分析化学样品前处理方法讨论.pdf

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1、 2013 年 第 20 期 24 第40卷 总第262期 分析化学样品前处理方法讨论分析化学样品前处理方法讨论 摘 要样品处理是分析化学工作中一个重要的步骤，其处理结果的好坏直接影响分析数据的优劣，文章综述了分析化学样品前处理的重要 性、原则及其操作要点，介绍了干灰化法、湿式消解法和微波消解法的适用范围及其优缺点，为分析化学工作者提供参考。 关键词分析化学；样品前处理；试剂体系；微波消解 中图分类号TQ 文献标识码A 文章编号1007-1865(2013)20-0024-01 Discussion of Sample Pretreatment Method in Analytical Che

2、mistry Abstract: Sample pretreatment is an important procedure in analytical chemistry, and it makes a strong impact on analytical data. The paper describes the importance and key points of sample pretreatment in analytical chemistry, as well as the merits and drawbacks of different treatment method

3、s, including dry ashing method、wet decomposition method and microwave decomposition method. Keywords: analytical chemistry；sample pretreatment；microwave decomposition 在分析化学测试中，样品处理是指样品的制备，即将样品转 变成可测定的形式，以进行定性、定量分析检测的过程。现代分 析仪器灵敏度的提高及分析对象基体的复杂化，对样品的前处理 提出了更高的要求。样品前处理的目的是消除基体干扰，提高方 法的准确度、精密度、选择性和灵敏度。只

4、要检测仪器稳定可靠， 检测结果的重复性和准确性就主要取决于样品前处理；方法的灵 敏度也与样品前处理过程有着重要的关系。一种新的检测方法， 其分析速度往往取决于样品前处理过程的复杂程度。因此，样品 前处理是分析检测过程的首要关键环节，选择合适的样品处理方 法，对分析检测的快捷性和准确性有十分积极的意义。 1 样品处理的总则样品处理的总则 1.1 回收率最高 取得最高的回收率是样品处理的第一原则。无论采用何种处 理方式，在样品处理这一步，应当使待测成分不受损失，如果已 知有损失，则应确定损失了多少。损失的定量测定叫做操作的回 收，用回收率表示。几乎任何分析测试过程都会有样品的损失， 而以样品处理这

5、一步为最多，主要的损失有挥发、夹带、吸附、 包藏等。根据实验要求，只要回收率在合理范围内都视为合格的 样品处理。 1.2 干扰最小 干扰消除是分析测试全过程的必要步骤，而样品处理作为其 先行对其影响甚大。 几乎所有的检测方法或多或少会对几种分子、 原子或离子形式作出响应，对于预期的被检测成分而言，其它同 时给出信号的物质就被认为是干扰物。在考虑最大限度消除样品 中固有干扰物的同时，还要特别注意防止在样品处理时引入新的 干扰。为了使分析测试全过程取得更准确、可靠的结果，一定要 在样品处理阶段为干扰最小创造条件。 1.3 浓度最佳 每种检测方法均有其最佳的浓度范围，约为其检测限的 250 倍。样品

6、处理时必须考虑到最后检测时样品的浓度范围，过高或 过低均不利于得到良好的实验结果。 1.4 时间和费用最省 样品处理这一步操作有时占整个分析测试全过程时间的绝大 部分，而时间的节约是费用节省的主要环节。时间的节省还与所 用分析测试方法的简便与否有密切关系，因此，应当结合实际情 况，在结果精密、测试方法、时耗、物耗和人力消耗之间进行综 合平衡， 样品处理的具体途径应当建立在这种全局考虑的基础上。 2 样品处理操作要点样品处理操作要点 2.1 安全第一 与其它任何化学操作一样，安全是第一要点。操作前，要了 解清楚样品的性质，处理过程会发生何种反应，有无危险，并采 用必要的安全措施。例如用高氯酸处理

7、有机物，务必先用硝酸氧 化以防爆炸；制备浓硫酸的各种混合溶液，一定要防止由于大量 放热引起的溅失；在高温熔融及高压消解时，操作时的疏忽可能 引起某种人身危险。 2.2 防止待测成分失真 样品处理和保存时， 由于发生预想不到的变化、 损失和玷污， 可能使待测成分甚至整个样品发生质和量的改变，在严重的情况 下可能会面目全非。例如某些低价成分被大气氧化，一些生物样 品会在微生物作用下变质， 至于损失和玷污的可能更是多方面的。 总的来说，样品处理步骤越少越好。 2.3 防止后续步骤的困难 样品处理是分析测试操作全过程中的第一步操作，对后续各 步影响很大，特别是紧密衔接的干扰消除，更有直接影响。 上述各

8、项都是相互联系的，如何选择适宜的样品处理方法， 需要弄清分析测试的全过程、分析方法的原理及有关元素和成分 的性质。在样品处理时，没有呆板的、一成不变的通用规则可考， 需要全面考虑各种因素。 3 样品前处理方法样品前处理方法 3.1 干灰化法 样品一般先经 100105 干燥，除去水分及挥发物质然后选 择合适的灰化温度和时间进行灰化， 灰化温度通常为 400600 。 将盛有样品的坩埚(一般可采用铂金坩埚、陶瓷坩埚等)放入马弗 炉内进行灰化灼烧，冒烟直到所有有机物燃烧完全，只留下不挥 发的无机残留物。这种残留物主要是金属氧化物以及非挥发性硫 酸盐、磷酸盐和硅酸盐等。灰化温度不宜过低，温度低则灰化

9、不 完全，残存的小碳粒易吸附金属元素，很难用稀酸溶解，造成结 果偏低；灰化温度过高，则损失严重。干灰化法一般适用于金属 氧化物， 因为大多数非金属甚至某些金属常会氧化成挥发性产物， 如 As、Sb、Ge、Ti 和 Hg 等易造成损失。干灰化法的主要缺点是 挥发性形式的成分会很快地部分或全部损失，其优点是能灰化大 量样品，方法简单，无试剂玷污，空白低。 3.2 湿式消解法 湿式消解法属于氧化分解法。用液体或液体与固体混合物作 氧化剂，在一定温度下分解样品中的有机质，此过程称为湿式消 解法。湿式消解法与干灰化法不同，干灰化法是靠升高温度或增 强氧的氧化能力来分解样品有机质，而湿式消解法则是依靠氧化

10、 剂的氧化能力来分解样品，温度并不是主要因素。湿式消解法常 用的氧化剂有 HNO3、H2SO4、HClO4、H2O2和 KMnO4 等。湿式 消解法又分为以下几种方法。 3.2.1 稀酸消解法 对于不溶于水的无机试样，可用稀的无机酸溶液处理。几乎 所有具有负标准电极电位的金属均可溶于非氧化性酸，但也有一 些金属例外，如 Cd、Co、Pb 和 Ni 与盐酸的反应，反应速度过慢 甚至钝化。许多金属氧化物、碳酸盐、硫化物等也可溶于稀酸介 质中。为加速溶解，必要时可加热。 (下转第 23 页) 收稿日期 2013-09-24 作者简介 陈晓华(1981-)，男，四川成都人，本科，从事分析化学方面的研究

11、工作。 2013 年 第 20 期 广 东 化 工 第 40 卷 总第 262 期 23 生管理制度、操作规程，规范企业职业卫生管理4。基础较好的 企业要充分发挥医务人员作用，让他们参与现场管理，掌握生产 现场人员、设施、环境状况，提高职业卫生管理水平。 2.2 规范职业病防护设施设计、施工、使用 建设项目职业卫生“三同时”监督管理暂行办法要求职业 病防护设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产 和使用。 化工企业建设项目安全要求高， 职业病防护设施投入大， 企业应委托有资质单位做好职业病防护设施设计、施工，按要求 对防护设施进行验收后投入使用。已建企业应委托有资质职业卫 生服务机构

12、每年对工作场所进行一次检测与评价，每三年进行一 次职业病危害现状评价， 根据检测、 评价结果做好防护设施管理。 有条件企业可设置在线监控仪器， 防护设施一旦损坏， 及时发现， 及时组织维护，保证职业病防护设施的正常运行。同时，企业应 不断开展技术创新，优化工艺，优先选用无毒、低毒原辅材料， 减少、降低生产过程中的职业病危害因素的种类、浓度。 2.3 加强职业卫生教育、培训 提高从业人员的职业卫生知识，除了要对企业负责人和管理 人员加强教育、培训，使他们具备与本单位所从事的生产经营活 动相适应的职业卫生知识和管理能力，对职业病危害严重的岗位 人员应进行专门的职业卫生培训，经培训合格后方可上岗作业

13、。 要发挥中介机构的作用，深入企业，有针对性开展职业卫生知识 宣传。有了对职业病危害的认知，才能增强自我保护意识。 2.4 正确使用个体防护用品 个体防护用品是劳动者自我保护的最后的防线，化工企业应 根据自身生产特点制定劳护用品使用标准，配备适宜的有资质厂 家生产的符合国家或行业标准的职业病防护用品，同时企业要加 强对防护用品使用的指导，建立督促机制，保证正确佩戴。 2.5 完善职业健康监护管理 企业职业健康监护检查应委托有资质的医疗卫生机构开展， 按上岗前、在岗期、离岗前要求开展；按规定的时间周期、项目 要求安排；明确参加的人数；对检查中发现的异常应予复查、处 理；将检查结果及时告知本人；对

14、发现职业禁忌证或疑是职业病 人员应及时处理、报告；同时建立职业健康监护档案5。 2.6 制定应急救援措施 企业应制定职业中毒事故处理应急救援预案，重点场所安装 事故通风装置以及事故排风系统相连锁的泄漏报警装置；配备应 急物资、器材、急救药品；组织中毒事故处理的演练，一旦发生 事故能正确、有序应对。 2.7 发挥中介服务机构作用 目前职业卫生中介机构在职业卫生管理工作发挥了重要的作 用，为企业和监管部门提供了技术支撑和管理依据。企业应依靠 中介机构的技术力量、指导开展企业职业卫生管理工作，同时中 介机构要全面提升专业水平，服务好企业。 化工企业职业卫生管理工作刚刚起步，政府相关部门应不断 完善职

15、业卫生法律、法规、标准、规范。加大监管力度，创新管 理，全面提升职业卫生管理水平。 3 结论结论 中小化工企业是职业病防治的重点行业之一，根据中华人 民共和国职业病防治法 、工作场所职业卫生监督管理规定 、用 人单位职业健康监护监督管理办法等法律、法规、标准、规范 的相关要求，企业应落实职业病防治的主体责任。通过建立、健 全职业卫生管理制度和操作规程；组织职工开展职业卫生教育、 培训，提高企业职工职业病防治知识水平、防护意识；同时要抛 弃落后的生产方式，加大科技投入，开展清洁生产，加强防护设 施的设计、施工、维护、运行管理；督促职工正确佩戴防护用品； 加强职业健康监护管理；建立中毒、职业病事故

16、应急救援体系， 制定职业病事故应急救援预案，防止事故的发生；全面提升企业 职业卫生管理水平，保护职工的身体健康。 参考文献参考文献 1中华人民共和国职业病防治法(中华人民共和国主席令第 52 号) 2建设项目职业病危害风险分类管理目录2012 年版 (安监总安健 201273 号) 3建设项目职业卫生“三同时”监督管理暂行办法(国家安全生产监督 管理总局令第 51 号) 4工作场所职业卫生监督管理规定(国家安全生产监督管理总局令第 47 号) 5用人单位职业健康监护监督管理办法(国家安全生产监督管理总局 令第 49 号) (本文文献格式：陈建文浅谈中小化工企业的职业卫生管理 J广东化工，201

17、3，40(20)：22-23) (上接第 24 页) 3.2.2 浓酸消解法 为了溶解具有正标准电极电位的金属，可以采用热的浓酸， 如 HNO3、H2SO4和 H3PO4等。样品与酸可以在烧杯中加热沸腾， 或加热回流，或共沸至干。为了增强处理效果，还可采用钢弹技 术， 即将样品与酸一起加入至内衬铂或聚四氟乙烯层的小钢弹中， 然后密封，加热至酸的沸点以上。这种技术既可保持高温，又可 维持一定压力，挥发性组分又不会损失。热浓酸溶解技术还适用 于合金、某些金属氧化物、硫化物、磷酸盐以及硅酸盐等。若酸 的氧化能力足够强，且加热时间足够长，有机和生物样品就完全 被氧化，各种元素以简单的无机离子形式存在于

18、酸溶液中。 3.2.3 混酸消解法 混酸消解法是破坏生物、食品和饮料中有机体的有效方法之 一，通常使用的是氧化性酸的混合液。混酸往往兼有多种特性， 如氧化性、还原性和络合性，其溶解能力更强。常用的混酸是 HNO3-HClO4， 一般是将样品与HClO4共热至发烟， 然后加入HNO3 使样品完全氧化。HNO3-H2SO4的混合酸消解样品时，先用 HNO3 氧化样品至只留下少许难以氧化的物质，待冷却后，再加入 H2SO4，共热至发烟，样品完全氧化。 3.3 微波消解法 在微波磁场中，被消解样品极性分子快速转动和定向排列， 从而产生振动。在较高温度和压力下消解样品，可以激化化学物 质，从而使氧化剂的

19、氧化能力大大加强，使样品表层扰动破裂， 并不断产生新的与试剂接触的表面，加速了样品的消解。微波消 解法是一种高效省时的现代制样技术，使得仪器分析方法的优越 性更加发挥出来，普遍用于原子光谱分析的样品前处理。 微波消解法的优点有： (1)加热快、升温高，消解能力强，大大缩短了溶样时间； (2)消耗试剂少，空白值低； (3)避免了挥发损失和样品的玷污，提高分析准确度和精密 度，回收率实验获得令人满意的结果； (4)降低劳动强度，改善工作环境。 1975 年 Abn-Samra 等人首次应用微波炉于分析样品前处理， 1983 年 Matther 提出了密闭容器微波溶样系统。到 20 世纪末，世 界发

20、达国家已经普遍采用微波加热技术，取代沿用已久的电热板 技术，推出一系列的微波加热设备。如美国 CEM 公司和意大利 的 Milestone 公司是世界上生产微波仪器较早和销售量较大的公 司。90 年代初我国也自制了微波溶样仪器，上海、北京、西安等 地生产的微波消解系统为众多用户使用，大大推动了我国微波消 解技术的发展。 4 结语结语 样品前处理在分析化学过程中占有重要的地位，它的进步对 分析化学的发展具有重大影响，各种样品前处理新技术、新方法 的探索和研究已成为当代分析化学的主要发展方向之一。快速、 简便、自动化的前处理技术不仅省时、省力，而且可以减少由于 不同人员操作样品，多次转移带来的误差，还可以避免使用大量 的有机溶剂，减少对环境的污染。样品前处理技术的深入研究必 将对分析化学的发展起到积极的推动作用。 参考文献参考文献 1黄敏文，苑星海，林穗云等化学分析的样品处理M北京：化学 工业出版社，2007 2邵鸿飞分析化学样品前处理技术研究进展J化学分析计量，2007， 16(5)：81-83 3李洪仁，赵军分析化学样品前处理方法讨论J沈阳教育学院学报， 1999，1(2)：100-102 (本文文献格式：陈晓华分析化学样品前处理方法讨论J广 东化工，2013，40(20)：24)