消解所用酸的种类和用量

消解所用酸的种类和用量?

消解试样使用最广泛的酸是HN03 、HCl、HF、HCl04 、H202 等都是良好的微波吸收体，它们在微波炉中的稳定性、沸点和蒸汽压以及与试样的反应。

(1)HNO3 (比重 1.42 ，70% 水溶液，w/w)

在常压下的沸点为120 C。在0.5MPa下，温度可达176 C,它的氧化电位显着增大，氧化性增强。能对无机物及有机物进行氧化作用。金属和合金可用硝酸氧化为相应的硝酸盐，这些硝酸盐通常易溶于水。部分金属元素，如Au、Pt、Nb、Ta、Zr不被溶解。Al?和Cr不易

被溶解。硝酸可溶解大部分的硫化物。

硝酸消化的主要有机样品有：饮料、植物、废水、聚合物等。

(2)HCl (1.19 , 37% )，沸点110 C

HCl 不属于氧化剂，通常不用来消解有机物。HCl 在高压与较高温度下可与许多硅酸盐及一些难溶氧化物、硫酸盐、氟化物作用，生成可溶性盐。许多碳酸盐、氢氧化物、磷酸盐、硼酸盐和各种硫化物都能被盐酸溶解。

(3)HCl04 (72%)，沸点130C

是一种强氧化剂，能彻底分解有机物。但高氯酸直接与有机物接触会发生爆炸，因此，通常都与硝酸组合使用。或先加入HN03 反应一段时间后再加入HC104 。HC104 大都在常压下的预处理时使用，较少用于密闭消解中，要慎重使用。

(4)HF(38.3% )，沸点112C

在密闭容器中达180 C,会产生约0.8Mpa?的分压，能有效地使硅酸盐变成可挥发的SiF4 , 而留下其他要测量的元素。少量HF 与其他酸相结合使用，可有效地防止样品中待测元素形成硅酸盐。

( 5 ) H2O2(30%) ，沸点107 C

过氧化氢的氧化能力随介质的酸度增加而增加。H202? 分解产生的高能态活性氧对有机物质的破坏特别有利。使用时通常先加HN03 预处理后再加入H2O2? 。

(6)H2S04 (1.84，98.3% )，沸点338C

硫酸是许多有机组织、无机氧化物、合金、金属及矿石等的有效溶剂。它几乎可以破坏所有的有机物。但在密闭消解时要严格监控反应温度，因为浓H2S04 在达到沸点温度时可能熔

化聚四氟乙烯内罐，浓H2S04的沸点是338 C,而聚四氟乙烯的使用温度不能超过240? C。所以，一般不单独用H2S04 ，而是与HN03 一起组合使用。

(7)HP04(1.71 ，85%)，沸点158C

磷酸有较低的蒸气压，在0.8MPa时温度可达240? C。热HP04?适用于消解那些用HCI

消解时会使某些特定痕量组分挥发损失的铁基合金,磷酸还可溶解铬矿、氧化铁矿、铝炉渣

等。

在微波消解时，常常采用两种或两种以上的酸组合(混合)使用，消解效果更好。常使用的混合酸有以下几种。

(1)?水，HCl:HNO3=3:1?v/v

王水需现配现用。王水可用来溶解许多金属和合金，其中包括钢、高温合金钢、铝合金、锑、

铬和铂族金属等。植物体与废水也常使用它来进行消化。王水可从硅酸盐基质中酸洗出部分金属，

但无法有效的加以完全溶解。除王水外，硝酸和盐酸还常以另外的比例混合在一起使用,?所谓的勒福特( Lefort )王水，也叫逆王水，是三份硝酸与一份盐酸的混合物。可用来溶解氧化硫和黄铁矿。

(2)?HN03:H2S04,? 常用的比例为1:1(v/)

这种混酸的最高温度仅比单纯HN03时的最高温度高10 C左右。高温条件下，易于形成硫

酸盐络合物，还具有脱水和氧化的性质。通常在完成最初的消化后，可加入H2O2?以完成

消化。但是，只有当液量减少且冒S02气体后才能添加H202?。用它消解的样品有：聚合

物、脂肪及有机物质。

（3）?HN03:HF，常用比例为5: 1 （v/v）

用其他方法很难处理的一些金属和合金，能与这种混合酸反应而被溶解。这种混合酸对于溶

解金属钛、铌、钽、锆、铪、钨及其合金特别有效，也可用来溶解铼、锡及锡合金、各种碳化物及氮化物、铀及钨矿石、硫化物矿石及各种硅酸盐。

（4）?H2S04:H3P04，常用的比例为1:1 （v/v）

此种混合酸可在低压下产生极高的温度，因此要小心使用。H3P04的作用是充当助溶剂。

用于消解陶瓷，尤其是一些含铝高的陶瓷和耐火材料等。

（5）?HN03?、HCl、HF 混酸

先配制王水（HCI:HN03=4:1,v/v ），再将王水：HF=7:3 （v/v）配制。或者以HN03:HCI:HF=5:15:3 配制（v/v ）。这种混酸适用于消解合金、矽酸盐、岩石、熔渣、沸石、玻璃、陶瓷等

食品检验湿法消解过程和机理探讨

近年来微波消解得到广泛研究，各种消解方法比较的文章也层岀不穷。笔者在长期样品前处理工作中，通过对湿法消解过程观察，着重探讨湿法消解过程机理，为湿法消解操作提供经验参考。

1湿法消解体系的选择

1 . 1湿法消解主要使用硝酸、高氯酸、硫酸、过氧化氢等，利用其酸性及氧化性破坏样品结构。酸

的物理化学性质如下：

名称（分子式）

诳度険）密度（胖CK?）湍点

代）

北学性處

織駿（Hg）98.31,84脱水•强氧化性

离氯酸（HC1QJ 28.41,76203强隈•孫氧化性

68.3L50122易分解放NQ,强雹址剂

过氧化氢侧口）30L44150概不穩定,分解同时故出

氧和热量.具有较强的K 北

能力•为强氣化剂。

其氧化性排序应该为：高氯酸＞硝酸＞硫酸＞过氧化氢

1 . 2根据样品基体的不同选择合适的湿法消解体系。容易被氧化消解的样品基体选择用单一硝酸即

可，难消解的可选择硫酸一硝酸体系，硫酸一高氯酸一硝酸体系等

2消解过程描述

以较难消解的食用油为例，选择硫酸一高氯酸一硝酸体系进行消解，探讨湿法消解过程和作用机理，

以达到快速、安全的消解要求。

取0. 5g食用油样品，加入硫酸2ml、高氯酸3ml、硝酸5ml，先低温消解（电炉温度约200 C ），待达到硝酸分解温度、冒棕色烟且液面起大量泡沫，轻摇三角瓶等反应平稳后，置于平板电炉（400 C）升温；待瓶内液面起大量细泡沫并有反应物中心，且出现少量白烟时，开始摇动三角瓶并滴加硝酸，控制滴加速度以调节三角瓶内反应速度，防止样品炭化，也不可滴加太快使温度降低反应变慢。当三

角瓶内液面出现均匀且较大泡沫时，溶液变透明，停止摇动三角瓶，置于400 'C升温至冒高氯酸烟（白

色浓烟），此时瓶内液体有可能再出现棕黄色，这是难消解的有机物被消解的过程，继续消解至冒硫

酸烟（沉于瓶内白烟），这时瓶内液体已经澄清，所剩液体约2ml为硫酸，取下放冷定容。该消解过

程处理单个样品时间约20min，即使消解难以消解的食用油（0.5g）消耗硝酸不到10mL（约6〜7mL），

高氯酸3mL，硫酸2mL。此消解过程中控制温度及反应速度需经过一定的实验操作经验积累，是做