消化技术.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,*,第六章 消化技术,第一节,方法简介,第二节,仪器设备,第三节 操作方法,第六章 消化技术,第一节,方法简介,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，加热分解并破坏有机物的一种方法。,样品中微量金属和非金属元素测定,土壤、有机肥料全量养分测定,植物组织全量养分测定测定,第六章 消化技术,第二节 仪器设备,用于样品消化的仪器设备主要有电热板、马福炉、高温消化炉等。,电热板,主要用于定量分析煮沸溶液，陈化沉淀、蒸发、干涸等化验作业。是化学分析的常用电热设备之一。,第六章 消化技术第三节 操作方法,一、操作方法,二、金属总量测定的前处理技术,第六章 消化技术,操作方法,熔融法,湿法消解,干法灰化,高压消解,微波消解,溶解法,第六章 消化技术,溶 解 法,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、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。,第六章 消化技术,熔 融 法,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。,常用溶剂有Na,2,CO,3,、,Na,2,O,2,、NaOH、KOH、,硼砂-硼酸、焦磷酸钾等。,第六章 消化技术,湿 法 消 解,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占大多数。,水,土壤,肥料,第六章 消化技术,湿 法 消 解,多元消解法,硫酸-过氧化氢消解法,硝酸硫酸消解法,硝酸-高氯酸消解法,硝酸消解法,硫酸磷酸消解法,硫酸-高锰酸钾消解法,第六章 消化技术,硝 酸 消 解,HNO,3,消解法适用于,较清洁,的水样。HNO,3,具有氧化性，加热浓HNO,3,可氧化分解样品中的有机物质。,水质 硒的测定 石墨炉原子吸收分光光度法,水质 铅、镉、锌的测定 双硫腙分光光度法,应用实例,适用范围,第六章 消化技术,硝酸-高氯酸 消解,消煮时HNO,3,具有强的氧化力，热的浓HClO,4,是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HClO,4,，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，二氧化硅则脱水沉淀。,HNO,3,-HClO,4,消解样品是破坏有机物比较有效的方法，但要严格按照操作程序，防止发生爆炸。,第六章 消化技术,硝酸-高氯酸 消解,应用实例,有机肥料铜、锌、铁、锰的测定,土壤中硒的测定 原子荧光法,食品中铁、镁、锰的测定,第六章 消化技术,硝酸-硫酸 消解,两种酸都有较强的氧化能力，其中,HNO,3,沸点低，而,H,2,SO,4,沸点高（,338,）；,热的浓,H,2,SO,4,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；,二者结合使用，可提高消解温度和消解效果。,第六章 消化技术,硝酸-硫酸 消解,常用的HNO,3,与H,2,SO,4,的比例为5:2，消解时，先将HNO,3,加入样品中，加热蒸发至小体积，稍冷，再加入H,2,SO,4,、HNO,3,，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，若有沉淀应过滤。为提高消解效果，常加入少量H,2,O,2,。,水质 铜、总铬食品,中锗的测定 都可以采用,此种方法来进行消解。,第六章 消化技术,硫酸-磷酸 消解,两种酸的沸点都比较高，其中H,2,SO,4,氧化性较强，H,3,PO,4,能与一些金属离子如Fe,3+,等络合，故二者结合消解样品，有利于测定时消除Fe,3+,等离子的干扰。,第六章 消化技术,试液,适量,H,2,SO,4,和,5KMnO,4,加热煮沸,冷至室温,滴加盐酸羟胺溶液破坏过量的,KMnO,4,该方法常用于测定汞的样品。KMnO,4,是强氧化剂，在中性、碱性、酸性条件下都可以氧化有机物，其氧化产物多为草酸根，但在酸性介质中还可继续氧化。,硫酸-高锰酸钾 消解,第六章 消化技术,用浓H,2,SO,4,-H,2,O,2,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CO,2,和水，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。,肥料中总氮、总磷、总钾的测定，样品的消化均采用H,2,SO,4,-H,2,O,2,消解法进行消解。,硫酸-过氧化氢 消解,第六章 消化技术,多元 消解法,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，混合溶剂具有更强的溶解能力，应用广泛。,目的及前提,第六章 消化技术,多元 消解法,硝酸-硫酸-五氧化二矾消解法,硝酸-氢氟酸-高氯酸消解法,硝酸-硫酸-高锰酸钾消解法,盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸消解法,硝酸-硫酸-高氯酸消解法,第六章 消化技术,水质银的测定 火焰原子吸收分光光度法,食品中锑的测定,食品中锡的测定氢化物原子荧光光谱法,土壤质量 总砷的测定 二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度,硝酸-硫酸-高氯酸消解法,应用实例,第六章 消化技术,硝酸-硫酸-五氧化二矾消解法,食品中总汞及有机汞的测定 冷,原子吸收光谱法,土壤质量 总汞的测定 冷原子吸收,分光光度法,应用实例,第六章 消化技术,硝酸-氢氟酸-高氯酸消解法,土壤全量钙、镁的测定,在土壤全钾测定法中，称样量减少为0.1g，在样品消解完毕时，用去离子水定容于100ml容量瓶中。土壤中铁、锰的测定中，样品的消解也可以采用HNO,3,-HF-HClO,4,消解法。,应用实例,第六章 消化技术,硝酸-硫酸-高锰酸钾消解法,土壤质量 总汞的测定 冷原子吸收分光光度法,测定生物样品中的汞时，也可用1：1 H,2,SO,4,和HNO,3,混合液加KMnO,4,，于60保温分解鱼、肉样品，可获得满意效果。,应用实例,第六章 消化技术,盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸消解法,土壤质量 铅、镉的测定 石墨炉原子吸收分光光度法,土壤质量铜、锌、总铬、镍的测定中，一般也采用HCl-HNO,3,-HF-HClO,4,全分解方法进行样品的消解。,应用实例,第六章 消化技术,干 法 灰 化,干法灰化又称燃烧法或高温分解法。有机样品常采用干法灰化分解，这样制备的试液空白值较低，对微量元素的分析有重要意义,。,操作要点,样品置于坩埚中，在一,定温度或气氛下加热，使有,机样品灰化分解，残渣再用,适当的溶剂溶解，制备成分,析试液。,第六章 消化技术,干 法 灰 化,氧瓶燃烧法,燃烧法,高温电炉直接灰化法,低温灰化法,第六章 消化技术,高温电炉直接灰化法,利用高温电炉对样品进行灰化，温度一般为450-550，根据样品种类和待测组分的性质不同，选用不同材料的坩埚和灰化温度。常用的有石英、铂、银、镍、铁、瓷、聚四氟乙烯等材质的坩埚。,第六章 消化技术,高温电炉直接灰化法,水果、蔬菜及制品锌含量的测定,适量样品,水浴蒸干,应用实例,第六章 消化技术,高温电炉直接灰化法,移入马弗炉,52525,灼烧,取出蒸发皿，冷却,2.0ml 0.1mol/L HCl,溶解灰分,（定容）,低温炭化,第六章 消化技术,燃烧法,燃烧法又称氧弹法，用于灰化含汞、硫、砷、氟、硒、硼等元素的生物样品。将样品装入样品杯，置于盛有吸收液的铂内衬氧弹中，旋紧氧弹盖，充入氧气，用电火花点燃样品，使样品灰化，待吸收液将灰化产物完全溶解后，即可用于测定。,第六章 消化技术,氧瓶燃烧法,氧瓶燃烧法是一种简单易行的低温灰化法。它是将少量样品用滤纸包裹后，固定在瓶塞的夹子上，放入预先充满氧气的锥形瓶（氧瓶）中燃烧，而密闭的瓶内盛有适当的吸收剂以吸收燃烧产物，然后进行测定。,操作简便、快速，由于在密闭,系统内进行，减少了损失和污染,第六章 消化技术,低温灰化法,低温灰化法是利用高频电场激发氧气产生,激发态原子的技术，使样品进行氧化分解。通常在100,以下就能使样品完全灰化，在测定含砷、汞、硒、氟等易挥发元素的生物样品时效果十分显著。,第六章 消化技术,高压消解,高压消解是一种在高温、高压下进行的湿法消解过程，即把样品和消解液（通常为混酸或混酸氧化剂）置于合适的容器中，再将容器装在保护套中，在密闭情况下进行分解。,优点,无需消耗大量酸，降低了测定空白，将复杂基体完全溶解，避免挥发性待测元素的损失。,优点,存在容器内压力过高发生爆炸的危险。,第六章 消化技术,微波消解技术,利用微波的穿透性和激活反应能力加热密闭容器内的试剂和样品可使制样容器内压力增加,反应温度提高。,原理,第六章 消化技术,微波消解技术,大大提高了反应速率；,缩短样品制备的时间；,可控制反应条件，制样精度更高；,减少对环境的污染；,改善实验人员的工作环境。,优点,第六章 消化技术,微波消解技术,需要特殊的昂贵的仪器。,缺点,食品中锗的测定,应用实例,称取均匀试样0.5g-1.0g，置于微波消解罐内，加2ml-3ml浓HNO,3,，1ml H,2,O,2,。旋紧罐盖并调好减压阀后消解。微波消解程序：160W，10min；320W，10min；480W，10min。,第六章 消化技术,金属总量测定的前处理技术,土壤,底泥动物,样品,植物,样品,食品,饲料,水样,第六章 消化技术,水 样,由于含有较多的有机物和悬浮物，样品需加入少量HNO,3,酸化并加热处理，对特别污浊的样品则需进行消化处理，可用HNO,3,-H,2,SO,4,或HNO,3,-HClO,4,加热进行酸消解；也可用NaOH-H,2,O,2,或氨水-H,2,O,2,蒸发至干进行碱消解；还可用干灰化法，将样品蒸干后放入马弗炉中在500-550加热将有机物灰化。冷却后用稀HCl稀释。,排放水,第六章 消化技术,土壤和底泥样品,干灰化消解样品时常用碳酸钠为熔剂，使之与样品充分混匀，并在上面再平铺一层碳酸钠，然后放入马弗炉中在900灰化半小时以上。待样品熔融完全后将熔块倒入烧杯中研碎，再加入HCl使熔块溶解，加水定容后以备测定。干灰化法更适用于有机质含量较高的底泥样品的分解。,第六章 消化技术,土壤和底泥样品,土壤和底泥样品也可以用H,2,SO,4,、HNO,3,或HClO,4,与其他强酸混合液进行酸消解。与干灰化法相比，酸消解耗时较长，当样品含有较高有机质时还需加入KMnO,4,、V,2,O,5,或H,2,O,2,加速破坏有机质。,第六章 消化技术,动物样品,尿 样,5的镧稀释后可测定尿中的钙,测镁时只需用水稀释,尿铜可用稀H2SO4稀释后直接,体液,第六章 消化技术,动物样品,血 清,EDTA稀释后可测定其中的钙和镁,乙醇稀释后可测定其中的锌,用丙酮稀释后可测定其中的铁,用水稀释后可测定其中的铜、金,用去离子水或柠檬酸铵稀释后可测定铅,第六章 消化技术,动物样品,由于不含硅，动物样品如肌肉、组织器官和鱼肉等可采用简单加热，残渣用硝酸和过氧化氢溶解的干消化法处理，消化后可测定样品中的镉、钴、铬、铜、锰、镍、铅和锌。湿法消解同样适用于动物组织样品的前处理。特别适用于测定样品中的挥发性元素。,动物组织样品,第六章 消化技术,植物样品,干法消解时需将样品加热到450，,经干法灰化后，用原子光谱法可测定样,品中大量的钙、钾、镁、钠，少量的铁、,锰，痕量的镉、钴、铬、铜、钼、镍、,铅、锑、铊、钒和锌。,干 法,第六章 消化技术,植物样品,H,2,SO,4,-H,2,O,2,消解适用于铝、镉、铬、,铜、铁、锰、铅、钒的测定。HNO,3,-,HClO,4,消解可用于测定镉、铬、铜、铁、,锰时样品的前处理。,湿 法,第六章 消化技术,食品和饲料样品,干法消化：,样品在马弗炉中（一般550）被充分灰化。灰化前须先碳化样品，即把装有待测样品的坩埚先放在电炉上低温使样品碳化，在碳化过程中为了避免测定物质的散失，往往加入少量碱性或酸性物质（固定剂），通常称为碱性干法灰化或酸性干法灰化。,第六章 消化技术,食品和饲料样品,湿法消化法：,湿法消化一般用HNO,3,-HClO,4,、KMnO,4,-H,2,SO,4,等进行消化。由于湿法消化是在溶液中进行的，反应也较缓和一些，因此被分析的物质散失就大大减少。湿法常用于某些极易挥发散失的物质，除了汞以外，大部分金属的测定都能得到良好的结果。,第六章 消化技术,