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元素在高溫馬弗爐中的灰分過程

更新時間:2019-05-13  |  點擊率:1960

     砷(As) 在沒有添加劑存在下灰化有機物質時,即使溫度低至400℃砷也部分失去。已報道甚至在100℃下干燥血液試樣,砷也會損失。加入灰化助劑可排除砷損失的可能性。常用的灰化助劑是氧化鎂或硝酸鎂或二者同時使用。碳酸鉀-氧化鎂(3:1) 和碳酸鈉也可用。硫酸不起作用。推薦的步驟差別甚大,有時只加入氧化鎂,例如每克試樣用1克 氧化鎂和2—3毫升氫氧化鈣溶液,有時則加入六水合硝酸鎂,硝酸鎂須過量較多(每克試樣用4克)。不過往往同時加入這兩種化合物,每種各0.1~0.3g,氧化鎂以固體而硝酸鎂以溶液形式加入。為了得到較為疏松的混合物,常常摻入纖維素粉。有機砷化合物應以硝酸和溴酸鉀處理加熱不超過300℃。 灰化開始時溫度應緩慢升高。坩堝先移入高溫馬弗爐中,然后再將爐子升溫。

      灰化溫度通常為500一600℃,也有達到680℃,甚至900℃。 建議使用瓷或石英容器,但玻漓容器也可用。已知二氧化硅在較高溫度下(850℃,16小時)會與Na3AsO3反應。灰分用1:1鹽酸或稀硫酸浸取。有人則加入濃鹽酸和還原劑以釋出As2O3后借蒸餾法分離。即使應用灰化助劑,砷的損失也會發生。這種情況似乎由于加入助劑的量不夠、灰化前混合不充分、或者升溫太快等原因所致。因為生物試樣中的砷很可能以揮發性有機砷化合物的形式存在,所以建議將灰化助劑與濕試樣混合,并取單*份試樣測定干重量。

      鉍(Bi) 試樣應在鉑或瓷器皿中于450一550℃下灰化,如需要可加入硫酸。在這些條件下,部分鉍可能失去。對礦物油試樣灰化前應加入磺酸鉀或磺酸鎂。灰分用濃鹽酸或硝酸浸出。硅酸應以HF-H2O和硫酸加熱除去。

      鎘(Cd) 溫度高于400℃時氯化鎘極易揮發在500℃.僅需1小時就有44%鎘失去。另一方面,硝酸鎘和硫酸鎘即使溫度高達500℃也是穩定的。硫酸鎘試樣于600℃加熱1小時約損失4%。植物物質不加 助刑在450℃下灰化將失去鎘。對與灰化助劉硝酸或硝酸鎂一起加熱的有機試樣(可可),或與磷酸氫二鈉一起加熱的生物物質,也有過因揮發作用導致鎘大量失去的報道。

      鍺(Ge) 在高于600℃下干灰化有機物質時,已觀察到鍺的損失,不過,有人在550—600℃或560℃灰化后測定煤中的鍺。加熱升溫速度不應超過每分鐘3—5℃。因為鍺的揮發可能由于四氯化鍺的揮發性,所以,試樣的氯含量與鍺揮發性之間有一定的關系,而且似乎需要堿性灰化助劑,例如在700一1000℃下灰化需要氫氧化鈉[對煤和飄塵,每克煤需4克氫氧化鈉]、碳酸鈉[每0.5克試樣需2克碳酸鈉]或氧化鈣—硝酸鈣[每克煤需0.5克氧化鈣和6毫升飽和硝酸鈣溶液。灰化時用鉑坩堝或瓷坩堝,灰分溶于酸中。

      汞(Hg) 在各種條件下干灰化,汞即使不*揮發,也在很大程度上失去。

      銻(Sb) 對以放射性同位素銻標記并在溫度范圍400一900度灰化的血液試樣,銻的損失變化很大,但常常大量失去。椰子在550℃下加灰化助劑或者加入硫酸或硝酸鎂灰化時,只有極少量的銻失去,加入硝酸,則有約8%銻損失。若試樣在600℃并有氯化銨存在時灰化,幾乎所有的銻都失去,加入氯化鈉,不會引起任何損失,但和坩堝起反應。 銻似乎不從堿性介質揮發。進行元素分析的有機物質應與足量的 氧化鎂(保證試樣呈堿性)和一定量的硝酸鎂混合并在石英容器中灰化。礦物油產品的分析是在 550℃并加有硫酸和磺酸鎂的條件下灰化。

      硒(Se) 硒或者在很大程度上或者*從進行干灰化的試樣中失去,甚至有關于試樣在100℃干燥便失去曬的記載.

      錫(Sn) 干灰化法很少用于測定有機物質中的錫,因為出四氯化錫的揮發 性或二氧化錫和坩堝之間反應引起的誤差多半較大。不過,仍有一些 方法適用在450—500℃或500—600℃灰化生物物質。硝酸不應加入,灰分不許熔融。脂肪應以硝酸鎂乙醇溶液處理并且小心炭化,繼將殘余物在450℃和石英皿中灰化。礦物油可與磺酸鎂在650℃下灰化。 錫的灰化可用鉑坩堝、瓷釉未破損的瓷坩堝以及石英坩堝。灰分溶于硫酸、硫酸—硝酸或6M鹽酸,建議以氫氧化鉀或氫氧化鈉—炭熔融。對果汁的灰化,據報道則存在一些困難.

      碲(Te) 有機材料在沒有灰化助劑情況400一600℃溫度下灰化,大部分碲將失去。灰化前同時加入氧化鎂和硝酸鎂可避免碲的損失。

      鋅(Zn) 干灰化期間,在較低溫度下,由于氯化鋅的揮發性,或由于與二氧化硅與硅酸鹽反應而失去鋅。不過有關鋅損失的說法并不*一致。以放射性同位素65Zn標記的軟體動物軟組織進行的實驗表明:在干燥時鋅失去9%,而在450一600℃灰化時,損失約25%。與此類似對在450℃灰化的食品試樣,已知損失約20%鋅。然而,含鋅的血液試樣,在500℃灰化也不致失去鋅,溫度升至700℃,損失約30%。毛發試樣在高達900℃灰化沒有鋅揮發。鋅的揮發性在很大程度下取決于存在的陰離子;氯化物甚至在400℃也很容易揮發,硝酸鹽和硫酸鹽可分別加熱至500~600℃。據說硝酸鹽在鉑器皿個加熱至700℃后能*回收,但是假如硝酸鹽和氯化銨、氯化鎂或氯化鈣一起加熱,則損失十分嚴重。 顯然,允許的灰化溫度在很大的程度上取決于試樣的性質。許多方法要求450—506℃而另外一些方法要求550℃或甚至850℃。 碳酸鈣(適于500℃以下) 、硫酸(在550℃),硫酸和硝酸鎂(在850℃)或磷酸二氫鈣(在900℃)等灰化助劑能防止鋅的損失。對脂肪和脂油,建議加入硝酸鎂的乙醇溶液。 正確地選擇坩堝十分重要,對高溫馬弗爐溫度550℃以下,盡管出于與瓷釉反應可能引起鋅損失,但常常采用瓷坩堝。石英坩堝在溫度500—550℃或600℃開始與鋅化合物反應。若氯化物存在,鋅好象特別容易與二氧化硅反應生成硅酸鋅。總之,鉑坩堝似乎比較適用。尤其是因為瓷、石英、玻璃器皿都能析出含鋅污染物。

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