《分析样品制备技术》教学ppt课件—2.3湿法消解.ppt

酸消解法,酸消解法,定义：利用氧化性酸和氧化剂对有机物进行氧化、水解，在一定温度下分解有机物，被测组分以液态形式存在于溶液中。试剂：H2SO4、HNO3、HClO4和H2O2。温度：反应温度较低（200），而且应用了大量的酸，可以期望将所有元素转化为不挥发的形式，但某些元素仍存在挥发损失问题。例如，Hg、Se在还原条件下或出现炭化时，被还原而挥发损失。在试样含有氯时，Ge、As变成GeCl4和AsCl3（沸点分别为83.1和132）挥发损失等等,应给予注意。,酸消化方式,(1)稀酸消解法：对于不溶于水的无机试样，可用稀的无机酸溶液处理。几乎所有具有负标准电极电位的金属均可溶于非氧化性酸，但也有一些金属例外，如Cd、Co、Pb和Ni与盐酸的反应，反应速度过慢甚至钝化。许多金属氧化物、碳酸盐、硫化物等也可溶于稀酸介质中。为加速溶解，必要时可加热。,酸消解法,（2）浓酸消解法为了溶解具有正标准电极电位的金属，可以采用热的浓酸，如HNO3、H2SO4和H3PO4等。样品与酸可以在烧杯中加热沸腾，或加热回流，或共沸至干。,酸消解法,（3）混合酸消解法 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。含有大量有机物的生物样品通常采用混酸进行湿法消解。湿法消解常用的混酸消解试剂体系有：HNO3-HClO4、HNO3-H2SO4、H2SO4-KMnO4、H2SO4-H2O2、HNO3-H2SO4-HClO4、HNO3-H2SO4-V2O5等。,酸消解法,HNO3-H2SO4 HNO3对蛋白质分解效果好，且反应温和；H2SO4对糖类、脂肪分解效果好。使用方法：先加HNO3消化一定时间后，加H2SO4提高分解温度，加快消化速度。也可两者一同浸样过夜。油样则先加H2SO4磺化，后加HNO3。,酸消解法,HNO3HClO4 最常用的一种混合酸，可预先加HNO3至反应基本终了 后再加HClO4；也可同时加入，其比例由HNO3:HClO4=9:11:2不等。注意事项：含有醇、甘油或酯类有机物的样品应预先用HNO3 浸泡更长 的时间，并延长低温下的消化时间。应待样品溶液完全冷却后方可补加酸（通常补加 HNO3）。,酸消解法,HNO3-H2SO4-HClO4 在HNO3HClO4体系中加入少量硫酸，可以在前述HNO3HClO4氧化基础上，提高消化体系的沸点，也进一步提高HClO4的浓度（可到85%）而增加此一体系的氧化力，可以氧化一般情况下不易氧化的样品。最常用的比例为HNO3:HClO4:H2SO4=3:1:1,HNO3-H2O2和H2SO4-H2O2 一般先加入数毫升HNO3或H2SO4，待反应剧烈后或碳化后滴加或一次性加入13ml H2O2，将混合物再行加热，直至产生大量酸性烟雾。煮沸数分钟，任其静置冷却，再加数毫升H2O2，如此重复直到试样消化完毕。,酸消解法,HNO3-HClO4-HF和HNO3-H2SO4-HF 一般用于分解含硅酸盐样品或测Ti样品。,酸消解法,消化技术（1）敞口消化 最常用的湿法消化技术。所 用器皿有：*烧杯*三角瓶（锥型瓶）*凯氏瓶,酸消解法,（2）回流消化 测定具有挥发性成分时常用，如Hg的测定。因烧瓶上连有冷凝管，挥发性成分随冷凝酸雾形成的酸液回滴，并可防止烧干。,（3）冷消化 样品和消化液混合后置于室温下放置过夜。此法可避免 极易挥发元素（如Hg）的挥发。但仅适用于有机物较少的样品。,酸消解法,优点：1.湿法消解操作简便。2.可一次处理较大量样品。3.适用于水样、食品、饲料、生物等样品中痕量金属元素分析。,缺点：1.加入大量溶剂，造成盐类浓度过高，引入新杂质；2.熔融加热温度高，造成挥发损失;3.所用容器在高温易发生反应，引入新杂质。,酸消解法,酸消解法定义、试剂、温度、优点、缺点酸消化方式稀酸消解法、浓酸消解法、混合酸消解法消化技术敞口消化、回流消化、冷消化,总结,消化分解加热设备,消化分解加热设备,用于试样消化分解的仪器设备主要有电热板、马福炉、高温消化炉、凯氏烧瓶等。,1、电炉、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。,电热板,化学工业出版社,消化分解加热设备,2、马福炉 温度较高，最高用温度可以达950-1200，用于不需要控制气氛，只需加热坩埚里的物料的情况。主要用高温分解法。,马福炉,化学工业出版社,消化分解加热设备,3、高温消化炉、石墨消解仪 可广泛用于谷物、饲料、食品、水、土壤、化学药品等样品的消解。,高温消化炉,化学工业出版社,消化分解加热设备,4、凯氏烧瓶,凯氏烧瓶,1.2.蒸气发生器 3.冷凝管 4.接受瓶 5.电炉,化学工业出版社,消化分解加热设备,真实案例分享：饲料样品消解流程,消化分解加热设备,消化分解加热设备1、电炉、电热板2、马福炉3、高温消化炉、石墨消解仪4、凯氏烧瓶,总结,土壤样品的消解,土壤酸消解法,由于土壤结构的复杂性，土壤一般由无机物（已经风化成沙、淤泥、黏土的小颗粒岩石）、有机物（分解的植物、动物遗体和肥料统称为腐殖质）、水和空气组成。要检测土壤的成分，特别是其中重金属元素的含量，必须进行消解。目前常用的消解方法有湿法、干灰化法和微波消解三种。,方法选择,消解体系选择,混合酸消解体系是盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸,“王水”（盐酸和硝酸按照3:1的比例配制）和氢氟酸破坏土壤的晶格结构，使嵌在其中的重金属元素析出。氢氟酸的作用主要是破坏氧化硅的晶格结构，加高氯酸，破坏土壤中的有机质成分，使原本富集于动植物体内后形成的土壤腐殖质中的重金属元素析出。,消解容器选择,50 ml聚四氟乙烯坩埚,土壤酸消解法,任务目标 消化分解土壤试样 任务描述 某造纸企业向周围的农田排放工业废水，当地农民怀疑废水中的铬严重污染了土壤，现需要确定农田土壤中的铬含量是否超标，请对土壤样品进行分解预处理。任务实施 1、聚四氟乙烯坩埚 50ml；1、盐酸（=1.84g/mL）；2、电热板；2、硝酸（=1.42g/L）；3、小漏斗；3、氢氟酸（=1.70g/mL）；4、容量瓶 50ml；4、高氯酸（=1.70g/mL）。5、天平（万分之一）。5、土壤试样。,典型案例,一、仪器准备,二、试剂、试样准备,化学工业出版社,土壤酸消解法,典型案例,三、操作步骤,称取0.5000g试样，于50ml聚四氟乙烯坩埚中，加少量水湿润,加少量水润湿，加入浓盐10ml,摇匀于通风橱内的电热板加热，使样品分解。,待蒸发至约剩3ml左右时取下冷却，然后加入5ml硝酸、5ml氢氟酸、3ml高氯酸，,加盖后于电热板中加热分解，有浓厚白烟，使黑色碳化分解，蒸至黏稠。加热消解至冒大量白烟，试样变白,取下冷却，用蒸馏水冲洗坩埚，加入1ml硝酸溶解残渣，,然后转移到50mL容量瓶中,加5mL氯化铵溶液冷却稀释至刻度。,化学工业出版社,土壤酸消解法,1、电热板温度不宜太高，否则产生变形。2、消解土壤样品时，要严格控制消解的时间与温度，样品在蒸至近干过程中，需特别小心，防止蒸干，否则，待测元素会有损失不可蒸干。2、由于整个实验过程使用强酸种类多，用量大，酸的挥发性强，建议操作者在操作过程中还应戴上防毒口罩，尤其在取用高氯酸时，要防止溅落，小心操作。1、试样消解是否完全会影响测定结果。2、容量瓶必须用酸泡过，以减弱器皿的吸附作用和降低空白值。,典型案例,四、操作注意事项,五、误差分析,化学工业出版社,土壤酸消解法,方法选择消解体系选择消解容器选择典型案例,总结,