矿物及金属试样分解方法总结

在实际分析工作中,通常要先将试样分解,把待测组分定量转入溶液后再进行测定。在分解试样的过程中,应遵循以下几个原则:试样的分解必须完全;在分解试样的过程中,待测组分不能有损失;精油与肌肤百度影音不能引入待测组分和干扰物质。根据试样的性质和测定方法的不同,常用的分解方法有溶解法、熔融法和干式灰化法等。
1、溶解法
采用适当的溶剂,将试样溶解后制成溶液的方法,称为溶解法。常用的溶剂有水、酸和碱等。
  1)水溶法对于可溶性的无机盐,可直接用蒸馏水溶解制成溶液。
  2)酸溶法多种无机酸及混合酸,常用做溶解试样的溶剂。利用这些酸的酸性、氧化性及配位性,使被测组分转入溶液。常用的酸有以下几种。
  ①盐酸(HCl)大多数氯化物均溶于水,电位序在氢之前的金属及大多数金属氧化物和碳酸
盐都可溶于盐酸中,另外,Cl-还具有一定的还原性,并且还可与很多金属离子生成配离子而利于试样的溶解。常用来溶解赤铁矿(Fe2O3)、辉锑矿(Sb2S3)、碳酸盐、软锰矿(MnO2)等样品。
  ②硝酸(HNO3)具有较强的氧化性,几乎所有的硝酸盐都溶于水,除铂、金和某些稀有金属外,浓硝酸几乎能溶解所有的金属及其合金。铁、铝、铬等会被硝酸钝化,溶解时加入非氧化酸,如盐酸除去氧化膜即可很好的溶解。几乎所有的硫化物也都可被硝酸溶解,但应先加入盐酸,使硫以H2S的形式挥发出去,以免单质硫将试样裹包,影响分解。
  ③硫酸(H2SO4)除钙、锶、钡、铅外,其它金属的硫酸盐都溶于水。热的浓硫酸具有很强的氧化性和脱水性,常用于分解铁、钴、镍等金属和铝、铍、锑、锰、钍、铀、钛等金属合金以及分解土壤等样品中的有机物等。硫酸的沸点较高(338℃),当硝酸、盐酸、等低沸点酸的阴离子对测定有干扰时,常加硫酸并蒸发至冒白烟(SO3)来驱除。在稀释浓硫酸时,切记,一定要把浓硫酸缓慢倒入水中,并用玻璃棒不断搅拌,如沾到皮肤要立即用大量水冲洗。
  ④磷酸(H3PO4)磷酸根具有很强的配位能力,因此,几乎90%的矿石都能溶于磷酸。
包括许多其它酸不溶的铬铁矿、钛铁矿、铌铁矿、金红石等,对于含有高碳、高铬、高钨的合金也能很好的溶解。单独使用磷酸溶解时,一般应控制在500600℃5min架构调整以内。若温度过高、时间过长,会析出焦磷酸盐难溶物、生成聚硅磷酸粘结于器皿底部,同时也腐蚀了玻璃。
  ⑤HClO4)热的、浓高氯酸具有很强的氧化性,能迅速溶解钢铁和各种铝合金。能将CrVS等元素氧化成最高价态。高氯酸的沸点为203℃,蒸发至冒烟时,可驱除低沸点的酸,残渣易溶于水。高氯酸也常作为重量法中测定SiO2的脱水剂。使用HClO4时,应避免与有机物接触,当样品含有机物时,应先用硝酸氧化有机物和还原性物质后再加高氯酸,以免发生爆炸。
  ⑥HF)的酸性很弱,但 F—的配位能力很强,能与 Fe)、Al)、Ti)、Zr)、W)、Nb)、Ta)、U)等离子形成配离子而溶于水,并可与硅形成SiF4而逸出。一定要在通风柜中使用,一但沾到皮肤一定要立即用水冲洗干净。
3)混合酸溶法
  ①王水HNO3HCl1∶3(体积比)混合。由于硝酸的氧化性和盐酸的配位性,使其具有更好的溶解能力。能溶解PbPtAuMoW等金属和BiNiCuGaInUV等合金,也常用于溶解FeCoNiBiCuPbSb空气质量流量HgAsMo等的硫化物和SeSb等矿石。
  ②逆王水HNO3HCl3∶1(体积比)混合。可分解AgHgMo、等金属及FeMnGe的硫化物。浓HCl、浓HNO3、浓H2SO4的混合物,称为硫王水,可分别溶解含硅量较大的矿石和铝合金。
  ③ HF+ H2SO4+ HClO4可分解CrMoWZrNbTl等金属及其合金,也可分解硅酸盐、钛铁矿、粉煤灰及土壤等样品。
  ④ HF+HNO3常用于分解硅化物、氧化物、硼化物和氮化物等。
  ⑤ H2SO4+H2O2+H2OH2SO4∶H2O2∶H2O2∶1∶3(体积比)混合。可用于油料、粮食、植物等样品的消解。若加入少量的CuSO4K2SO4内胎硫化机和硒粉作催化剂,可使消解更为快速完全。
  ⑥ HNO3+ H2SO4+ HClO4(少量)常用于分解铬矿石及一些生物样品,如动、植物组织、尿液、粪便和毛发等。
  ⑦ HCl+SnCl2主要用于分解褐铁矿、赤铁矿及磁铁矿等。
4)碱溶法碱溶法的主要溶剂为NaOHKOH或加入少量的Na2O2K2O2.常用来溶解两性金属,如铝、锌及其合金以及它们的氢氧化物或氧化物,也可用于溶解酸性氧化物如MoO3WO3等。
2、熔融法
熔融法是将试样与酸性或碱性熔剂混合,利用高温下试样与熔剂发生的多相反应,使试样组分转化为易溶与水或酸的化合物。该法是一种高效的分解方法。但要注意,熔融时,需加入大量的熔剂(一般为试样的612倍)而会引入干扰。另外,熔融时,由于坩埚材料的腐蚀,也会引入其它组分。根据所用熔剂的性质和操作条件,可将熔融法分为酸熔、碱熔和半熔法。
  1)酸熔法酸熔法适用于碱性试样得分解,常用的熔剂有K2S2O7KHSO4KHF2B
2O3等。KHSO4加热脱水后生成K2S2O7,二者的作用是一样的。在300℃以上时,K2S2O7中部分SO3可与碱性或中性氧化物(如TiO2Al2O3Cr2O3Fe3O4ZrO2等)作用,生成可溶性硫酸盐。常用于分解铝、铁、钛、铬、锆、铌等金属氧化物及硅酸盐、煤灰、炉渣和中性或碱性耐火材料等。KHF2在铂坩埚中低温熔融可分解硅酸盐、钍和稀土化合物等。B2O3在铂坩埚中于580℃熔融,可分解硅酸盐及其它许多金属氧化物。
  2)碱熔法碱熔法用于酸性试样的分解。常用的熔剂有Na2CO3K2CO3NaOHKOHNa2O2和它们的混合物等。
  ① Na2CO3mp850℃)和K2CO3mp890℃Na2CO3K2CO31∶1形成的混合物,其熔点为700℃左右,用于分解硅酸盐、硫酸盐等。分解硫、砷、铬的矿样时,用Na2CO3加入少量的KNO3KClO3,在900℃时熔融,可利用空气中的氧将其氧化为、、.Na2CO3K2CO3作熔剂宜在铂坩埚中进行。
  ②Na2CO3+S用来分解含砷、锑、锡的矿石,可使其转化为可溶性的硫代酸盐。由于含硫的混合熔剂会腐蚀铂,故常在瓷坩埚中进行。
  ③ NaOHmp321℃)和KOHmp404℃)二者都是低熔点的强碱性熔剂,常用于分解铝土矿、硅酸盐等试样。可在铁、银或镍坩埚中进行分解。用Na2CO3作熔剂时,加入少量NaOH,可提高其分解能力并降低熔点。
  ④ Na2O2 Na2O2是一种具有强氧化性、强腐蚀性的碱性熔剂,能分解许多难溶物,如铬铁矿、硅铁矿、黑钨矿、辉钼矿、绿柱石、独居石等。能将其大部分元素氧化成高价态。有时将Na2O2Na2CO3混合使用,以减缓其氧化的剧烈程度。用Na2O2作熔剂时,不宜与有机物混合,以免发生爆炸。Na2O消防演习2对坩埚腐蚀严重,一般用铁、镍或刚玉坩埚。
  ⑤ NaOH + Na2O2KOH+ Na2O2常用于分解一些难溶性的酸性物质。
  3)半熔法半熔法又称烧结法。该法是在低于熔点的温度下,将试样与熔剂混合加热至熔结。由于温度比较低,不易损坏坩埚而引入杂质,但加热所需时间较长。例如800℃时,用Na2CO3+ZnO分解矿石或煤;用MgO+ Na2CO3分解矿石、煤或土壤等。
  一般情况下,优先选用简便、快速、不易引入干扰的溶解法分解样品。熔融法分解样品时,操作费时费事,且易引入坩埚杂质,所以熔融时,应根据试样的性质及操作条件,选
择合适的坩埚,尽量避免引入干扰。常用的坩埚有刚玉坩埚、铁坩埚、镍坩埚、铂金坩埚(不能用于有王水时溶样)、瓷坩埚等。

本文发布于:2024-09-23 20:21:08,感谢您对本站的认可!

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