我们在进行湿法消解时,常常会用到一种酸或者多种混合酸的体系,选择合适的酸体系对加快破坏有机物是非常重要的。而在石墨消解仪上,该如何设置合适的温度范围呢?

首先,咱们进行湿法消解的时候,须遵循一个原则,即“既不损失所分析的元素,也不增加所分析的元素”,而对应的酸体系下的合适温度范围也应该遵循这一原则。温度过低,会导致消解时间过长,而温度过高,样品沸腾过于激烈,容易带走所需要分析的元素,对于一些易挥发的元素(如:汞、砷等),过高的温度也容易导致元素的损失。

咱们梳理了部分酸体系下的消解温度范围,供参考:
酸体系 | 沸点 | 消解温度范围 |
盐酸 | 质量分数10% (沸点103°C) 质量分数20% (沸点108°C) 质量分数30% (沸点90°C) 质量分数32% (沸点84°C) 质量分数34% (沸点71°C) 质量分数36% (沸点61°C) 质量分数38% (沸点48°C) | <100℃ |
硝酸 | 质量分数100%(沸点83°C) 质量分数68%(沸点120.5°C) | 80-120℃ |
硫酸 | 质量分数5%(沸点101°C) 质量分数50%(沸点124℃)质量分数98%(沸点332℃) | <330℃ |
盐酸-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-双氧水 | 95-130℃ |
上述酸体系中的混合酸,是为了达到特定的目的而将特定两种或两种以上的酸按特定的比例混合后得到的。混合酸存在不同的浓度配比,广泛应用于实际的湿法消解中,混合酸的应用往往是为了增强其酸性的。
其中比较典型的混酸(浓盐酸-浓硝酸体积比=1:3)王水,是一种腐蚀性非常强、冒黄色雾的液体。我们已知的金、铂等不溶于浓硝酸或浓盐酸,浓盐酸-浓硝酸通过1:3混合后大大增强了其酸性,它是少数几种能够溶解金(Au)物质的液体之一,它利用了氯离子与金属离子的配位作用降低电极电位使反应可以发生。

不同浓度的酸通过配比后得到的混酸的沸点也不尽相同,但混酸往往不超过其任一种酸的最高沸点。而对于已知的酸体系的沸点的,在使用智能石墨消解仪时,应设定沸点以内的目标温度。过高的目标温度,使得酸过快的挥发的同时也无法提高酸体系的沸点,只会使得沸腾更加厉害,无助于消解速度的提高。

而对于酸体系的最佳反应温度,需根据实际样品而定,应充分考虑酸挥发的速度以及与样品反应的速度等而合理调整温度,从而达到理想的效果。

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