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1、17ICP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的固形物，尽管这
2、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，或者沉积在雾化器的喷口，造成喷雾不
3、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解是用酸或碱液在开口容器或密闭容器中
4、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）盐酸:还原性无机酸，沸点110度，常用无机酸中最易
5、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17/1717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，浓硝酸是氧化性无机酸，大多数硝酸盐在水溶液中溶解度很高，在ICP光谱，ICP
6、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,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
7、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。（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-，
8、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
