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1、15ICP光谱分析中的样品处理技术6.1前言ICP光谱分析的样品处理是分析全过程的一个重要环节，对分析测试质量有重要影响，某些分析质量问题是产生在样品处理过程。ICP光谱分析对样品处理的要求，除了一般分析技术对样品处理的要求外，还有其特特殊要求。一般分析技术都要求样品处理需把待测物全部转化进入溶液，过程不得损失待测物质，也不得带进待测物质引起样品的污染，消解后的样品溶液应该较长时间内是稳定的。对于ICP光谱分析（ICP质谱也是相同）除了上述三项外还应满足下述要求：（1）把样品转变成最佳分析状态；清亮透明；（2）不能存在粒径≥50μm的固
2、形物，尽管这些固形物不含有待测元素，也不允许存在，微米级的固形物将堵塞进样系统的雾化器，造成谱线强度降低及精密度下降，甚至完全无法进样：因为ICP光谱仪器的通用同心雾化器的进样毛细管内径只有0.001mm左右。（3）样品溶液不允许有膠体形态物存在，微克级的胶体物质用肉眼观察不到，但进样时很容易积累在雾化器毛细管喷口内，降低进样量，影响谱线强度；（4）要求样品溶液中的固形物（又称可溶性总固体）浓度≤10mg/ml，也就是要限制称样量，或者增加稀释倍数，是进样溶液含可溶性盐类不能过高，较高的可溶性盐类造成样品液粘度增加，影响进样，或者沉积在
3、雾化器的喷口，造成喷雾不正常。（5）不含能有腐蚀进样系统的物质存在，这里主要是指氢氟酸或氟离子，除了光谱仪配用是耐氟经验系统及耐氟炬管。多数进样系统是玻璃或石英制品，不能抗氢氟酸腐蚀，石英炬管中心管也易被氢氟酸腐蚀。（6）消解后的样品水溶液不宜含显著量的有机物质，有机物在等离子体中要影响等离子体稳定性，影响温度，从而影响谱线强度及光谱背景。ICP光谱分析的样品处理方法常用的样品处理方法湿法处理：（1）湿法开放酸溶，湿法开放碱溶；（2）高压密闭酸溶（3）微波高压酸消解（4）微波高压碱溶高温熔融；高温灰化6.2湿法消解常用试剂湿法开发式酸消
4、解是用酸或碱液在开口容器或密闭容器中分解固体样品，待消解液清亮后，低温蒸发近干，在用小量酸溶解，定容待测。容器可以用三角烧瓶，高桶烧杯，氟塑料容器等，加热装置可用电热板，控温电热消解器或红外加热消解系统，控温电热消解器用铝合金或石墨加热体，加热温度范围室温-2000C,控温精度0.20C,可一次性加热30~50个样品，是一种方便，高效的湿法消解装置。湿法消解样品主要条件是消解液种类,加热温度,与加热时间.湿法消解处理常用的消解化学试剂是硝酸,盐酸,高氯酸,氢氟酸,过氧化氢等,有时也会用到硫酸等其它试剂.下面介绍几种主要化学试剂.（1）盐
5、酸:还原性无机酸，沸点110度，常用无机酸中最易挥发，在开口酸溶样品时，盐酸很易挥发损失。盐酸可溶解金属活泼顺序中氢以前的铁钴镍铬锌等活泼金属,及多数金属15/1515氧化物,氢氧化物,炭酸盐,磷酸盐和多种硫化物,一般不能分解有机物.盐酸中的氯离子可和一些金属离子形成稳定的络合物.由于氯化银等氯化物在酸液中溶解度很低,需要测定银的样品不能用盐酸体系,铬在盐酸体系中,容易生成加热易挥发的氯氧化铬而挥发损失。生成挥发型化合物的元素还有Sb、As、B、Ge、Se、Sn等，降低温度可以抑制它们的挥发损失。（2）硝酸沸点122度，浓硝酸是氧化性无
6、机酸，大多数硝酸盐在水溶液中溶解度很高，在ICP光谱，ICP质谱样品消解中用的很多。硝酸兼有酸性和氧化性，溶解能力强,速度快,除铂族金属和某一些稀有金属外,硝酸能溶解多数金属及其氧化物,氢氧化物,硫化物。但铝，铬，铁等可生成氧化膜,产生钝化,为了破坏氧化膜,要加盐酸,铬在硝酸-盐酸体系中加热会氯化物挥发损失。（3）硫酸：沸点338度，是沸点最高的无机酸。热浓硫酸有很强的氧化性,硫酸可溶解铁钴镍锌等金属及其合金,以及铝锰铍钛铀钍等矿石.热浓硫酸在消解某些难分解塑料时比较有效。硫酸在光谱分析的样品处理常用于下列用途:用于赶掉易挥发酸,如HF
7、,HCl,转换酸体系;利用它的高沸点,溶解难溶样品;浓硫酸是脱水剂,可破坏有机物,把炭氧化成CO2：2H2SO4+C=CO2↑+2H2O；常与硝酸一起应用。配制多元素混合标准溶液时应当注意:Ba,Sr,Ca,Pb的硫酸盐在溶液的溶解度很低,很容易沉淀吸附。浓硫酸不宜用于需要加热的PTFE容器,氟塑料的熔点327度,而氟塑料260度就变形.（4）高氯酸沸点203度沸点浓热高氯酸有强氧化性,，浓热高氯酸接触有机物易爆炸,一般应先用浓硝酸破坏有机物,再用高氯酸处理.高氯酸在分解铬矿石，钨铁矿，氟矿石，镍铬合金，高铬合金，硫化汞矿等比较有效。（
8、5）氢氟酸沸点112度，是分解含硅材料最有效的无机酸，硅在酸溶液中形成SiF62-，加热可挥发掉，俗称“飞硅”。氢氟酸适用试样：硅酸盐，硅铁，多晶硅，石英石，铬合金，钨铁，，铌，钽，锆等稀有金属。氢氟酸溶解
