icp光譜分析中的樣品處理技術(shù)

1、ICP光譜分析中的樣品處理技術(shù)6.1前言ICP光譜分析的樣品處理是分析全過程的一個重要環(huán)節(jié)，對分析測試質(zhì)量有重要影響，某些分析質(zhì)量問題是產(chǎn)生在樣品處理過程。ICP光譜分析對樣品處理的要求，除了一般分析技術(shù)對樣品處理的要求外，還有其特特殊要求。一般分析技術(shù)都要求樣品處理需把待測物全部轉(zhuǎn)化進入溶液，過程不得損失待測物質(zhì)，也不得帶進待測物質(zhì)引起樣品的污染，消解后的樣品溶液應該較長時間內(nèi)是穩(wěn)定的。對于ICP光譜分析（ICP質(zhì)譜也是相同）除了上述

2、三項外還應滿足下述要求：（1）把樣品轉(zhuǎn)變成最佳分析狀態(tài)；清亮透明；（2）不能存在粒徑≥50μm的固形物，盡管這些固形物不含有待測元素，也不允許存在，微米級的固形物將堵塞進樣系統(tǒng)的霧化器，造成譜線強度降低及精密度下降，甚至完全無法進樣：因為ICP光譜儀器的通用同心霧化器的進樣毛細管內(nèi)徑只有0.001mm左右。（3）樣品溶液不允許有膠體形態(tài)物存在，微克級的膠體物質(zhì)用肉眼觀察不到，但進樣時很容易積累在霧化器毛細管噴口內(nèi)，降低進樣量，影響譜線強

3、度；（4）要求樣品溶液中的固形物（又稱可溶性總固體）濃度≤10mgml，也就是要限制稱樣量，或者增加稀釋倍數(shù)，是進樣溶液含可溶性鹽類不能過高，較高的可溶性鹽類造成樣品液粘度增加，影響進樣，或者沉積在霧化器的噴口，造成噴霧不正常。（5）不含能有腐蝕進樣系統(tǒng)的物質(zhì)存在，這里主要是指氫氟酸或氟離子，除了光譜儀配用是耐氟經(jīng)驗系統(tǒng)及耐氟炬管。多數(shù)進樣系統(tǒng)是玻璃或石英制品，不能抗氫氟酸腐蝕，石英炬管中心管也易被氫氟酸腐蝕。（6）消解后的樣品水溶液不

4、宜含顯著量的有機物質(zhì)，有機物在等離子體中要影響等離子體穩(wěn)定性，影響溫度，從而影響譜線強度及光譜背景。ICP光譜分析的樣品處理方法常用的樣品處理方法濕法處理：（1）濕法開放酸溶，濕法開放堿溶；（2）高壓密閉酸溶（3）微波高壓酸消解（4）微波高壓堿溶高溫熔融；高溫灰化6.2濕法消解常用試劑濕法開發(fā)式酸消解是用酸或堿液在開口容器或密閉容器中分解固體樣品，待消解液清亮后，低溫蒸發(fā)近干，在用小量酸溶解，定容待測。容器可以用三角燒瓶，高桶燒杯，氟塑

5、料容器等，加熱裝置可用電熱板，控溫電熱消解器或紅外加熱消解系統(tǒng)，控溫電熱消解器用鋁合金或石墨加熱體，加熱溫度范圍室溫2000C控溫精度0.20C可一次性加熱30~50個樣品，是一種方便，高效的濕法消解裝置。濕法消解樣品主要條件是消解液種類加熱溫度與加熱時間.濕法消解處理常用的消解化學試劑是硝酸鹽酸高氯酸氫氟酸過氧化氫等有時也會用到硫酸等其它試劑.下面介紹幾種主要化學試劑.（1）鹽酸:還原性無機酸，沸點110度，常用無機酸中最易揮發(fā)，在開

6、口酸溶樣品時，鹽3315鹽酸溶解［3］稱取0.2500g試樣于50mL燒杯中加少量水潤濕試樣再加15mL鹽酸(11)放到電熱板上滴加硝酸低溫加熱溶解。待溶解后蒸至近干冷卻后用3molL鹽酸定容至25mL容量，測定Cu、Fe、Mg、Mn、Ni、Zn和Ti。（2）純金［4］：根據(jù)純金樣品中雜質(zhì)元素的含量稱取1.0000～5.0000g試樣于100ml燒杯中加入20ml的11王水蓋上表面皿低溫加熱使試樣完全溶解低溫蒸發(fā)至溶液呈棕褐色(約2ml

7、)取下打開表面皿使氮氧化物揮發(fā)掉冷卻至室溫。用11的王水溶液定容至50ml容量瓶中稀釋至刻度。經(jīng)萃取分離測定Ag、Cu、Fe、Pb、Sb、Bi、Pd、N、iCr、Mn。（3）鑄鐵:生鐵含炭量較高也含一定量的硅高氯酸溶樣并加HF趕硅。球墨鑄鐵【5】稱取0.2000g試樣于100mL燒杯中加入5mL鹽酸(11)5mL硝酸(11)低溫加熱溶解冒煙至近干稍冷加入10mL鹽酸(11)溶解鹽類冷卻后定容于100mL容量瓶中搖勻放置澄清或過濾除沉淀物

8、，測定La、Ce和Y。（4）普碳鋼和低合金鋼【6】稱取0.5000g樣品于250mL燒杯中加50mL鹽酸硝酸水混合溶液(HClHNO3H2O=127)低溫加熱30min(有混濁需過濾)置于100mL容量瓶中用水稀釋至刻度用氫化物發(fā)生法測定As、Sn、Pb、Sb、Bi。（5）鋼中硫【7】鋼中硫一般以夾雜物的形式存在，主要存在形式是MnS，用還原性鹽酸分解時硫以硫化氫形式溢出而損失用王水或硝酸溶解樣品測定結(jié)果也偏低研究表明由于樣品溶液中存在

9、以溶膠或懸浮形式的部分集合態(tài)硫經(jīng)霧化引入等離子體光源激發(fā)區(qū)其光譜激發(fā)速率小于硫的逃逸速率使硫的測定結(jié)果偏低樣品用王水或硝酸溶解后再經(jīng)高氯酸處理溶液中硫轉(zhuǎn)化成硫酸根進入均相溶液測定結(jié)果準確可靠。王水高氯酸溶解樣品稱取0.1000g試樣于50mL的燒杯中，加10mL水、0.5mL硝酸2.0mL鹽酸低溫加熱待樣品溶解后加2.5mL高氯酸繼續(xù)加熱至高氯酸煙冒至瓶口保持5s取下冷卻至室溫定容至20mL測定硫。（6）鋼中酸溶鋁和酸不溶鋁及全鋁【8】

10、鋁在鋼中主要以金屬固溶體形式存在少部分以氧化鋁和氮化鋁形式存在。金屬鋁、氮化鋁、硫化鋁一般能溶于酸中稱為酸溶鋁而氧化鋁及尖晶石等難溶于酸稱酸不溶鋁全鋁為兩者總和。消解方法：稱取鋼鐵試樣1.0000g置于250ml錐形瓶中加入稀鹽酸(14)30ml加熱分解試樣待樣品完全溶解取下加少許紙漿過濾以鹽酸(19)洗滌沉淀及濾紙4～5次然后以蒸餾水洗滌殘渣移入鉑金坩堝中烘干、灰化、灼燒后覆蓋1.5g硫酸氫鈉置于馬弗爐中緩慢升溫至750℃熔融1～3m

11、in然后以鹽酸(19)浸取轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中冷卻至室溫定容待測酸不溶鋁。濾液冷卻至室溫轉(zhuǎn)移至100ml容量瓶中定容待測酸溶鋁全鋁為兩者總和。(7)鎢礦石［9］：準確稱取0.2500g樣品于30mL聚四氟乙烯坩堝中加入少量水潤濕分別加入HNO34mLH3PO41mLHF7mL置于電熱板上低溫分解完全蒸至盡干趕盡HF加入HCl1mL和少量水浸取取下冷卻移入25mL比色管中(8)鐵礦【10】：準確稱取0.2500g試樣于200mL聚四氟

12、乙烯燒杯中加10mL硝酸(ρ約1.42gmL)10mL鹽酸(ρ約1.19gmL)2mL氫氟酸(ρ約1.13gmL)5mL高氯酸(ρ約1.67gmL)于電熱板上低溫溶解直至蒸至濕鹽狀不流動取下樣品冷卻然后加入14mL鹽酸溶液(11)放置在電熱板上溶解鹽類至溶液透明為止取下稀釋至100mL溶液中含鹽酸的體積分數(shù)為7%。測定K、Na、Pb、Zn、Cu、As。（9）鉛精礦【11】稱取0.1—0.2g樣品于250mL燒杯中加少量水潤濕加15mL硝