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1、Company LOGO 元素测定消化技术元素测定消化技术1消化技术学习要点消化技术学习要点溶 解 法熔 融 法湿 法 消 解干 法 灰 化 金属总量测定的前处理 2消化技术消化技术v第一节第一节 方法简介方法简介 v第二节第二节 仪器设备仪器设备v第三节第三节 操作方法操作方法3第一节第一节 方法简介方法简介v样品中微量金属和非金属元素测定。样品中微量金属和非金属元素测定。v土壤、有机肥料全量养分测定。土壤、有机肥料全量养分测定。v植物组织全量养分测定测定。植物组织全量养分测定测定。 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。4
2、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。5第二节 仪器设备 马福炉温度较高，马福炉温度较高，最高用温度可以达最高用温度可以达950-950-12001200，用于不需要控，用于不需要控制气氛制气氛, ,只需加热坩埚只需加热坩埚 里的物料的情况。里的物料的情况。6第二节 仪器设备 高温消化炉可高温消化炉可广泛用于谷物、饲广泛用于谷物、饲料、食品、水、土料、食品、水、土壤、化学药品等样壤、化学药品等样 品的消解。品的消解。7第三节 操作方法操作方法操作方法金属总量测
3、定的前处理技术金属总量测定的前处理技术8第三节第三节 操作方法操作方法溶解法溶解法熔融法熔融法湿法消解湿法消解干法灰化干法灰化高压消减高压消减微波消减微波消减9 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。10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。11湿法消解： 该法也称酸消化法，主要
4、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。12湿湿 法法 消消 解解硝酸消解法硝酸-高氯酸消解法硫酸磷酸消解法硫酸-高锰酸钾消解法硫酸-过氧化氢消解法多元消解法硝酸硫酸消解法13硝硝 酸酸 消消 解解HNO3消解法适用于较清洁的水样。HNO3具有氧化性，加热浓HNO3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。适用范围应用实例14硝酸-高氯酸 消解 消煮时HNO3具有强的氧化力，热的浓HClO4是最强的氧化剂和脱水剂，能将
5、组分氧化成高价态。加热时生成无水HClO4，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。15硝酸硝酸- -高氯酸高氯酸 消解消解食品中铁、镁、锰的测定有机肥料铜、锌、铁、锰的测定 土壤中硒的测定 原子荧光法应用实例16硝酸硝酸- -硫酸硫酸 消解消解1.两种酸都有较强的氧化能力，其中HNO3沸点低，而H2SO4沸点高（338）；2.热的浓H2SO4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；3.二者结合使用，可提高消解温度和消解效果。17硝酸-硫酸 消解 常用的HNO3与H2SO4的比例为5:2，消解时，先将HNO3加入样品中，加热蒸
6、发至小体积，稍冷，再加入H2SO4、HNO3，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H2O2。18硝酸-硫酸 消解 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。19硫酸-高锰酸钾 消解 该方法常用于测定汞的样品。KMnO4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。 20硫酸-过氧化氢 消解 用浓H2SO4-H2O2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
7、，变成CO2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H2SO4-H2O2消解法进 行消解。21多元消解法目的及前提为为 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。22多元消解法硝酸-硫酸-高氯酸消解法硝酸-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-高氯酸消解法为为23硝酸-硫酸-高氯酸消解法应用实例为为水质银的测定水质银的测定 火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法 食品中锡的测定食品中锡的测
8、定 氢化物原子荧光光谱法氢化物原子荧光光谱法 土壤质量土壤质量 总砷的测定总砷的测定 二乙基二硫代氨二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度基甲酸银分光光度 食品中锑的测定食品中锑的测定 24硝酸硝酸- -硫酸硫酸- -五氧化二矾消解法五氧化二矾消解法为为食品中总汞及有机汞的测定食品中总汞及有机汞的测定 冷原子吸收光谱法冷原子吸收光谱法 土壤质量土壤质量 总汞的测定总汞的测定 冷原子吸收分光光度法冷原子吸收分光光度法 应用实例25硝酸-氢氟酸-高氯酸消解法为为 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
9、消解也可以采用HNO3-HF-HClO4消解法。 应用实例26硝酸-硫酸-高锰酸钾消解法为为土壤质量 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 H2SO4和HNO3混合液加KMnO4，于60保温分解鱼、肉样品，可获得满意效果。应用实例27盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸消解法为为土壤质量 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-HNO3-HF-HClO4全分解方法进行样品的消解。应用实例28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。为
10、为29干 法 灰 化为为 30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。为为 31高温电炉直接灰化法应用实例 水果、蔬菜及制品锌含量的测定水果、蔬菜及制品锌含量的测定 适量样品 水浴蒸干 为为 32高温电炉直接灰化法 33 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。3
11、4 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35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。 36高压消减 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
12、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。缺点：存在容器内压力过高发生爆炸的危险。 37微波消解技术 原理： 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。 38微波消解技术 优点：优点：v大大提高了反应速率；大大提高了反应速率；v缩短样品制备的时间；缩短样品制备的时间；v可控制反应条件，制样精度更高；可控制反应条件，制样精度更高；v减少对环境的污染；减少对环境的污染；v改善实验人员的工作环境。改善实验人员的工作环境。39微波消解技术 缺点：缺点：需要特殊的昂贵的仪器。需要特殊的昂贵的仪器。应
13、用实例应用实例食品中锗的测定 称取均匀试样0.5g-1.0g，置于微波消解罐内，加2ml-3ml浓浓HNO3，1ml H2O2。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。40金属总量测定的前处理技术 水样动物样品 土壤底泥 植物样品 食品饲料 41水样排放水：排放水：v大由于含有较多的有机物和悬浮物，样品需加入少量大由于含有较多的有机物和悬浮物，样品需加入少量HNOHNO3 3酸化并加热处理，对特别污浊的样品则需进行消酸化并加热处理，对特别污浊的样品则需进行消化处理，可用化处理，可用HNOHNO3 3-H-H2 2SOSO4 4
14、或或HNOHNO3 3-HClO-HClO4 4加热进行酸消解；加热进行酸消解；也可用也可用NaOH-HNaOH-H2 2O O2 2或氨水或氨水-H-H2 2O O2 2蒸发至干进行碱消解；还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可用干灰化法，将样品蒸干后放入马弗炉中在500-500-550550加热将有机物灰化。冷却后用稀加热将有机物灰化。冷却后用稀HClHCl稀释。稀释。42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，然后放入马弗分混匀，并在上面再平铺一层碳酸钠，然后
15、放入马弗炉中在炉中在900900灰化半小时以上。待样品熔融完全后将熔灰化半小时以上。待样品熔融完全后将熔块倒入烧杯中研碎，再加入块倒入烧杯中研碎，再加入HClHCl使熔块溶解，加水定容使熔块溶解，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。泥样品的分解。 43土壤和底泥样品 土壤和底泥样品也可以用土壤和底泥样品也可以用H H2 2SOSO4 4、HNOHNO3 3或或HClOHClO4 4与其他强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
16、需加入较长，当样品含有较高有机质时还需加入KMnOKMnO4 4、V V2 2O O5 5或或H H2 2O O2 2加速破坏有机质。加速破坏有机质。44动物样品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稀释后直接尿样45动物样品46 动物样品 动物组织样品动物组织样品 由于不含硅，动物样品如肌肉、组织器官和鱼肉由于不含硅，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、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
17、于动物组织样品锰、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的前处理。特别适用于测定样品中的挥发性元素。素。 47 植物样品 干法干法 干法消解时需将样品加热到干法消解时需将样品加热到450450，经干法灰化后，用原子光谱法可测定样经干法灰化后，用原子光谱法可测定样品中大量的钙、钾、镁、钠，少量的铁、品中大量的钙、钾、镁、钠，少量的铁、锰，痕量的镉、钴、铬、铜、钼、镍、锰，痕量的镉、钴、铬、铜、钼、镍、铅、锑、铊、钒和锌。铅、锑、铊、钒和锌。 48 植物样品 湿法湿法 H2SO4-H2O2消解适用于铝、镉、铬、消解适用于铝、镉、铬、铜、铁、锰、铅、钒的测
18、定。铜、铁、锰、铅、钒的测定。HNO3-HClO4消解可用于测定镉、铬、铜、铁、消解可用于测定镉、铬、铜、铁、锰时样品的前处理。锰时样品的前处理。 49食品和饲料样品 干法消化干法消化：样品在马弗炉中（一般：样品在马弗炉中（一般550550）被充分）被充分灰化。灰化前须先碳化样品，即把装有待测样品的坩灰化。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（固定剂），通常称为碱
19、性干法灰化或酸性干法灰化。50食品和饲料样品 湿法消化法湿法消化法：湿法消化一般用湿法消化一般用HNOHNO3 3- -HClOHClO4 4、KMnOKMnO4 4-H-H2 2SOSO4 4等进行消化。由于湿法消化等进行消化。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。金属的测定都能得到良好的结果。51 在实际分析中，究竟选用何种方法，这要视分析在实际分析
20、中，究竟选用何种方法，这要视分析在实际分析中，究竟选用何种方法，这要视分析在实际分析中，究竟选用何种方法，这要视分析元素何样品基体的性质以及用什么类型的原子吸收法元素何样品基体的性质以及用什么类型的原子吸收法元素何样品基体的性质以及用什么类型的原子吸收法元素何样品基体的性质以及用什么类型的原子吸收法而定。一般都需要在分析元素的回收率，速度，简便，而定。一般都需要在分析元素的回收率，速度，简便，而定。一般都需要在分析元素的回收率，速度，简便，而定。一般都需要在分析元素的回收率，速度，简便，最终测定的条件以及安全等方面统筹考虑权衡利弊。最终测定的条件以及安全等方面统筹考虑权衡利弊。最终测定的条件以及安全等方面统筹考虑权衡利弊。最终测定的条件以及安全等方面统筹考虑权衡利弊。52Company LOGO53
