知識普及:溼法消解常用試劑及注意事項詳解

2020-12-06 儀器信息網

　　溼法消化：又稱溼灰化法或溼氧化法，在適量的食品中加入氧化性強酸，並同時加熱消煮，使有機物質分解氧化成CO2，水和各種氣體，為加速氧化進行，可同時加入各種催化劑，這種破壞食品中有機物質的方法就叫做溼法消化。

　　含有大量有機物的生物樣品通常採用混酸進行溼法消解，用於溼法消解的混酸包括HN03-HCLO4、HN03-HCl03-HClO4、HNO3-HClO4-H2SO4、HN03-H2S04、H2SO4-H2O2和HNO3-H202。其中沸點在120℃以上的硝酸是廣泛使用的預氧化劑，它可破壞樣品中的有機質;硫酸具有強脫水能力，可使有機物炭化，使難溶物質部分降解並提高混合酸的沸點；熱的高氯酸是最強的氧化劑和脫水劑，由於其沸點較高，可在除去硝酸以後繼續氧化樣品。在含有硫酸的混合酸中過氧化氫的氧化作用是基於過一硫酸的形成，由於硫酸的脫水作用，該混合溶液可迅速分解有機物質。當樣品基體含有較多的無機物時，多採用含鹽酸的混合酸進行消解；而氫氟酸主要用於分解含矽酸鹽的樣品。

　　酸消化通常在玻璃或聚四氟乙烯容器中進行。由於溼法消解過程中的溫度一般較低(<200℃)，待測物不容易發生揮發損失，也不易與所用容器發生反應，但有時會發生待測物與消解混合液中產生的沉澱發生共沉澱的現象，其中最常見的例子就是當用含硫酸的混合酸分解高鈣樣品時，樣品中待測的鉛會與分解過程中形成的硫酸鈣產生共沉澱，從而影響鉛的測定。

　　做溼法消解時一般用硝酸+高氯酸或濃硫酸+高氯酸,比例一般為4:1,但如果你的樣品是高脂肪,高蛋白,高糖的話比例應用5:1,這是防止在加熱消解過程中爆沸.消解終點應是開始冒白色煙霧即可,最後再加蒸餾水趕酸,也是有白色煙霧即可.

　　1、溶液顏色還是處於深棕色時瓶口卻開始冒白煙了，這是不是高氯酸揮發沒了，這時是應添加適量的硝酸還是硝酸和高氯酸的混合酸(4：1)?

　　並不是高氯酸揮發沒了,這時候你應該加適量硝酸,因為高氯酸在製作工藝容易中含有鉛汙染,如果你樣品多加了,而空白沒加的話,造成結果偏差。溼法消解容易造成空白較高，大多數試劑廠家的硝酸含鉛量都不低。

　　2、怎麼樣控制溶液防止消化過程中炭化，如果出現炭化對結果有多大影響?

　　最好用燒杯並在上面加蓋表面皿回流或者用三角瓶上加一漏鬥。另外注意消解的溫度，剛開始消解時溫度不能太高，先在100度消解，等紅棕色煙散後慢慢提高溫度。硝酸的沸點在130度，高氯酸在200度以上。如果消解時出現碳化的趨勢應取下放置到室溫後繼續加混合酸消解，直到樣品清亮透明。消化過程中顏色一變深就馬上加幾滴硝酸,讓顏色變回來.儘量避免炭化，測定鉛的話炭化的影響不大,但要絕對避免燒乾,這樣鉛就跑沒了.

　　3、趕酸時如果白色煙霧沒有排淨，還需要加水繼續趕酸嗎?如果趕酸趕不乾淨的話，是不是對照樣的吸光度會偏高?

　　趕酸與否要看測定的元素還有是否採用火焰等，大部份金屬元素溼法消解上AAS是不用趕酸的,但是一定要把溶液裡面的氮氧化物(加了硝酸後的那些黃煙)趕掉大部分,一般的話都要求基體要有酸介質,所以不用蒸乾,但有的要蒸乾再補加鹽酸及水..

　　溼法消解操作簡便，可一次處理較大量樣品，適用於生物樣品中痕量金屬元素分析。該法的缺點是：①若要將樣品完全消解需要消耗大量的酸，且需高溫加熱(必要時溫度>300℃)，從而導致器壁及試劑給樣品帶來沾汙，消解前將所用容器用1：1HN03加熱清洗並將所用酸溶液進行亞沸蒸餾可除去其中的微量金屬元素幹擾;②某些混酸對消解後元素的光譜測定存在幹擾，例如當溶液中含有較多的HClO4或H2SO4時會對元素的石墨爐原子吸收測定帶來幹擾，測定前將溶液蒸發至近幹可除去此類幹擾。3溼法消解時間長，比如豬肉含油脂比較多，相對蔬菜來說比較難消化，茶葉消解過程中會產氣泡，途中需取下冷卻一下，白酒、黃酒在消解前需先蒸至小體積。目前一種新型的消解技術已越來越受到人們的關注，那就是微波消解。

　　微波消解原理：通常,介質材料由極性分子和非極性分子組成。在電磁場作用下,極性分子從原來的隨機分布狀態轉向按照電場的極性排列取向。在高頻電磁作用下,這些取向按交變電磁場的變化而變化,極性分子在微波電磁場中快速旋轉和離子在微波場中的快速遷移、相互摩擦,迅速提高反應物溫度,激發分子高速度旋轉和振動,使之處於反應的準備狀態或亞穩態,促使物質與酸等試劑發生反應被消解。

　　微波消解技術具有高效快速、試劑用量少、環境汙染小等優點。

　　1.加熱快、升溫高，消解能力強，大大縮短了溶樣時間。

　　消解各類樣品可在幾分鐘—二十幾分鐘內完成，比電熱板消解速度快10-100倍。如凱氏定氮法消解試樣需3-6小時，用微波消解只需9-18分鐘，快20倍左右。還能消解許多傳統方法難以消解的樣品，如鋯英石。快速消解的原因來自於微波對樣品溶液的直接加熱和罐內迅速形成的高溫高壓。這點我們後面還要講。

　　2.消耗政溶劑少，空白位低。

　　消解一個樣品一般只需15ml的酸溶液，只有傳統方法用酸量的幾分之一。因為密閉消解酸不會揮發損失，不必為保持酸的體積而繼續加酸，節省了試劑，也大大降低了分析空白值,減少了試劑帶入的雜質元素的幹擾，空白值明顯減小了。

　　3.避免了揮發損失和樣品的沾汙，提高了分析的準確度和精密度，回收率實驗獲得令人滿意的結果。

　　採用密閉的消解罐，避免了樣品中或在消解過程中形成的揮發性組份的損失，保證了測量結果的準確性。也避免了樣品之間的相互汙染和外部環境的汙染，適於痕量及超純分析和易揮發元素(如As、Hg)的檢測。電熱板上加熱揮發性成分跑掉了，空氣中的灰塵等落入燒杯，或幾個杯子靠近，濺出物相互汙染。揮發損失少了，試劑帶入的幹擾元素少了，受汙染的情況也減少了，自然回收率實驗更滿意。微波消解系統能實時顯示反應過程中密閉罐內的壓力、溫度和時間三個參數。並能準確控制，反應的重複性好，準確度和精密度都提高了。

　　4.降低了勞動強度，改善了工作環境.

　　過去，在電熱板上煮酸，消解樣品，儘管有通風櫃，仍然是周圍酸霧繚繞。不僅分析人員深受其害，也腐蝕了實驗室內其他設備。現在在密閉的罐中消解，揮發的酸大大減少，有效的改善了分析人員的工作環境。由於消解樣品的速度加快，分析時間縮短，同時分析的準確度與精密度又得以提高，顯著的降低了勞動強度提高了工作效率。

　　5.節省電的消耗，降低分析成本。

　　微波密閉消解不僅節省試劑，還節省電能。如：消解1克奶粉，用800W微波加熱，只需8分鐘消解完畢。而用1.5KW的電熱板加熱需3個小時，不僅時間縮短到1/22，耗電量也下降到1/26，降低了分析成本。

　　微波制樣具有這許多優點,使它具有極強的生命力。

相關焦點

  • 食品重金屬檢驗中常用的幾種樣品前處理方法
    筆者依據目前常用的四種樣品前處理方法結合食品中金屬元素的檢驗經驗，分析了四種方法在食品金屬檢驗中的應用和注意事項，為食品檢驗工作者選取合適的樣品前處理方法提供一定的參考。溼消化法溼消化法是在適量的食品樣品中，加入氧化性強酸，加熱破壞有機物，使待測的無機成分釋放出來，形成不揮發的無機化合物，以便進行分析測定。
  • 實驗室常用試劑配製注意事項
    2、試劑的等級有哪些?根據化學試劑的純度，按雜質含量的多少可分為四級：一級試劑為優質純試劑，通常用G·R表示;二級試劑為分析純試劑，通常用A·R表示;三級試劑為化學純試劑，通常用C·R表示;四級試劑為實驗或工業試劑，通常用L·R表示。此外，根據特殊的工作目的，還有一些特殊的純度標準，例如光譜純、螢光純、半導體純等。使用時應按不同的實驗要求，選用不同規格的試劑。
  • 實驗室化學試劑管理要注意哪些事項?你知道嗎?
    化學試劑是實驗室裡品種最多、消耗量最頻繁、危險性也最大的物質。如易燃易爆化學試劑、劇毒性化學試劑、強腐蝕性、強氧化性等化學試劑領取後要存放在專用的危險性試劑櫃裡; 使用時也要特別注意，有針對性的採取一些安全防範措施，以免使用不當對實驗人員及實驗設備造成危害。下面就實驗室化學試劑的購置、保管、存放及安全使用注意事項等方面談一談對化學試劑的管理。
  • 6類化學試劑注意事項,你都知道嗎?
    1、易燃易爆類一般都將閃點在25℃以下化學試劑列入易燃化學試劑，它們多是極易揮發的液體，遇明火即可燃燒。閃點越低，越易燃燒。使用易燃化學試劑時絕不能使用明火，加熱也不能直接用加熱器，一般不用水浴加熱。在使用易燃化學試劑的試驗人員，要穿好必要的防護用具，最好戴上防護眼鏡。
  • 常用試劑----苯磺醯氯
    【製備和商品】該試劑是通過苯磺酸鈉和氯化試劑 (如五氯化磷、三氯氧磷、氯代三嗪等) 直接反應製得[1]。該試劑已形成商品化，各試劑公司均有銷售。【注意事項】該試劑具有較強的刺激性，通過皮膚吸收或攝入均會對人造成傷害；具有強烈的吸溼性，對空氣和溼氣敏感，易與親核性溶劑反應並放出氯化氫。一般保存在惰性環境中，應在通風櫥中進行操作。
  • 【分享】實驗室化學試劑管理知識之化學試劑的存放及安全
    保存化學試劑要特別注意安全，放置試劑的地方應陰涼，乾燥，通風良好。因試劑的種類多種多樣，一般試劑按無機物和有機物兩大類進行分類存放，特殊試劑及危險試劑另存。按鹽類、單質、氧化物、鹼類、酸類等類別分別存放。
  • 常用試劑----炔丙基氯
    【注意事項】在滷化亞銅存在下，丙炔基滷化物能發生部分異構化反應，得到丙炔基滷化物和滷代丙二烯的混合物。-炔丙基氯是一個三碳烷基化試劑，同時也是丙酮碳烯離子的等價體，增環試劑，當轉換為金屬有機試劑後則是炔基或丙二烯親核試劑。
  • 化學試劑的保管和相關注意事項你了解多少?
    實驗室的化學試劑種類繁多，是實驗室裡品種最多、消耗量最頻繁，而且其中大多數都有一定的毒性和危險性，對它們加強管理是實驗室管理人員的首要工作。化學試劑的管理，特別是危險性化學試劑的管理：如易燃易爆化學試劑、劇毒性化學試劑等。
  • 常用試劑----苯基硼酸
    【製備和商品】商品試劑為白色晶體，國內外試劑公司均有銷售。實驗室可以通過苯基格氏試劑和硼酸三酯反應來製備。【注意事項】該試劑暴露在空氣中或者在加熱條件下容易脫水，形成三分子的聚合物。-苯基硼酸是一種化學實驗室常備的化學試劑。它很容易和二醇或者二胺等化合物形成環狀的硼酸酯 (式1)。
  • 常用試劑----丙二酸二乙酯
    【製備和商品】在酸(如濃硫酸)催化下，該試劑可通過丙二酸與過量的乙醇直接反應製備[1]。該試劑已商品化，各試劑公司均有銷售。【注意事項】這些試劑無特別的危險，按正常的程序進行操作。-丙二酸酯是有機合成中十分有用的試劑，能夠發生水解和脫羧反應，同時亞甲基較易形成碳負離子而發生醯化、烷基化、醛醇反應和Michael反應等。
  • 常用試劑----L-天冬氨酸
    【製備和商品】 該試劑為商品化試劑，多為外消旋或光學純白色固體[1]。【注意事項】 該試劑為天然產物，無毒。-L-天冬氨酸常用作非對映烷基化反應的手性底物，並且可作為手性源合成其它手性化合物等。Chem., 2003, 4501.本文轉自：《現代有機合成試劑——性質、製備和反應》，胡躍飛等編著
  • 化學試劑取用有哪些要求及需要注意事項
    實驗室中化學試劑一般只存儲固體試劑和液體試劑，氣體物質需要使用時臨時製備。取用和使用任何化學試劑，不可直接用手拿。也不能直接問氣味，更不可嘗試味道。試劑瓶塞或瓶蓋打開需倒放在桌子上，取用試劑後立刻蓋好瓶塞或者瓶蓋。或試劑會受到汙染或者變質不能使用。
  • 微波消解中常用的酸都有哪些?
    微波消解中常用酸通常分為兩類: 　　非氧化性酸，如鹽酸,氫氟酸,磷酸,稀硫酸和稀高氯酸; 　　氧化性酸，如硝酸,熱濃高氯酸,濃硫酸和過氧化氫。 　　注意：壓力為25bar 時,溫度為225°C。 　　過氧化氫 　　過氧化氫是氧化劑(2H2O2 -> 2H2O + O2); 與硝酸混合可減少含氮蒸汽，通過增加溫度加速有機樣品的 　　消解過程.
  • 常用試劑----β-丙醇酸內酯
    【製備和商品】該試劑為無色液體，國內外試劑公司有銷售。由於具有較大揮發性和毒性，建議不要在實驗室製備。最近報導使用環氧丙烷與CO進行的催化羰基化反應可以用來製備該試劑[1]。【注意事項】該試劑被報導可能具有致癌毒性，而且具有較大的揮發性，所以，最好在通風櫥中使用和操作。-β-丙醇酸內酯在有機合成中主要被用作三碳合成子。
  • 常用試劑----1,4-苯醌
    【製備和商品】該試劑廣泛易得，各大試劑公司均有銷售。【注意事項】該試劑具有刺激性氣味，可導致結膜炎、角膜潰瘍和皮炎，嚴重情況下可導致皮膚組織壞死。使用時需小心謹慎。-1,4-苯醌是一種常用的氧化試劑或脫氫試劑，因為它很容易被其它化合物還原為對苯二酚，從而能表現出氧化活性。
  • 溼法腐蝕機--溼法製程設備
    眾做周知,溼法腐蝕和溼法清洗在很早以前就已在半導體生產上被廣泛接受和使用,許多溼法工藝顯示了其優越的性能。溼法腐蝕是一種半導體生產中實現圖形轉移的工藝,由於其高產出,低成本,高可靠性以及有很高的選擇比仍被廣泛應用。 溼法腐蝕工藝 溼法化學腐蝕是最早用於微機械結構製造的加工方法。所謂溼法腐蝕,就是將晶片置於液態的化學腐蝕液中進行腐蝕,在腐蝕過程中,腐蝕液將把它所接觸的材料通過化學反應逐步浸蝕溶掉。
  • 化學需氧量COD知識詳解
    詳解化學需氧量表示在強酸性條件下重鉻酸鉀氧化一升汙水中有機物所需的氧量，可大致表示汙水中的有機物量。COD是指標水體有機汙染的一項重要指標,能夠反應出水體的汙染程度。所謂化學需氧量(COD)，是在一定的條件下，採用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量。它是表示水中還原性物質多少的一個指標。
  • 常用試劑----PPTS
    【製備和商品】國內外試劑公司均有銷售。實驗室可以按照標準的實驗步驟從吡啶和對甲苯磺酸開始來製備[1]。【注意事項】該試劑具有吸溼性，在陰涼乾燥處儲存。-吡啶對甲苯磺酸鹽(PPTS) 在有機合成中是一個應用非常廣泛的、溫和的、實驗室常備的酸性催化試劑。PPTS 可以簡單地看作是對甲苯磺酸的替代物，對甲苯磺酸完成的所有反應PPTS 也可以完成。
  • 常用試劑----異丁烯
    【注意事項】 可燃氣體，使用和保存時應確保 良好通風，同時避免與具有氧化性或含雙鍵的物質接觸。- 異丁烯是羧基和羥基的良好保護試劑，可與烯酮發生光化學環加成反應、酸催化環加成反應，也可發生烷基化反應和卡賓反應。異丁烯廣泛用於保護羧酸生成對應的叔丁基酯[1]，脂肪酸、芳香酸以及 氮保護的胺基酸等酸都可以被異丁烯保護 (式1)[2]。