1、1 1 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmer 2009 PerkinElmerICP樣品前處理技術樣品前處理技術Sample Preparation Techniques for ICP2 2PerkinElmer CONFIDENTIAL綱綱要要一、樣品前處理簡述一、樣品前處理簡述二、樣品前處理方法二、樣品前處理方法三、器具的使用三、器具的使用四、樣品前處理實例四、樣品前處理實例3 3PerkinElmer CONFIDENTIAL樣品是均勻的且具有代表性待測元素完全進入溶液處理過程中要避免樣品損失不引入或盡量少引入其他元素避免

2、污染，包括實驗室環境、試劑、器皿和水考慮總固體溶解量及造成的霧化器堵塞和背景效應前處理方法要兼顧簡單、快速和高效樣品前處理基本要求樣品前處理基本要求4 4PerkinElmer CONFIDENTIAL樣品前處理方法樣品前處理方法濕法消解濕法消解熔融熔融干法灰化干法灰化高壓消解高壓消解微波消解微波消解5 5PerkinElmer CONFIDENTIAL濕法消解酸溶法酸的種類 HCl HNO3 HClO4 HF H2SO4 Aqua regia（王水）不同的樣品使用不同的酸所用容器 glass/pyrex teflon platinum酸等級劃分 分析純 AR 99.7% 優級純 GR 99.

3、8% 超純 UP級 99.9%6 6PerkinElmer CONFIDENTIAL（1）設備簡單易得；（2）投入費用較低；（3）技術上容易掌握；（4）可大批量操作。（1）速度慢，數十分鐘至數天。（2）溶解能力差，不易消解完全。 （3）消耗試劑多。 （4）試劑空白高，易污染。 （5）某些元素（如Hg、As、Se等）易揮發損失。 （6）廢氣排放多，污染環境。濕法消解酸溶法AdvantageDisadvantage7 7PerkinElmer CONFIDENTIAL無機酸及其物理特性無機酸及其物理特性8 8PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無機酸常用無機酸 鹽酸（HCl） -

4、鹽酸是應用最多的酸，能溶解氧化還原電位比氫更負的金屬如：Fe、Be、Mg 、Ca、Sr、Ba、 Al、Ga、In、Zn、Sn、稀土等金屬； - 應估計到一些易揮發金屬氯化物（As、Sb、Sn、Se、Te、Ge、Hg）潛在揮發損失。 硝酸（HNO3 ） - 是一種強酸，同時也是一種強氧化劑，能氧化分解大多數有機物，多數用鹽酸溶解的金屬也能用硝酸溶解； - 通常用HNO3來分解各種金屬、合金及消解有機物質（如生物樣品），是一種強氧化劑，注意鈍化問題，如鋁、錫等金屬。 高氯酸（HClO4） - HClO4是已知的最強的無機酸之一，熱的濃HClO4是強氧化劑，它將和有機化合物發生強烈（爆炸）反應 ；

5、- 與硝酸混合使用能 消化單獨用硝酸不能完全消化的有機試樣； - 經常使用HClO4來驅趕HCl、HNO3和HF； - 在用HClO4分解樣品中，可能會有10%左右的Cr以CrOCl3的形式揮發掉。 9 9PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無機酸常用無機酸 氫氟酸（HF） - 是唯一能分解以硅為基質的樣品的無機酸，適合于各類地質樣品、礦石、水系沉積物、土壤、石英巖等的消解； - 不能用玻璃器皿，常用是聚四氟乙烯（PTFE）為材料的燒杯、坩堝等器皿 王水（Aqua-regia） -HCl+HNO3（3+1） -王水通常用于分解金屬、合金、硫化物及一些礦物（金、銀、鉑、鈀） 硫酸

6、（H2SO4）及磷酸(H3PO4) -可消解多種礦石如鉻鐵礦、稀土礦等、合金 （鎢、鉬等）； - 硫酸和磷酸的雜質含量一般比鹽酸和硝酸高，沸點也比較高，不容易蒸發除掉； - 高粘度將對試液導入產生影響 ，不利于霧化； - 一些無機鹽如Ba、Sr、Pb、Ca等的溶解性很差 1010PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無機混酸常用無機混酸王王水水 -三份濃鹽酸與一份濃硝酸的混合物稱為王水。 -王水中，硝酸將氯離子氧化為氯，氯是一種強氧化劑，新生的原子態氯的氧化能力更強。氧化過程的中間產物 NOCl 還有催化作用，氯離子是很多金屬離子的絡合劑，多種因素導致王水具有很強的分解能力。 -

7、能用鹽酸和硝酸溶解的金屬、礦物幾乎都可以用王水溶解。Au、Pt、Pd、Os、Rh、Cr、Mo等不溶于單一酸的金屬也可用以王水溶解。1111PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無機混酸常用無機混酸HCl/ HNO3 +H2O2 -過氧化氫是一種強氧化劑，受熱分解為氧和水。鹽酸+過氧化氫是一種良好的溶劑。一些單獨用鹽酸不能溶解的金屬，可用 鹽酸+過氧化氫分解。如錫青銅、鉛錫焊料等。銅合金不溶于 鹽酸，用硝酸分解時錫會以偏錫酸形態析出沉淀，阻礙分解反 應的繼續進行。用鹽酸+過氧化氫分解，速度很快，并能得到 穩定的澄清溶液。貴金屬銠也可以用鹽酸+過氧化氫在密封容器內分解。 -過氧化氫將

8、Cl- 離子氧化為Cl，原子氯與金屬間的反應能力很 強，氯離子的絡合作用有助于分解反應順利進行。 2HCl + H2O = 2H2O + Cl2 - 過氧化氫還是金屬鎢的有效溶劑。 -硝酸+過氧化氫也是一種良好的溶劑，一些用硝酸溶解緩慢的試樣，滴加少量過氧化氫能加速溶解。更多地用于消解有機試 樣。 1212PerkinElmer CONFIDENTIAL常用無機混酸常用無機混酸HNO3+HClO4 -該氧化性混合酸是消解生物、食品和飲料等樣品的有效手段之一。一般是將樣品與HClO4共熱至發煙，然后加入HNO3可使樣品完全氧化。 -是破壞有機物比較有效的方法，但要求嚴格操作，防止發生爆炸。H2S

9、O4+H3PO4 -兩種酸的沸點都比較高，其中H2SO4氧化性較強，H3PO4能與一些金屬離子如Fe3+等絡合，故二者結合消解樣品，有利于測定時消除Fe3+等離子的干擾。 -熱的濃H3PO4具有很強的分解能力，如難熔的鎂鉻鐵礦、鈦鐵礦等多可被分解，需要注意的是，使用H3PO4時，若溫度過高，時間過長，會脫水形成難溶的焦磷酸鹽沉淀而影響測定。因此，H3PO4常與H2SO4等同時使用，即可提高反應溫度，又可防止析出。HNO3+HCl+HClO4+HF -該混酸可用于消解一些復雜成分的環境地質類樣品，如土壤和巖石。先利用HF將樣品中的Si晶格溶解破壞，然后再利用HClO4+的高沸點將樣品溶液溫度提升

10、，同時，通過HCl+HNO3的氧化溶解能力溶解樣品里的多種元素，以便分析。 -高氯酸和硫酸冒煙時溫度度較高，會造成Hg、As、Se、Te、Ge、Re、Os和Ru等元素的揮發損失。1313PerkinElmer CONFIDENTIAL在馬弗爐里灰化干法灰化分解干法灰化分解灰化輔助劑 Mg(NO3)2 H2SO4 HNO3有機樣品 plant material Resins樹脂使用的容器-坩堝 Ceramic陶瓷 Platinum鉑金灰化試劑等級 AnalaR分析純注意易揮發組份的損失1414PerkinElmer CONFIDENTIAL（1）設備簡單易得； （2）投入費用較低；（3）技術上易

11、掌握；（4）對含量較低的元素可以多稱取樣品；（5）消耗試劑少；（6）可大批量操作。（1）速度慢，需半天至一天；（2）耗電量多；（3）鉑金坩堝提貴,而瓷坩堝不純凈,測定微量痕量元素時易污染； （4）不能用于測Hg、As、Se等易揮發元素； （5）某些待測元素易受損失,如Cd、Pb等（1.0 M.cm。實驗室超純水實驗室超純水（Ultra-pure grade water）：實驗室超純水在電阻率、有機物含量、顆粒和細菌含量方面接近理論上的純度極限，通過離子交換、RO膜或蒸餾手段預純化，再經過核子級離子交換精純化得到超純水，其標準是水電阻率為18.2 M.cm，適用于多種機密分析實驗要求。環境、試劑與器具要求3737PerkinElmer CONFIDENTIAL實驗試劑實驗試劑 分析純 AR 99.7% 優級純 GR 99.8% 光譜純 SP 99.9% 工作基準試劑（二級） PR 99.95% 基準試劑（一級）PR 99.98% 高純 EP 99.99%實