确定样品处理方法的原则与依据(一)
样品处理是整个分析测试过程中的一个重要环节,其目的是利用各种化学方法将待测元素从固(液)态试样中定量地以离子形式转入测试溶液。选择合理的样品分解方法,可使分析手续大大简化,使分析方法的适应性、准确性大大提高。
设计最佳样品处理的原则是:
①保证样品中的被测元素全部定量地转入试液,即样品分解要完全;
②避免样品处理过程中引入干扰元素,同时要有利于除去干扰元素;
③分解方法要尽量简便,易操作,经济、迅速、安全,尽量减少对环境的污染;
④便于成批处理试样。
要设计出符合这些条件的样品处理方法,必须深入了解:
a)被测元素及其化合物的物理化学性质;
b)被测元素在样品中的含量范围、赋存形态;
c)样品基体组成和性质;
d)采用的最终的测试方法和技术。
以国内外测定As、Se和Hg所用样品各种处理方法为例
国内外测定各种样品中As、Se和Hg,所采用的样品处理方法大致分为三类:
1)湿法酸/碱分解;
2)密闭体系燃烧法(氧弹燃烧法);
3)烧结(半熔)法。
在对煤中的微量元素进行定性定量检测的过程中,样品的前处理往往比检测技术本身还重要。尤其是对于各种原子光谱技术,一般必需制成液体样品进样或液体进样时才能达到较高的准确度。为保证检测的准确性,在使组成复杂的煤样品充分溶解的同时,又要避免待检测元素易挥发的单质或化合物形式的损失。目前国内外还有以下几种方法:
(1)封溶坩埚直接消解。
该方法系采用密闭容器,用混酸直接分解样品,同时使用微波炉等加热消解。具有称样量少、溶解效率高、操作简单、安全,便于控制、避免挥发的优点;但直接分解法不可避免地有分解不完全的缺点。检测燃烧后的煤灰或煤抽提液样品中的微量元素时常用这种方法。
(2)低温灰化法。
采用等离子体技术在150℃左右使样品灰化,再在聚四氟乙烯容器中用混酸分解。该方法是目前公认的较好的预处理技术,但也有设备运行成本高、耗时长等缺点。
湿法酸分解
测定地质样品,常采用HNO3-HF-HClO4体系进行酸溶,用该法分解样品时,若加热强度稍大,蒸发过干,则样品中的部分Se会挥发损失。原因可能是样品被酸分解生成的Se(ClO4)2可分解为HCl和SeO2,这两种化合物可以反应生成在较低温度下可升华的SeCl2。据资料介绍,当处理样品时,蒸发至干,样品中Se可损失40%左右。因此,用该法分解试样,必须小心掌握加热温度和时间,蒸到1~2mL透明溶液时,即应停止加热。还有采用HNO3-H2SO4体系酸溶以及HNO3-HClO4体系分解。湿法分解操作手续比较繁杂,且伴随酸雾挥发到大气,对环境保护不利。另外,对煤而言,由于煤中含有的大量有机物质,给酸分解带来不便。
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