样品前处理空白滤筒的纯化方式

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酸溶消解法是使用最为普遍的样品消解方法。该方法从酸消解体系的不同角度可分为王水消解法、HNO3-HF-H2SO4消解法、HNO3-HF-HClO4消解法、HNO3-HCl-HF消解法、HNO3-HClO4-H2SO4消解法、HNO3-HF-H2O2消解法和HNO3-HCl-HF-HClO4四酸消解法等。

盐酸

在金属活动顺序里,位于氢之前的活泼型金属可被盐酸溶解。除了强酸效应外,氯离子还具有一定的还原和配位作用,氯离子和部分金属离子形成可溶性的络离子能加快溶解速度,如FeCl4-、SbCl4-可使铁、锑等样品更易溶解。

易溶于盐酸的元素或化合物有铁、钴、镍、铬、锌、普通钢铁、高铬铁、金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐及多种硫化物等;除银、汞、铅等少数氯化物外,多数金属氯化物的溶解度较大。盐酸溶液中As3+、Sb3+、Ge4+、Se4+、Hg2+、Sn4+、Re7+加热时易挥发失去。在盐酸条件下,硫化物会以硫化氢的形式逸出,可以减少单体硫的析出和对样品的包裹来提高分解力。

硝酸

除了强酸效应外,硝酸还有强氧化性。

除金、铂系元素和易被硝酸钝化外的金属元素易溶于硝酸;铀的原生矿物及其碳酸盐、磷酸盐、钒酸盐、硫酸盐易溶于硝酸;较多不溶于盐酸的矿物易溶于硝酸,如铜、铅、铋、镍、钴、锌、砷等矿物,尤其是它们的硫化矿。

硝酸不宜分解硒、碲、砷,多种金属与硝酸反应生成一层氧化物保护层而钝化,包括铁、铝、铍、铬、镓、铟、铌、钽、钍、钛、锆和铪。硝酸的浓度、反应温度等不同,反应产物也不同。较少单独使用硝酸溶解矿样,一般与其它试剂联用,如硫化矿用盐酸溶解生成硫化氢气体去硫,再加硝酸分解。硝酸加其它氧化剂有更强的氧化能力。

采用硝酸溶解样品后,溶液中残留的硝酸、亚硝酸及低价氧化氮均具有氧化性,会破坏加入的有机物,所以在氧化还原容量法或比色法中需要赶尽硝酸。

硫酸

硫酸有强酸效应,浓硫酸具有氧化性和脱水性,沸点高,通过冒烟可驱走溶液中的盐酸、硝酸和氢氟酸,但可能造成Hg2+、Se4+、Re7+、磷酸、硼酸的损失。

在高温条件下,硫酸用于分解硫化物、砷化物、氟化物、磷酸盐、锑矿物、铀矿物、独居石、萤石等,还广泛用于氧化金属锑、砷、锡、铅的合金及各种冶金产品。

硫酸盐溶解度低,特别是稀土族元素、碱土金属和铅等硫酸盐。

磷酸

磷酸加热生成的焦磷酸和聚磷酸对金属离子有配位作用,一般用于分解合金钢或某些难溶矿样,也可用于分解多数硅酸盐矿物、硫化物矿物、磷酸盐、四价铀和六价铀的混合氧化物等。磷酸-硫酸可分解钛、钨、铬等元素的难溶矿。

单独使用磷酸分解溶样时,加热时间不宜过长,应不断摇晃烧杯,以免生成难溶多聚磷酸结块。在较强的酸性溶液中,磷酸与许多金属元素形成难溶性磷酸盐,给分析带来不便,尽管磷酸有很强的分解能力,但通常仅用于一些单项测定。

高氯酸

稀高氯酸溶液在常温下的氧化性不强,但在加热时或浓度高时会分解释放出氧气,有较强的氧化性。除金和一些铂系元素外,热的浓高氯酸可将金属氧化为最高价,能把钒、硫氧化为高价酸根,只有铅和锰呈较低氧化态,即Pb2+和Mn2+、Cr氧化为Cr6+。

高氯酸还可溶解硫化物矿、铬铁矿、氟矿石、磷灰石、钨铁、三氧化二铬以及钢中夹杂碳化物。

高氯酸属于危险物质,易爆炸,其价格贵,一般不单独使用,通常与盐酸、硝酸或硫酸混合使用,利用其强氧化性,用高氯酸冒烟驱除有机物、硫或碳。在高氯酸冒烟情况下,滴加盐酸可使铬挥发,滴加氢溴酸可除去砷。

氢氟酸

氢氟酸为弱酸,但配位能力强,是硅酸盐矿物的良好溶剂。硅酸盐矿物可被氢氟酸在聚四氟乙烯高压釜中加热分解。氢氟酸常与硝酸、硫酸、高氯酸组成混合酸分解试料,如铌、钽、钛、锆的氧化物和铌、钽矿石,以及钨铌合金钢、硅钢、稀土、铀等矿物。

用氢氟酸加热分解试料,蒸发至干,硅、钛以四氟化物形式逸出;用水润湿处理试料,加入氢氟酸加热溶解,硅几乎不挥发。

助溶剂

硫酸溶样添加硫酸钾提高沸点,添加硫酸铜可起催化作用;分解铁矿时,添加SnCl2起还原作用;

硝酸或盐酸添加H2O2、KClO3、溴素、KNO3、高锰酸钾起氧化作用,产生的初生态氯和氯气或氯化亚硝酰具有强氧化性,其中含有溴素的盐酸可有效分解多数硫化矿物,盐酸-双氧水可分解难溶的贵金属元素,特别是用于蒸馏法测定砷,可免去硫酸冒烟除去硝酸繁冗手续;添加酒石酸、氟化氨具有络合作用;添加柠檬酸钠起抑制水解作用。

酸溶消解法是使用最为普遍的样品消解方法。该方法从酸消解体系的不同角度可分为王水消解法、HNO3-HF-H2SO4消解法、HNO3-HF-HClO4消解法、HNO3-HCl-HF消解法、HNO3-HClO4-H2SO4消解法、HNO3-HF-H2O2消解法和HNO3-HCl-HF-HClO4四酸消解法等。

盐酸

在金属活动顺序里,位于氢之前的活泼型金属可被盐酸溶解。除了强酸效应外,氯离子还具有一定的还原和配位作用,氯离子和部分金属离子形成可溶性的络离子能加快溶解速度,如FeCl4-、SbCl4-可使铁、锑等样品更易溶解。

易溶于盐酸的元素或化合物有铁、钴、镍、铬、锌、普通钢铁、高铬铁、金属氧化物、氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、硼酸盐及多种硫化物等;除银、汞、铅等少数氯化物外,多数金属氯化物的溶解度较大。盐酸溶液中As3+、Sb3+、Ge4+、Se4+、Hg2+、Sn4+、Re7+加热时易挥发失去。在盐酸条件下,硫化物会以硫化氢的形式逸出,可以减少单体硫的析出和对样品的包裹来提高分解力。

硝酸

除了强酸效应外,硝酸还有强氧化性。

除金、铂系元素和易被硝酸钝化外的金属元素易溶于硝酸;铀的原生矿物及其碳酸盐、磷酸盐、钒酸盐、硫酸盐易溶于硝酸;较多不溶于盐酸的矿物易溶于硝酸,如铜、铅、铋、镍、钴、锌、砷等矿物,尤其是它们的硫化矿。

硝酸不宜分解硒、碲、砷,多种金属与硝酸反应生成一层氧化物保护层而钝化,包括铁、铝、铍、铬、镓、铟、铌、钽、钍、钛、锆和铪。硝酸的浓度、反应温度等不同,反应产物也不同。较少单独使用硝酸溶解矿样,一般与其它试剂联用,如硫化矿用盐酸溶解生成硫化氢气体去硫,再加硝酸分解。硝酸加其它氧化剂有更强的氧化能力。

采用硝酸溶解样品后,溶液中残留的硝酸、亚硝酸及低价氧化氮均具有氧化性,会破坏加入的有机物,所以在氧化还原容量法或比色法中需要赶尽硝酸。

硫酸

硫酸有强酸效应,浓硫酸具有氧化性和脱水性,沸点高,通过冒烟可驱走溶液中的盐酸、硝酸和氢氟酸,但可能造成Hg2+、Se4+、Re7+、磷酸、硼酸的损失。

在高温条件下,硫酸用于分解硫化物、砷化物、氟化物、磷酸盐、锑矿物、铀矿物、独居石、萤石等,还广泛用于氧化金属锑、砷、锡、铅的合金及各种冶金产品。

硫酸盐溶解度低,特别是稀土族元素、碱土金属和铅等硫酸盐。

磷酸

磷酸加热生成的焦磷酸和聚磷酸对金属离子有配位作用,一般用于分解合金钢或某些难溶矿样,也可用于分解多数硅酸盐矿物、硫化物矿物、磷酸盐、四价铀和六价铀的混合氧化物等。磷酸-硫酸可分解钛、钨、铬等元素的难溶矿。

单独使用磷酸分解溶样时,加热时间不宜过长,应不断摇晃烧杯,以免生成难溶多聚磷酸结块。在较强的酸性溶液中,磷酸与许多金属元素形成难溶性磷酸盐,给分析带来不便,尽管磷酸有很强的分解能力,但通常仅用于一些单项测定。

高氯酸

稀高氯酸溶液在常温下的氧化性不强,但在加热时或浓度高时会分解释放出氧气,有较强的氧化性。除金和一些铂系元素外,热的浓高氯酸可将金属氧化为最高价,能把钒、硫氧化为高价酸根,只有铅和锰呈较低氧化态,即Pb2+和Mn2+、Cr氧化为Cr6+。

高氯酸还可溶解硫化物矿、铬铁矿、氟矿石、磷灰石、钨铁、三氧化二铬以及钢中夹杂碳化物。

高氯酸属于危险物质,易爆炸,其价格贵,一般不单独使用,通常与盐酸、硝酸或硫酸混合使用,利用其强氧化性,用高氯酸冒烟驱除有机物、硫或碳。在高氯酸冒烟情况下,滴加盐酸可使铬挥发,滴加氢溴酸可除去砷。

氢氟酸

氢氟酸为弱酸,但配位能力强,是硅酸盐矿物的良好溶剂。硅酸盐矿物可被氢氟酸在聚四氟乙烯高压釜中加热分解。氢氟酸常与硝酸、硫酸、高氯酸组成混合酸分解试料,如铌、钽、钛、锆的氧化物和铌、钽矿石,以及钨铌合金钢、硅钢、稀土、铀等矿物。

用氢氟酸加热分解试料,蒸发至干,硅、钛以四氟化物形式逸出;用水润湿处理试料,加入氢氟酸加热溶解,硅几乎不挥发。

助溶剂

硫酸溶样添加硫酸钾提高沸点,添加硫酸铜可起催化作用;分解铁矿时,添加SnCl2起还原作用;

硝酸或盐酸添加H2O2、KClO3、溴素、KNO3、高锰酸钾起氧化作用,产生的初生态氯和氯气或氯化亚硝酰具有强氧化性,其中含有溴素的盐酸可有效分解多数硫化矿物,盐酸-双氧水可分解难溶的贵金属元素,特别是用于蒸馏法测定砷,可免去硫酸冒烟除去硝酸繁冗手续;添加酒石酸、氟化氨具有络合作用;添加柠檬酸钠起抑制水解作用。

硝酸对滤筒纯化

硝酸(HNO3)是强酸,具有强氧化性,沸点高,其盐类易溶于水,对金属元素有较好的溶解作用。使用硝酸纯化玻璃纤维滤筒可使滤筒中铅含量降低。

在硝酸纯化方式下,取用两个空白玻璃纤维滤筒,将整个滤筒放入mL烧杯中,加入(1+1)硝酸混合溶液,使滤筒全部浸没其中。电热板温度设置为70℃,加热浸泡3h后,冷却,取出用纯水浸泡10min,洗涤至中性,在℃烘干放入滤筒盒中备用。

Co、Ni、Cr、Mn的含量可能会出现升高,这是因为采用国产硝酸来处理滤筒,硝酸中存在Mn、Co、Ni等微量元素杂质,给结果带来干扰。

硝酸+硫酸组合处理对滤筒纯化

硫酸(H2SO4)氧化性强,在水中金属元素的测定中常使用硫酸与其他酸组合作为混合酸,用来破坏样品中的有机物。仅使用单一硝酸纯化,某些元素本底值降低,但个别元素本底值却升高,因此采用mL(1+1)硝酸中加入50mL硫酸混合溶液纯化空白滤筒,电热板温度设置为70℃,加热浸泡3h后,冷却,取出用纯水浸泡10min,洗涤至中性,在℃烘干放入滤筒盒中备用。

使用硝酸+硫酸混合溶液对滤筒纯化后,Pb含量可能增加,Mn、Cu、Tl有所下降,其他元素含量无明显降低。因为引入硫元素的干扰,硫和Pb形成PbSO4沉淀物析出,富集在滤筒中,导致Pb的剧增。

盐酸处理对滤筒纯化

盐酸(HCl)作为强酸,沸点在℃左右,作为常用酸之一,在高压与较高温度下,它对金属离子有较强的配合性和较好的溶出效果。

取用两个空白玻璃纤维滤筒,将整个滤筒放入mL烧杯中,加入选定浓度的盐酸溶液,使滤筒全部浸没其中。将各烧杯放置于数控超声波清洗器超声30min,取出用纯水浸泡10min,洗涤至中性,在℃烘干放入滤筒盒中备用。

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