ICP樣品溶解方法

在ICP的測試中，樣品前處理占有非常重要的地位，特別是對于不是很精通ICP 儀器及化學分析的用戶，往往對一個樣品有無從下手的感覺，本人參考了大量的 ICP 分析方法匯編，把樣品處理一節整理出來，以供大家參考，內容均來自己網上或有關化學期刊，本人不可能對每個樣品都去驗證，如果有錯誤，敬請大家原諒，在工作之余，我會逐漸的把冶金，地質，生物組織，環保，農業等樣品的前處理方法整理出來，以供大家分享。 宋頂海 北京卓信博澳儀器有限公司(www.zxba.com) 中國光譜技術論壇(www.zggplt.com) 1 ①稱取0.1000g已干燥并磨細的試樣于干凈、已鋪有0.8 g 混合熔劑（按無水碳酸鈉：硼酸=2： 1 的比例，分別粉碎后拌勻，存放于干燥器內）的鉑金坩堝內，用玻璃棒拌勻，再加0.8g 混合熔劑均勻地覆蓋試樣，蓋上坩堝蓋。然后于900 -950 ℃的馬弗爐內熔融12-15min，取出冷卻后，放人 250 ml 高型燒杯(內裝80 ml 熱水)內，邊搖動邊加人20 ml 濃硝酸，置低溫電爐上加熱至熔塊全部溶解后，取下冷卻，用水洗出鉑金坩堝，溶液移人200 ml 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。溶液引入ICP光譜儀分析，記錄檢測強度或百分含量。 ICP - AES關鍵是制備試樣溶液。鐵礦石的化學分析，原已具備較完善的溶樣方法，用原化學溶樣方法溶解后，直接將溶液(濃度為1 mg/ml)引入ICP光譜儀測定，結果是五個元素的工作曲線均呈良好的線性狀態，但發現標樣回收率較低，且炬管使用一周便受到嚴重的污染，霧化器也容易堵塞，分析的準確度無法保證。溶液稀釋5 倍(即濃度為0. 2 mg/ml )后再分析，發現硅、錳、鋅這些離子濃度稍大的元素，其分析精確度有所提高，但離子濃度較低的元素，如磷和砷的分析精確度則較前差，標樣回收率低及炬管、霧化器污染現象并無改觀。初步證明原化學溶樣方法不能用于ICP光譜儀上。 炬管污染和霧化器容易堵塞及分析精確度低的問題得到了答案:是由于溶解樣品加人的堿性熔劑量過大造成的。堿熔法溶解樣品，分解能力強，熔融物浸出比較方便，速度也較快，加大熔劑的用量可加速樣品的溶解，對化學分析影響不大。但導人ICP光譜儀內分析時，由于溶液需通過毛細管般的霧化器，堿熔后鈉離子濃度較大時，鈉鹽容易析出而將霧化器堵塞。經反復試驗熔劑加入量對樣品溶解狀態的影響，發現熔劑量小于1g 時，樣品熔得不完全，且熔塊溶解時間長，溶液靜置后有少量黑色或灰色沉積物。當熔劑量加至大于2. 5g 時，樣品雖能完全溶解，且熔塊溶解時間短，但霧化器容易堵塞。最終試驗得出，在保證溶解徹底而又使霧化器不堵塞的前提下， 1.6 一 2.0g 的熔劑量較為合適。按照熔劑試驗結果，嚴格控制熔劑加入量，選擇濃度0. 5 mg/ml 的標樣溶液導入IC P光譜儀，在確定的工作條件下測定一系列鐵礦石和燒結礦標樣中各元素強度后，用最小二乘法繪出工作曲線。各元素的分析精確度得到顯著的提高，霧化器及炬管污染程度也明顯降低，標樣回收率提高。 ②鐵礦石中砷的測定 稱取標準樣品0. 1000 g 于150 m L 燒杯中，以少量水潤濕，加人硝酸(密度 1.42 g/mL) 5mL 于低溫電爐上加熱溶解，5 min 后加 HCl(密度 1.19g/mL)15 mL 繼續加熱至試樣溶解完全后，剩余3-4 mL，加約20 m L 水加熱溶解鹽類，用中速濾紙過濾于50 m L 容量瓶中，以熱水洗滌杯壁和濾紙各4-5 次，冷卻至室溫，用水稀釋至刻度， 混勻。 ③ 鐵礦石中 V、Ti、A1、Mn、Cu 測定方法 稱取標準樣品0.200 0 g 數份置于250 mL 燒杯中，加鹽酸(密度1. 19 g/mL) 30 mL，加3 滴 HF，低溫加熱分解30 一60 min，取下稍冷，加硝酸(密度1.42 g/mL)5 mL，加熱蒸發至小體積，冷后加6 mL 硫酸(密度1.84 g/mL)，繼續加熱至冒三氧化硫白煙約20 min，冷后，用水沖洗杯壁，加鹽酸(1+1)20 mL，加熱溶解鹽類，用慢速濾紙過濾于100 m L 容量瓶中，用熱鹽酸(5+95)洗燒杯及濾紙 4-5 次，再用熱水洗 3-4 次，冷卻至室溫，用水稀釋至刻度，混勻。測定鐵礦石中V 、 Ti、 Al、M n、Cu 的含量。 ③普通鐵礦石不測定Ti 時測定方法 稱取試樣0 . 200 0 g 置于250 m L 燒杯中，加人鹽酸(密度1 .19 g/mL)30 mL,3 滴HF，低溫加熱分解30-60 min，取下稍冷，加入硝酸(密度1.42 g/mL) SmL，高氯酸(密度1. 67 g/m L) 10mL，繼續加熱冒高氯酸煙10 min。取下冷卻，用水沖洗杯壁，加鹽酸(1+1)20 mL，加熱溶解鹽類，用慢速濾紙過濾于100 m L 容量瓶中，用鹽酸(5+95) 洗燒杯及濾紙4 一5 次，再用熱水洗3-4 次，冷卻至室溫，用水稀釋至刻度，混勻。對于Mn, Cu, 測定方法選擇同As也可以。 注意事項：非光譜干擾以霧化去溶干擾、揮發-原子化干擾及激發一電離干擾為主。 溶樣酸的選擇對于減少霧化去溶干擾起著重要作用。硝酸、 鹽酸、高氯酸、 硫酸、 磷酸等無機酸的引人均使溶液的吸人速率及譜線強度減弱，并依上列從硝酸到磷酸的順序而加強。因此在試樣分析中，在保證試樣充分溶解的前提下盡量少地引人酸的種類和控制盡量低的酸度，這樣能最大限度地克服霧化去溶干擾。在試樣預處理中，粘度小，表面張力小，霧化效率高的硝酸和鹽酸是消除霧化去溶干擾的最佳選擇。基體干擾是必須予以排除的干擾，參比樣品(標準樣品)和分析樣品溶液的酸度和大含量可溶鹽成分濃度相匹配是克服基體干擾的有效方法。對于無標準物質的情況，可以根據分析樣品的化學組成，選擇基體元素，用純化學試劑進行人工配制，使其酸度和主要成分的濃度盡可能與分析樣品一致。機酸的引人均使溶液的吸人速率及譜線強度減弱。 2 K , Na , Fe , Ti ①稱取樣品0. 50008，置于100mL 鉑皿中，加水濕潤，加人l 0mL 氫氟酸、3mL 硝酸（1+1)，用鉑絲攪拌均勻，于低溫電爐上加熱直至試樣溶解，加人 1mL 高 1mL 高氛酸，再次加熱蒸發至干。冷卻后1mL 高氛酸，再次加熱蒸發至干。冷卻，加人 5mL 鹽酸(1+5)及 l 0mL 水，加熱溶解鹽類。冷卻，將溶液移人100mL 容量瓶中，以水定容。隨同試樣做空白試驗。 注意事項：由于鉀長石中K、Na含量較高，而Fe 、Ti 含量較低，主體成分Si 在溶解過程中已基本揮發掉，為了兼顧高低含量同時測定，選擇稱樣0. 5g，定容于100mL 容t 瓶中比較合適。如果K、Na含量較高，先測出K、Na，配制人工基體進行基體匹配。 ②稱取鉀長石試樣0. l000g 于聚四氟乙烯柑禍中，同時做一份空白，加幾滴水潤濕，加入2m1 高氯酸、2m1 硝酸、3m1 鹽酸、3m1 氫氟酸置于控溫電熱板上，加增禍蓋，放置1 小時，升溫至 110℃保持1. 5-2h，揭去蓋子，升溫至240℃直至高氟酸白煙冒盡，加入l0ml 鹽酸，趁熱浸取、冷卻，移入100m1 容量瓶中，用水稀釋、搖勻。將空白試液和樣品試液一起進行ICP測定。 注意事項：因為稱樣是0. 1g，稀至100m1， A1 最大量是lmg/ml，故取0. 4、0. 6、0. 8、1、 1. 5、2. 0 (mg/ml)做試驗，所得結果，2. 0mg/ml 鋁以下，對 Fe、Ca、Mg、Ti、K、Na 的測定未見明顯干擾。另外注意趕盡氫氟酸。 3 準確稱取0.5 g 試樣于100 ml 聚四氟乙烯燒杯中，少許水濕潤，加人20 ml 硝酸，7 ml 氫氟酸，0.5 ml(1+1)硫酸，放于電熱板上加熱分解并蒸至白煙冒盡，取下，再加10 ml 硝酸蒸干取下，稍冷后加10 m1(1 十3 硝酸，加熱使鹽類溶解，冷卻后移人25 ml 比色管中，用水稀釋至刻度。放置澄清后測量。 注意事項：HNO 3 -HCl-HF體系還會使Ga,Ge 的氯化物揮發損失，所以要選用HNO 3 -HCl-H 2 SO 4 體系。由于砂巖中硅含量一般較高，需要足夠的 HF加快試樣分解并除盡Si ，剩余F用少量硫酸蒸 干除去，選用HF 7 ml和踐硫酸0. 5 ml為宜。硝酸的用量取決于樣品的分解程度，用量少時試劑揮發較快，使較難分解的Sc, Y結果偏低，我們選擇硝酸為20 ml。 4 Al Fe, Ca Mg K Na Ti Mn ①準確稱取105℃烘干