ICP前处理方法

ICP样品前处理

ICP仪器分析操作的第一步是将原材料或成品的固体试样变成溶液。在这点上试样的分解与其它化学分析方法并无根本差别。但ICP 法与以往的化学分析法毕竟有所不同，因此在试样前处理时，就有其必须加以特别考虑或简化之处。

原则上，只要试样能完全溶解，任何酸都可使用，但也要满足以下条件：

a、测定元素与溶解酸不会生成不溶性或挥发性化合物，防止待测元素析出及挥散；

b、测定时，溶液对雾化器及炬管的腐蚀要少；

c、对待测元素干扰少。

虽然试样一般采用无机酸分解，但不同种类的酸会带来不同的影响。样品溶液中酸的种类和浓度的不同会使溶液黏度、表面张力有所不同，从而引起溶液进入等离子炬的速度和粒子分布的变化，导致谱线强度的变化。

针对不同实验室及样品情况制备

例如：水溶

酸/混合酸溶

微波消解

高温高压溶解

灰化

高温熔融

对试样溶液的要求

1.溶液要清澈、无悬浮物、稳定

2.溶液的酸、碱度：酸度应在0.1%以上。一般不要超过5% ，尽可能与标准溶液的酸度保持一致。

2.溶液介质：尽可能用盐酸或硝酸溶液

溶解试样的基本要求

注意防止：

1. 空气污染、试剂空白以及容器污染；

2. 待测元素挥发、被容器表面吸附或与容器材料相互

作用而损失；

3. 样品分解不完全。

要求：1.待测元素完全溶入溶液；

2.溶解过程待测元素不损失；

3.不引入或尽可能少引入影响测定的成分；

4.试样溶剂具有较高的纯度，易于获得；

4.操作简便快速，节省经费等。

无机试样的分解

1、水溶解

可溶性无机化合物，可以直接用水溶解制成测定溶液，如硫

酸铜、氯化钠等。但考虑到溶液的稳定性及与标准溶液酸度

的一致性，往往要加入一些酸。

Li、Na、K、Rb、Cs、Ca、Sr、Ba等金属也能在水中溶解，或在水蒸气中生成可溶性盐类。为了使其中的其它测定元素

进入溶液，也要将溶液酸化。

2、酸分解

大多数无机化合物、金属、合金、矿石试样能用酸溶解。常

用的酸有盐酸、硝酸、高氯酸、氢氟酸以及各种混合酸。有

时也用硫酸和磷酸。

用酸分解可通过加热将多余的酸蒸发掉，便于控制溶液酸度，

溶液基体比较简单。容易获得纯度高的酸，不至于引入更多

的干扰成分。

操作简便，快速，设备简单，是原子光谱分析中应用最多的

溶样方法。

常用无机酸的物理特性：

盐酸：

盐酸是应用最多的酸，能溶解氧化还原电位比氢更负的金属如：Fe、Be、Mg 、Ca、Sr、Ba、 Al、Ga、In、Zn、Sn、稀土等金属;

大多数金属氧化物；碳酸盐类矿物；有色金属硫化矿等。在采用HCL 时应估计到一些易挥发金属氯化物（As、Sb、Sn、Se、Te、Ge、Hg）潜在挥发损失。

硝酸：

是一种强酸，同时也是一种强氧化剂，能氧化分解大多数有机物，多数用盐酸溶解的金属也能用硝酸溶解。一些氧化还原电位比氢正的元素能用硝酸溶解。如：Ag、Cu、Pb、Co、Ni、Sb、Hg、Mn、Bi、Se、Te、V等金属，大多数金属氧化物、合金、有色金属氧

化矿等。由于硝酸特别是浓硝酸是一种强氧化剂，一些氧化物溶的金属不能用硝酸溶解，如铝、锡等金属。

氢氟酸：

氟离子是许多元素的络合剂，不能用盐酸和硝酸溶解的难熔金属可用氢氟酸溶解。如： Ti 、Zr 、Hf 、Nb、Ta、V、Si 、B金属及其氧化物，硅酸盐矿等。

高氯酸：

热的高氯酸是强氧化剂，能溶解：不锈钢，镍铬合金稀土矿物，独居石，菱镁矿等。热的高氯酸与有机物发生剧烈反应，会发生爆炸。与硝酸混合使用能消化单独用硝酸不能完全消化的有机试样，

硫酸和磷酸：

常用于分解难溶矿物，如：铬铁矿、稀土矿等。硫酸和磷酸的杂质含量一般比盐酸和硝酸高，沸点也比较高，不容易蒸发除掉。

由于磷酸根、硫酸根对很多元素的测定有干扰；而这类酸的粘度较高，不利于雾化，对ICP也不利，除特殊情况外一般很少用应用。

常用的混合酸：

1、王水：三份浓盐酸与一份浓硝酸的混合物称为王水。

王水中，硝酸将氯离子氧化为氯，氯是一种强氧化剂，新生的

原子态氯的氧化能力更强。氧化过程的中间产物 NOCl 还有催

化作用，氯离子是很多金属离子的络合剂，多种因素导致王水

具有很强的分解能力。

能用盐酸和硝酸溶解的金属、矿物几乎都可以用王水溶解。Au、 Pt、Pd、Os、Rh、Cr、Mo等不溶于单一酸的金属也可用以王水溶解。

2、盐酸+过氧化氢；硝酸+过氧化氢

过氧化氢是一种强氧化剂，受热分解为氧和水。盐酸+过氧化

氢是一种良好的溶剂。一些单独用盐酸不能溶解的金属，可用

盐酸+过氧化氢分解。如锡青铜、铅锡焊料等。铜合金不溶于

盐酸，用硝酸分解时锡会以偏锡酸形态析出沉淀，阻碍分解反

应的继续进行。用盐酸+过氧化氢分解，速度很快，并能得到

稳定的澄清溶液。贵金属铑也可以用盐酸+过氧化氢在密封容

器内分解。

过氧化氢将Cl-离子氧化为Cl，原子氯与金属间的反应能力很

强，氯离子的络合作用有助于分解反应顺利进行。

2HCl + H2O = 2H2O + Cl2

过氧化氢还是金属钨的有效溶剂。

硝酸+过氧化氢也是一种良好的溶剂，一些用硝酸溶解缓慢的

试样，滴加少量过氧化氢能加速溶解。更多地用于消解有机试

样。

3、硝酸+氢氟酸+高氯酸；硝酸+氢氟酸+硫酸

大多数硅酸盐矿物可用上述混合酸分解。碱土金属的硫酸盐溶

解度小，对于钙、锶、钡、铅含量高的试样受到限制。绝大多

数元素的高氯酸盐溶解度很高，用硝酸+氢氟酸+高氯酸处理，

加热赶掉多余的高氯酸，用稀盐酸或稀硝酸溶解，可得到澄清

的溶液。只有高氯酸钾的溶解度较小，但一般并不造成影响。

使用氢氟酸时要在铂器皿或聚四氟乙烯烧杯中进行。

高氯酸和硫酸冒烟时温度较高，会造成Hg、As、Se、Te、Ge、 Re、Os、Ru等元素的挥发损失。有些情况下，氢氧化钠、氢氧化钾等强碱溶液也用于溶解试样。如：金属钨、金属铝、铝

合金等。高纯铝在盐酸中溶解很慢，而在氢氧化钠溶液中能迅

速溶解。在引入的钠盐不影响测定的前提下也用来分解试样。

测定其中的金属元素时，要将碱中和使金属的氢氧化物溶解。