我們在進行濕法消解時,常常會用到一種酸或者多種混合酸的體系,選擇合適的酸體系對加快破壞有機物是非常重要的。而在石墨消解儀上,該如何設置合適的溫度范圍呢?
首先,咱們進行濕法消解的時候,須遵循一個原則,即“既不損失所分析的元素,也不增加所分析的元素”,而對應的酸體系下的合適溫度范圍也應該遵循這一原則。溫度過低,會導致消解時間過長,而溫度過高,樣品沸騰過于激烈,容易帶走所需要分析的元素,對于一些易揮發的元素(如:汞、砷等),過高的溫度也容易導致元素的損失。
咱們梳理了部分酸體系下的消解溫度范圍,供參考:
酸體系 | 沸點 | 消解溫度范圍 |
鹽酸 | 質量分數10% (沸點103°C) 質量分數20% (沸點108°C) 質量分數30% (沸點90°C) 質量分數32% (沸點84°C) 質量分數34% (沸點71°C) 質量分數36% (沸點61°C) 質量分數38% (沸點48°C) | <100℃ |
硝酸 | 質量分數100%(沸點83°C) 質量分數68%(沸點120.5°C) | 80-120℃ |
硫酸 | 質量分數5%(沸點101°C) 質量分數50%(沸點124℃)質量分數98%(沸點332℃) | <330℃ |
鹽酸-硝酸的混酸 | 95-110℃ | |
硝酸-高氯酸的混酸 | 140-200℃ | |
硝酸-硫酸的混酸 | 120-200℃ | |
硝酸-雙氧水 | 95-130℃ |
上述酸體系中的混合酸,是為了達到特定的目的而將特定兩種或兩種以上的酸按特定的比例混合后得到的?;旌纤岽嬖诓煌臐舛扰浔?,廣泛應用于實際的濕法消解中,混合酸的應用往往是為了增強其酸性的。
其中比較典型的混酸(濃鹽酸-濃硝酸體積比=1:3)王水,是一種腐蝕性非常強、冒黃色霧的液體。我們已知的金、鉑等不溶于濃硝酸或濃鹽酸,濃鹽酸-濃硝酸通過1:3混合后大大增強了其酸性,它是少數幾種能夠溶解金(Au)物質的液體之一,它利用了氯離子與金屬離子的配位作用降低電極電位使反應可以發生。
不同濃度的酸通過配比后得到的混酸的沸點也不盡相同,但混酸往往不超過其任一種酸的最高沸點。而對于已知的酸體系的沸點的,在使用智能石墨消解儀時,應設定沸點以內的目標溫度。過高的目標溫度,使得酸過快的揮發的同時也無法提高酸體系的沸點,只會使得沸騰更加厲害,無助于消解速度的提高。
而對于酸體系的最佳反應溫度,需根據實際樣品而定,應充分考慮酸揮發的速度以及與樣品反應的速度等而合理調整溫度,從而達到理想的效果。