浅谈原子吸收光谱法中样品的前处理方法

2021-01-05袁艳茹石凯文

河南畜牧兽医 2021年4期

孟佳，袁艳茹，杜杨，石凯文

（1.安阳市畜产品质量安全监测检验中心，河南安阳 455000；2.安阳市动物疫病预防控制中心）

原子吸收光谱法是化学分析中常用的分析方法，样品的前处理是在进行原子吸收光谱测定之前，将样品处理成溶液状态，也就是对样品进行粉碎、溶解，使微量元素处于溶解状态。样品经过前处理后才能进行原子吸收光谱的测定。常用的方法有湿法消化、干法灰化、微波消解等。其中制备的样品有以下要求：①称取的固体样品已经干燥并是均匀的具有代表性的。②样品中的待测元素完全分解进入溶液。③无论是湿法或干法灰化，都要避免损失。④避免污染，包括实验室环境污染、试剂污染、实验仪器设备污染和实验用水污染等，下面简要分析一下常用的前处理方法。

1 湿法消解

通过在样品中加入强氧化剂使得样品溶解，而被测物质呈离子状态存在于溶液中。具体的实验操作步骤为：（1）称量样品置于三角瓶中；（2）加入强氧化剂，加盖儿放置过夜；（3）将样品放置于电热板上加热；（4）溶解定容。湿法消解常用的无机酸有以下几种：①盐酸：沸点为110℃，盐酸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。许多氢氧化物、磷酸盐、硼酸盐和各种硫化物都能被盐酸溶解。②硝酸：沸点为120℃，在0.5 MPa 下，沸点温度可达176℃，氧化性强，能对无机物及有机物产生氧化作用，金属可以被硝酸氧化为其对应的硝酸盐，这些硝酸盐通常易溶于水，硝酸可溶解大部分的硫化物。③高氯酸：沸点130℃，也是一种强氧化剂，能彻底分解有机物，但高氯酸直接与有机物接触可能会发生爆炸，因此通常都与硝酸组合使用，或先加入硝酸反应一段时间后再加入高氯酸，大都在常压下的预处理时使用，较少用于密闭消解中，使用需小心谨慎。④氢氟酸：沸点112℃，在密闭容器中达180℃，会产生约0.8 Mpa 的分压，能有效地使硅酸盐变成可挥发的四氟化硫，而留下其他要测量的元素，少量氢氟酸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硫酸：沸点338℃，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，一般不单独用硫酸，而是与硝酸一起组合使用。⑥磷酸：沸点158℃，磷酸有较低的蒸气压，在0.8 MPa 时温度可达240℃。热的磷酸溶液适用于消解那些用盐酸消解时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、氧化铁矿以及铝炉渣等。

2 干法灰化

将样品称量后置于坩埚内加热，其中的有机物经脱水、分解、氧化、炭化后再转移至高温电阻炉中进行充分的灼烧、灰化，直至残留物为白色或浅灰色为止，所得的残渣即为剩余无机成分，然后进行测定分析。这种利用高温灼烧的方式破坏样品中的有机物成分，称为灼烧法，除汞外大多数金属元素和部分非金属元素的测定都可用该法处理。这种前处理方法可以一次性处理大量样品，但灰化时间长、灰化温度高、对处理的样品有选择性，同时因为处理过程中有高温环境，因此在处理样品时应当格外小心谨慎。具体步骤大致分为：（1）称量样品置于大小合适、洁净、无伤的坩埚内；（2）将样品放置于石棉网上，小火炭化至无烟冒出；（3）置于高温电阻炉内灰化6～8 h；（4）取出样品溶解以及定容。

3 微波消解

微波消解通常是指利用微波加热封闭容器中的消解液，包括各种酸、部分碱液以及盐类和试样，从而在高温增压条件下使各种样品快速溶解的湿法消化，相比于一般湿法消解具有快速、稳定的特点，同时能够降低对实验人员造成伤害的可能性。具体步骤大致分为：（1）称量样品置于消解罐中；（2）加入酸，常温或者加热预消解0.5 h；（3）微波消解；（4）转移定容。

4 新型固体进样

随着科学技术的研究与不断进步，新型的固体进样方法进入实验领域，相比于传统的经过前处理的液体进样优势为：液体进样的第一步都需要进行样品的消化分解，样品处理和试样制备一直是整个分析过程中最费力、费时和易产生污染和误差的一个环节，因此，痕量分析最好用直接法以避免样品前处理。原子吸收光谱的固体直接进样技术，减少了样品前处理过程中可能产生的误差，保证了样品的真实性和稳定性，使液体样品和固体样品分析结合在统一系统中实现。