火焰原子吸收法样品前处理方法呢综述大学毕业论文

本科毕业论文

题目：原子吸收分析中的样品前处理方法

学院：化学与化工学院

班级:00级化学3班

姓名：张某某

指导教师：王某某职称：副教授

完成日期：2012年06月05日

原子吸收分析中的样品前处理方法

摘要: 样品前处理是原子吸收光谱分析法的重要步骤之一。本文概述了几种常用的原子吸收光谱分析的样品前处理方法，例如灰化法、酸消解法、微波消解法、高压消解法等。对这些方法的使用范围、优点和缺点做了介绍。希望本文对读者今后的学习和研究有所帮助。

关键词：原子吸收；样品前处理；方法

目录

1 引言 (1)

2灰化法 (1)

2.1高温电炉直接灰化法 (1)

2.2 氧弹燃烧法 (2)

3 酸消化法 (2)

3.1硝酸消化法 (2)

3.2 硝酸-高氯酸消化法 (2)

3.3 硫酸-高锰酸钾消化法 (3)

3.4 硫酸-过氧化氢消化法 (3)

3.5硝酸-硫酸消化法 (3)

3.6多元消化法 (3)

4 微波消解法 (4)

5 溶解法 (4)

6 高压消解法 (4)

7 非完全消化法 (5)

结束语 (5)

参考文献 (5)

致谢 (8)

1 引言

原子吸收光谱法具有快速、灵敏度高、选择性强、操作方便等特点，已经被广泛应用于很多领域，例如化工、医药、生化、食品、环境监测等，可以检测几乎所有的金属及某些非金属元素。随着科学技术的发展，现代分析手段也越来越向着高效率、高精密度、高准确性、高自动化的方向发展，样品的分析时间基本在20~30 min，但是在实验前的样品前处理却存在不少问题。有资料表明有60%的分析误差不是来自仪器本身，而是产生于样品的前处理上，有的前处理需大量的溶剂，处理的时间很长(几小时乃至几十小时)，所以样品前处理是原子吸收光谱法测定的很关键步骤之一。寻找简便有效的样品处理技术，一直是分析工作者研究的重要课题。在这里我介绍一些最为常见的样品前处理方法，并对常见的方法做了综合叙述。

2 灰化法

灰化法又称燃烧法或高温分解法。有机样品常采用灰化法分解，这样制备的试液空白值较低，对微量元素的分析有重要意义。操作要点：将样品置于坩埚中，在一定温度或条件下加热，使有机样品进行分解，残渣再用适当的溶剂溶解，制备成分析溶液。灰化法包括高温电炉直接灰化法、氧瓶燃烧法、燃烧法和低温灰化法。

2.1高温电炉直接灰化法

利用高温电炉对样品进行灰化，温度一般为坩埚和灰化温度，常用含有石英、铂、银、镍、铁、瓷、聚四乙烯等材料的坩埚。曲剑英[1]用火焰原子吸收法测定骨钙制品中钙含量，将称取的样品置于瓷坩埚中，在电热板上炭化，至不再有烟冒出，移入马福炉中灰化。骨钙制品中含磷量高，如用酸消解法，出现沉淀多，影响测定，导致结果精密度不好。高温灰化法具有操作简单，精密度好，准确度高等特点。杨忠乔[2]测定烟草中的13种金属离子试验中，用高温灰化法对样品前处理。王仲华[3]测定钯/炭催化剂中金属钯含量，将样品灰化后用甲酸还原，用逆王水溶解，经过滤处理后进行火焰原子吸收测定，结果比将样品灼烧后灰分用王水溶解精确，后者结果偏低。冠志华[4]测定奶粉中锌、铁、钙含量试验中，分别用湿法消解、高温灰化法和微波消解法对样品前处理，3种方法RSD均在0.02%~2.00%

范围内，加标回收率93.7%~104.26%，灵敏度和精密度都较高，但对于大比量的样品则采用高温直接灰化。

2.2氧弹燃烧法

氧瓶燃烧法是一种简易的低温灰化法，它是将少量样品用滤纸包裹后，固定在瓶塞的夹子上，放入预先充满氧气的锥形瓶中燃烧，且该锥形瓶内盛有适当的吸收剂以吸收燃烧产物，然后进行测定。此法优点：操作简单快捷，并且由于在密闭系统内进行，减少损失和污染。

3酸消化法

此法也称湿法消解，主要是指不同酸或混合酸与过氧化氢或其他过氧化物的混合液，在加热状态下将含有大量有机物的样品中的待测组分转化为可测定形态的方法。酸消化法包括硝酸消化法、硝酸-高氯酸消化法、硝酸-硫酸消化法、硫酸-磷酸消化法、硫酸-高锰酸钾消化法、硫酸-过氧化氢消化法和多元消化法。3.1 硝酸消化法

金岚[5]在火焰原子吸收光谱法测定水中铁、锰、铜、铅、铬实验中，用加浓HNO3蒸馏浓缩的方法对样品前处理，精密度（RSD）为0.35%~0.49%。与萃取法相比所获的结果无显著性差异，但操作较萃取法简单。张诗英[6]在小体积注射法火焰原子吸收光谱分析测定天然水中微量金属元素试验中，多湖水取样后加浓HNO3，在低温电热板上蒸发浓缩进行前处理。硝酸消化法可适用于对地面水、地表水以及其他比较清洁水进行测定时的样品前处理，此方法易于制成较高的纯度，并且溶解性好。Jamshid L.[7]用此法对样品进行前处理并且进行了浓缩。张海泉[8]在火焰原子吸收分光光度法测定聚氯化铝中铅实验中，用HNO3水溶液对聚氯化铝样品进行前处理。总之硝酸消化法易于制成较高纯度的样品，溶解性好，高温下氧化性强，高温高压下使有机物分解、矿化，所以硝酸首选[9]单独使用酸试剂。3.2 硝酸-高氯酸消化法

硝酸-高氯酸是一种强氧化性酸，可以有效的破坏有机物，在试样溶解中广泛应用。彭欣荣[10]用火焰原子吸收法测定竹笋中Ca、Mg、Zn、Fe含量的实验中用3:1的硝酸-高氯酸将竹笋在低温下消解，除去所有有机物，与灰化法、硝酸消解法相比耗时短。唐小风[11]在用火焰原子吸收法同时测定小儿头发中锌、铁和钙实

验中，用4:1的硝酸-高氯酸消化，以La3+为释放剂简单处理后直接上机测定。李莉[12]用火焰原子吸收光谱法测定温里类中草药痕量元素实验中，用4:1的硝酸-高氯酸分别对温里类中草药样品（即附子、干姜、肉桂、细辛、高良姜及小苗香）消解，实验结果表明：用此法样品消解完全，测得加标回收率结果较好。林竹修[13]在测定鱼体中铅和铬实验中，用浓硝酸-高氯酸消解鱼肉样品。唐清[14]用火焰原子吸收光谱法测定苋菜中8种矿物元素试验中，用5:1的HNO3:HClO4浓酸对样品溶解，此法既高效完全地分解了大分子有机物，又避免了采用干灰法时微量金属元素离子损失较严重的问题，提高了各元素的回收率。

3.3 硫酸-高锰酸钾消化法

KMnO4是强氧化剂，在中性、碱性、酸性条件下都可以氧化有机物，如果在酸性介质中还可以继续氧化下去，此法常用来测定有机物中微量元素汞的含量。因为汞有毒，环保法规定汞蒸气不能直接释放，在此情况下要用饱和高锰酸钾吸附，绝对不能用泡沫吸附法吸附。

3.4 硫酸-过氧化氢消化法

H2O2是一种强氧化剂，在高温下有强氧化性，并且产物不产生污染，与具有强脱水性和强氧化性的浓H2SO4结合使用，对有机物进行碳化脱水，氧化分解为H2O。杨振萍[15]用火焰原子吸收光谱法测定中江丹参植株不同部位12种微量元素含量实验中，经粉碎的样品用4:1的硝酸-过氧化氢混合酸消解处理后，经高氯酸冒烟。

3.5 硝酸-硫酸消化法

热的浓H2SO4具有强的脱水能力和氧化能力，可以有效分解和破坏有机试样，HNO3也具有较强的氧化能力，两者结合使用可提高消解能力，常加入少量H2O2。张爱霞[16]用火焰原子吸收法测定果汁中钠实验中，果汁样品用硝酸-硫酸消化。因为果汁及其他植物性食品中富含钾，采用此方法消化是为了避免用HNO3-HClO4消化产生KClO4白色沉淀，影响后续钠和钾的测定。周维[17]在测定茶叶中锰含量实验中用4:1的硝酸-硫酸消化粉碎茶叶样品。

3.6多元消化法

为提高消解效果，在某种情况下需要采用三元以上酸或氧化剂消解体系，混

合溶剂具有更强的溶解能力和应用能力。分解试样常用混合酸体系：HNO3/HCl/HF、HNO3/HCl/HF/HClO4、HNO/HF/HClO4等。国内学者比较了十几种常规样体系，发现HNO/HF/HClO4为湿法溶样中最佳体系。白茹[18]用火焰原子吸收法测定土壤中铜和铅实验中用逆王水-HClO4-HF和王水HClO4-HF两种方法对土壤样品进行前处理，测定结果均在标准值给定范围内。有报道使用2:1:1的HNO3/H2O2/HF体系对有机物的溶解有良好效果[19]。

4 微波消解法

微波消解法不同于传统方法，是近几年发展起来的一项技术，利用微波的高频振荡使水分子激烈运动而产生能量，直接通过物质吸收能量来达到加热目的。加热在内部进行，热量损耗极低，功率集中，而对不含水物质的固体没有效果，极高的频率使一般样品3~5min内升温而达到溶解，传统加热方法无法与之相比。叶敏[20]用硝酸-过氧化氢为消解体系用微波消解法处理茶叶样品，而另一种方法采用溶解法，水作为溶剂处理茶叶样品。两种样品处理方法的检测结果不同，经微波消解法处理的茶叶样品中测量的Mn、Zn值明显高于溶解法测量值。胡雅琼[21]在测定白英中微量元素试验中，将适量样品、浓硝酸置于微波消解罐中用微波消解法消解样品。张丽敏[22]在测定奶粉中5种营养元素时，用3:1的硝酸-过氧化氢作消解体系，用微波消解法消解奶粉样品，此法不仅快速破坏样品中的有机物质，而且可以有效防止易挥发组分遗失，并且试剂用量少消解完全。左国强[23]测定烟灰中铟时，采用微波消解法和常规湿法消解预处理样品，测定结果表明微波消解法具有消解完全、测定准确、精密度高，有效缩短了样品制备时间。但缺点是需要特别昂贵的仪器。总之此法可用于测定多种样品，比如蔬菜、烟叶、头发、花生、中草药、土壤、保健品等，尤其对于测定易挥发元素最适合。

5 溶解法

对于基体中的主要成分为易溶性的矿物质的样品可用溶解法分解，即可用适当的溶剂将固体样品溶解转化为液体样品，同时将待测组分转化为可测定形态。赵粼[24]用火焰原子法测定茶包中锰元素时，用去离子水浸泡红茶、绿茶及茶包，得浸泡液为待测样品。

6 高压消解法

高压消解法是一种在高温高压下进行的湿法消解过程，即把样品消解溶液（通

常为混酸或混酸+氧化剂）置于合适的容器中，一般为聚四氟乙烯制成的容器，具有类似微波炉的特性，置于烤箱马弗炉加热增压消化样品，在密集情况下进行分解。杨惠芳[25]在导数火焰原子吸收法测定六味地黄丸、枸杞实验中用4:1的HNO3-HClO4对样品酸化后加压处理，样品完全消解，而用湿法消解溶液中总有少量沉淀。姚军[26]在保健食品中镁的火焰原子吸收光谱测定实验中，用高压消解法对保健品试样进行前处理，其优点为：无需消耗大量酸，降低了测定空白，将复杂基体完全溶解。邱洪久[27]用火焰原子吸收法测定啤酒新原料黑米中铁、锰、锌试验中，采用高压密闭消化罐，以4:1的硝酸-高氯酸体系溶样，减少中间环节，避免污染和损失，降低溶样试剂用量，使溶样更完全彻底。但此方法缺点是容器内压力过高而存在发生爆炸的危险。

7 非完全消化法

此方法只要求消化液均匀透明，不要求消化液无色，消化液中可含有可溶性有机物。因此消化温度低、用酸量少、耗时短、操作简单，是一种快速的样品处理技术。邱嶂[28]在用火焰原子法测定蛇蜕及蝉蜕中微量元素实验中，用非完全消化法处理样品，RSD小于29%，此方法预处理样品可行。

结束语

灰化法和酸消解法是常用的样品前处理方法，而微波消解法是近几年来发展起来的、应用越来越广泛的新技术。而样品前处理方法的选择要取决于样品和所测金属元素的性质，坚持方便快捷、尽量减少样品用量和有效成分的损失为原则选择方法。

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致谢

本论文是在王尚芝导师的细心指导下完成的。王老师在教学过程中严谨踏实、认真耐心的态度令我非常钦佩。王老师精深的专业知识、细致的思维和平易近人的工作作风不仅使我在论文研究过程受益匪浅，而且将有益于我今后的学习、工作。在实验过程当中王老师不知疲倦、不厌其烦的教会了我很多东西，使我在知识上、思维上、能力上都有所提高。在此论文答辩之际，谨向王老师示以学生最诚挚的感谢和崇高的敬意！

同时也感谢百忙之中评阅、指导的所有答辩老师和专家！

The Sample Preparation Methods of Atomic Absorption

Analysis

Abstract:Sample preparation is one of the important steps of atomic absorption spectrometry. This article outlines several common sample pre-treatment methods of atomic absorption spectrometric analysis, such as ashing method, acid digestion, microware digestion method, high pressure digestion method and so on. It also introduces the use, advantages and disadvantages of these methods. Hopefully this article can help the readers' future study and research.

Key words : atomic absorption spectrometry ; the simple preparation; methods;