微波消解試樣的方法

建立對(duì)一種試樣的微波密閉消解方法，要從三個(gè)方面著手考慮與選擇：

• 樣品的稱祥量
• 分解試樣所用酸的種類及用量
• 微波加熱的功率與時(shí)間（壓力與溫度的設(shè)置）
  

在考慮上述問(wèn)題時(shí)，我們必須對(duì)試樣要有所了解。因?yàn)樵囅樵谖⒉▓?chǎng)中吸收微波的能 量、升溫的快慢、產(chǎn)生壓力的大小以及發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的速度和程度都和試樣的組成、濃 度、性質(zhì)有關(guān)。

因此在建立微波消解方法時(shí)，首先要對(duì)試樣的性質(zhì)有所了解，收集有關(guān)信息。如（1）樣品基體的組成和化學(xué)性質(zhì)；（2）待測(cè)元素的性質(zhì)及含量的估計(jì)；（3）有關(guān)此類樣品的分解方法、文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)、工作經(jīng)驗(yàn)，尤其是密閉消解的應(yīng)用。

1. 樣品的稱樣量

我們?cè)诳紤]稱樣量時(shí)，首先考慮后面的檢測(cè)方法。是用化學(xué)法、AAS法、ICP-AES法還是其他方法。各種測(cè)定方法有不同的靈敏度和檢測(cè)限。要求消解定容后的濃度要高于檢測(cè)限。一般高于檢測(cè)限幾倍，幾十倍更好，RSD 就更小。同時(shí)還要考慮祥品的均勻性和代表性，這將影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。上述兩方面都希望稱樣量不能太小，要多一些好。

用微波消解還有一方面要考慮。從安全性來(lái)說(shuō)，稱祥量要少些好，因?yàn)樵嚇优c酸在密閉系統(tǒng)中，反應(yīng)產(chǎn)生的氣體壓力增大。樣品量越多、產(chǎn)生的氣體多，壓力就大。如果反應(yīng)很激烈，產(chǎn)生的氣體非常快，使壓力瞬間增大，就有引起爆炸的危險(xiǎn)， 所以要限制稱樣量。 通常無(wú)機(jī)樣品稱樣量為0.2-2 克，有機(jī)樣品為0.1g-1克。

當(dāng)然，還要看密閉消解的溶樣罐的容積大小，罐大的稱樣量可多些。當(dāng)加入酸后zui初反應(yīng)很激烈，產(chǎn)生氣體較多時(shí)，為了安全，可以先在常壓下反應(yīng)，待反應(yīng)平緩后再放入微波爐中消解。

2. 消解所用酸的種類和用量 

消解試樣的目的是通過(guò)試樣與酸反應(yīng)把待測(cè)物變成可溶性物質(zhì)。如金屬元素變成可溶性鹽，成為離子狀態(tài)存在于溶液中。酸的用量以完成反應(yīng)所需量即可。

消解試樣使用zui產(chǎn)泛的酸是HN0₃、HCl、HF、HCl0₄、H₂0₂等。這些都是良好的微波吸收體， 它們?cè)谖⒉t中的穩(wěn)定性、沸點(diǎn)和蒸汽壓以及與試樣的反應(yīng)，我們都應(yīng)知道，下面簡(jiǎn)單介紹。

（1）HNO₃（比重1.42，70%水溶液，w/w）

在常壓下的沸點(diǎn)為120℃。在0.5MPa下，溫度可達(dá) 176℃，它的氧化電位顯著增大，氧化性增強(qiáng)。能對(duì)無(wú)機(jī)物及有機(jī)物進(jìn)行氧化作用。金屬和合金可用硝酸氧化為相應(yīng)的硝酸鹽， 這些硝酸鹽通常易溶于水。部分金屬元素，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。

硝酸消化的主要有機(jī)樣品有：飲料、植物、廢水、聚合物等。

（2）HCl（1.19，37%），沸點(diǎn)110℃

HCl不屬于氧化劑，通常不用來(lái)消解有機(jī)物。HCl在高壓與較高溫度下可與許多硅酸鹽及一些難溶氧化物、硫酸鹽、氟化物作用，生成可溶性鹽。許多碳酸鹽、氫氧化物、磷酸鹽、硼酸鹽和各種硫化物都能被鹽酸溶解。

（3）HCl0₄（72%），沸點(diǎn)130℃

是一種強(qiáng)氧化劑，能*分解有機(jī)物。但高氯酸直接與有機(jī)物接觸會(huì)發(fā)生爆炸，因此，通常都與硝酸組合使用?；蛳燃尤?/span> HN0₃反應(yīng)一段時(shí)間后再加入HC10₄。HC10₄大都在常壓下的預(yù)處理時(shí)使用，較少用于密閉消解中，要慎重使用。

（4）HF（38.3%），沸點(diǎn)112℃

在密閉容器中達(dá)180℃，會(huì)產(chǎn)生約 0.8Mpa 的分壓，能有效地使硅酸鹽變成可揮發(fā)的SiF₄， 而留下其他要測(cè)量的元素。少量HF與其他酸相結(jié)合使用，可有效地防止樣品中待測(cè)元素形成硅酸鹽。

（5）H₂O₂(30%)，沸點(diǎn)107℃

過(guò)氧化氫的氧化能力隨介質(zhì)的酸度增加而增加。H₂0₂ 分解產(chǎn)生的高能態(tài)活性氧對(duì)有機(jī)

物質(zhì)的破壞特別有利。使用時(shí)通常先加HN0₃預(yù)處理后再加入H₂O₂ 。