,。,Cl,-,是一个配位体,，可与某些金属离子形成氯配合离子，能帮助溶解。,Cl,-,的还原作用，,使锰铁矿等氧化性矿物易于分解。,1,、盐酸分解法,12,硝酸（,HNO,3,，相对密度为,1.42,，含量,70%,，,c,(HNO,3,)=16 mol/L,，沸点,122,）。,硝酸是金属、钢铁及合金常用的溶剂之一，,硝酸作为溶剂，兼有酸的作用和氧化作用，溶解能力强而且快，,除金和铂族元素外，绝大部分金属都能溶于硝酸，几乎所有的硝酸盐都易溶于水。但钨、锡、锑等金属溶于硝酸时，则生成难溶性的钨酸,(H,2,WO,4,),、锡酸,(H,2,SnO,3,),和锑酸,(H,2,SbO,3,),2,、硝酸分解法,13,由于其氧化性，使一些金属如铁、铝、铬及其含铬合金材料等在硝酸中形成氧化膜而钝化，阻止了溶解作用的进行。可滴加盐酸助溶。,硝酸还能氧化许多非金属使之成为酸，钢铁分析中，常用硝酸分解碳化物。,用硝酸分解试样后，溶液中产生亚硝酸和氮的其他氧化物，常能破坏有机显色剂和指示剂，需要把溶液煮沸将其除掉。,2,、硝酸分解法,14,硫酸（,H,2,SO,4,，相对密度,1.84,，含量,98%,，,c,(H,2,SO,4,)=18 mol/L,，沸点,339,）。,硫酸的沸点较高，,热的浓硫酸具有氧化性和脱水性。,利用硫酸的高沸点加热至冒白烟，可除去溶液中过量的,HCl,、,HF,、,HNO,3,和其它易挥发性组分，消除它们的干扰，该性质被广泛用于化学分析中。它可以分解独居石、萤石,(CaF,2,),和锑、铀、钛等矿物，破坏试样中的有机物。,3,、硫酸分解法,15,氢氟酸（,HF,，相对密度,1.13,，含量,40%,，,c,(HF)=22mol/L,，沸点,120,）。,氢氟酸是较弱的酸，但,F,-,具有强的配位能力,。氢氟酸能分解绝大部分硅酸盐，是分解玻璃、陶瓷、耐火材料试样的常用溶剂。,F,-,与硅作用可生成易挥发的,SiF,4,，使用氢氟酸分解试样的目的是为了除去,SiO,2,以测定其它组分。分解时,SiO,2,生成挥发性的,SiF,4,而与其它组分分离：,SiO,2,+4HF=SiF,4,+2H,2,O,注意：,用氢氟酸分解试样应在铂器皿或聚四氟乙烯器皿中进行。,4,、氢氟酸分解法,16,磷酸（,H,3,PO,4,，相对密度为,1.69,，含量,85%,，,c,(H,3,PO,4,)=15mol/L,，沸点,213,）。,磷酸是无氧化性的不挥发性酸，,磷酸具有较强的配位能力,，能与许多金属离子生成可溶性配合物。磷酸在高温时分解试样的能力很强，能溶解一般不为盐酸所分解的铌铁矿、铬铁矿钛铁矿、金红石等矿物。钨、钼、铁等在酸性溶液中都能与磷酸形成无色配合物，因此，常用磷酸作某些合金钢的溶剂。,5,、磷酸分解法,17,高氯酸（,HClO,4,，相对密度为,1.67,，含量,70%,，,c,(HClO,4,)=12 mol/L,，沸点,203,）。,高氯酸是已知酸中的最强酸，它具有,强的酸效应,，,热浓高氯酸是强的氧化剂和脱水剂,（冷的或稀的高氯酸无氧化性而有强酸效应），除钾、铷、铯等少数离子外，一般金属离子的高氯酸盐均溶以水。高氯酸的沸点较高，常用它蒸发赶掉低沸点酸。热浓高氯酸遇有机物时由于激烈地氧化作用常会引起爆炸，所以在用热、浓高氯酸处理含有机物试样时，应先用浓硝酸破坏有机物，然后再加入高氯酸。,6,、高氯酸分解法,18,最常用的混合溶剂是王水,(3,份,HCl+1,份,HNO,3,),。,常用的混合溶剂还有逆王水,(1,份,HCl+3,份,HNO,3,),，常用于分解硫化物矿石。,H,2,SO,4,+H,3,PO,4,、,H,2,SO,4,+HF,、,HCl+HClO,4,、,HCl+H,2,O,2,等也是常用的混合溶剂。,7,、混合溶剂分解法,19,一般用,20%30%,（,300400g/L,）的,NaOH,溶液作溶剂，主要溶解铝和铝合金以及某些酸性为主的两性氧化物（如,Al,2,O,3,）。,三、碱溶法,20,1-3,干法分解法,熔融法,酸熔法,碱熔法半熔法,21,熔融法按使用的熔剂性质不同，分为,碱熔法,和,酸熔法,两种。常用的,碱性熔剂,主要有,无水碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化钠等；,常用的,酸性熔剂,主要有,焦硫酸钾、硼砂、偏硼酸锂等,。选择熔剂的基本原则是：,酸性试样用碱性熔剂，碱性试样用酸性熔剂。,使用时还可加入氧化剂、还原剂助熔。,一、熔融法,22,Na,2,CO,3,是分解硅酸盐、硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、氧化物、氟化物等矿物的有效熔剂。,例如，正长石的分解反应如下：,K,2,Al,2,Si,6,O,16,+7 Na,2,CO,3,=6Na,2,SiO,3,+K,2,CO,3,+2NaAlO,2,+6CO,2,（一）碱熔法,1,、碱金属碳酸盐熔融法,23,Na,2,CO,3,熔融分解的温度一般为,950,1000,，时间,0.5,1,小时，对于锆石、铬铁矿、铝土矿等难分解矿物，需在,1200,下熔融约,10,分钟。试样转变成易溶于水或酸的新物质。采用,Na,2,CO,3,熔融分解时，一般应在铂坩埚中进行。,K,2,CO,3,也具有相同的性质和作用，但很少单独使用。,在,Na,2,CO,3,中加入少量氧化剂助熔，可以提高分解能力。常用的氧化剂有,Na,2,O,2,、,KNO,3,、,KClO,3,、,KMnO,4,等,1,、碱金属碳酸盐熔融法,24,碱金属氢氧化物都是低熔点的强碱性熔剂，熔融速度快、熔块易被水或稀酸溶解。可分解各种硅酸盐，也可将含氧化铝、二氧化钛、二氧化锡的矿样以及铬铁矿、独居石等分解。,熔融温度应控制在,450,600,。,熔融只能在铁、镍、石墨、银、金坩埚中进行。,2,、碱金属氢氧化物熔融法,25,Na,2,O,2,既是强碱，又是强氧化剂，主要用来分解某些,Na,2,CO,3,和,NaOH,不能分解的试样，如锡石、钛铁矿、钨矿、铬铁矿、绿柱石等。如,：,2 Na,2,O,2,+2SnO,2,=2Na,2,SnO,3,+O,2,熔融温度为,600700,，一般在铁坩埚中进行。,Na,2,O,2,分解法在分析中较少采用。,3,、过氧化钠熔融法,26,焦硫酸钾是一种强烈的酸性熔剂，熔点为,419,，熔融时分解析出,SO,3,，能与各种难于分解的碱性氧化矿物如铝土矿、磁铁矿、铌铁矿、钛铁矿等反应，使之转变为硫酸盐。,例如，分解金红石（天然,TiO,2,）的反应为：,TiO,2,+2SO,3,=Ti,（,SO,4,）,2,熔融可在瓷坩埚或石英坩埚中进行，也可以在铂坩埚中进行。,熔融温度一般控制在,400,左右，时间不宜过长。,（二）酸熔法,1,、焦硫酸钾熔融法,27,硫酸氢钾在加热时放出水蒸气，生成,K,2,S,2,O,7,，故可代替硫酸氢钾作熔剂，但要先做脱水处理。,2,、硫酸氢钾熔融法,28,LiBO,2,是熔融能力较强的非氧化性熔剂，可以分解多种硅酸盐矿物，包括许多难熔矿物，如：氧化铝、铬铁矿、钛铁矿等。,所制得的试样溶液可以进行包括钾、钠在内的各元素的测定，是其他溶剂不能相比的。,3,、偏硼酸锂熔融法,29,二、半熔法,1,、过氧化钠半熔法,磁铁矿、重晶石、石膏、铬铁矿等在铂坩埚中与四倍量的,Na,2,O,2,混匀后，于,480,的高温中烧结,7min,就能将试样分解，熔块可溶于水或无机酸，并且试剂对铂坩埚基本没有腐蚀。,30,用,1,：,1,的,Na,2,CO,3,和,Na,2,O,2,与一般的硅酸盐试样混匀，在镍坩埚中于,400,烧结,12h,效果较好，对坩埚腐蚀极微。,2,、碳酸钠-氧化剂半熔法,31,常用于分解硫化物、氧化物、硅酸盐以及煤等矿物。,Na,2,CO,3,：,MgO,=1,：,2,称为艾士卡试剂，用来灰化煤以测量煤中的全硫量。,通常在无盖的瓷坩埚或刚玉坩埚中进行。,3,、碳酸钠-氧化镁（氧化锌）半熔法,32,常用于测定硅酸盐中钾和钠的试样分解。,烧结温度为,750800,，反应产物仍为粉末状，但钾、钠已转变为氯化物，可用水浸取。,4,、碳酸钙-氯化铵半熔法,33,作 业,1.,分解试样常用的方法大致可分为哪两类,?,什么情况下采用熔融法,?,2,酸溶法常用的溶剂有哪些,?,3.,简述下列各溶,(,熔,),剂对试样分解的作用：,HCl,、,HF,、,HClO,4,、,H,3,PO,4,、,NaOH,、,Na,2,CO,3,、,K,2,S,2,O,7,34,本章结束！,35,