陳慶勝 李敏
(廣州市蘿崗區疾病預防控製中心,廣東廣州,510530)近jin年nian來lai微wei波bo消xiao解jie得de到dao廣guang泛fan研yan究jiu,各ge種zhong消xiao解jie方fang法fa比bi較jiao的de文wen章zhang也ye層ceng出chu不bu窮qiong。筆bi者zhe在zai長chang期qi樣yang品pin前qian處chu理li工gong作zuo中zhong,通tong過guo對dui濕shi法fa消xiao解jie過guo程cheng觀guan察cha,著zhe重zhong探tan討tao濕shi法fa消xiao解jie過guo程cheng機ji理li,為wei濕shi法fa消xiao解jie操cao作zuo提ti供gong經jing驗yan參can考kao。
1 濕法消解體係的選擇
1.1 濕法消解主要使用硝酸、高氯酸、硫酸、過氧化氫等,利用其酸性及氧化性破壞樣品結構。酸的物理化學性質如下:


其氧化性排序應該為:高氯酸>硝酸>硫酸>過氧化氫
1.2 根(gen)據(ju)樣(yang)品(pin)基(ji)體(ti)的(de)不(bu)同(tong)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)濕(shi)法(fa)消(xiao)解(jie)體(ti)係(xi)。容(rong)易(yi)被(bei)氧(yang)化(hua)消(xiao)解(jie)的(de)樣(yang)品(pin)基(ji)體(ti)選(xuan)擇(ze)用(yong)單(dan)一(yi)硝(xiao)酸(suan)即(ji)可(ke),難(nan)消(xiao)解(jie)的(de)可(ke)選(xuan)擇(ze)硫(liu)酸(suan)一(yi)硝(xiao)酸(suan)體(ti)係(xi),硫(liu)酸(suan)一(yi)高(gao)氯(lv)酸(suan)一(yi)硝(xiao)酸(suan)體(ti)係(xi)等(deng)
2 消解過程描述
以較難消解的食用油為例,選擇硫酸一高氯酸一硝酸體係進行消解,探討濕法消解過程和作用機理,以達到快速、安全的消解要求。
取0.5g食用油樣品,加入硫酸2ml、高氯酸3ml、硝酸5ml,先低溫消解(電爐溫度約200℃),待達到硝酸分解溫度、冒棕色煙且液麵起大量泡沫,輕搖三角瓶等反應平穩後,置於平板電爐(400℃)升溫;待dai瓶ping內nei液ye麵mian起qi大da量liang細xi泡pao沫mo並bing有you反fan應ying物wu中zhong心xin,且qie出chu現xian少shao量liang白bai煙yan時shi,開kai始shi搖yao動dong三san角jiao瓶ping並bing滴di加jia硝xiao酸suan,控kong製zhi滴di加jia速su度du以yi調tiao節jie三san角jiao瓶ping內nei反fan應ying速su度du,防fang止zhi樣yang品pin炭tan化hua,也ye不bu可ke滴di加jia太tai快kuai使shi溫wen度du降jiang低di反fan應ying變bian慢man。當dang三san角jiao瓶ping內nei液ye麵mian出chu現xian均jun勻yun且qie較jiao大da泡pao沫mo時shi,溶rong液ye變bian透tou明ming,停ting止zhi搖yao動dong三san角jiao瓶ping,置zhi於yu400℃升溫至冒高氯酸煙(白色濃煙),此時瓶內液體有可能再出現棕黃色,這是難消解的有機物被消解的過程,繼續消解至冒硫酸煙(沉於瓶內白煙),這時瓶內液體已經澄清,所剩液體約2ml為硫酸,取下放冷定容。該消解過程處理單個樣品時間約20min,即使消解難以消解的食用油(0.5g)消耗硝酸不到10mL(約6~7mL),高氯酸3mL,硫酸2mL。此消解過程中控製溫度及反應速度需經過一定的實驗操作經驗積累,是做好濕法消解的難點。
3 硫酸- 高氯酸-硝酸體係消解過程反應機理探討
該體係消解反應分三個過程,第一步以硝酸為消解主體(室溫到120℃);第二步以高氯酸為消解主體(約140~200℃),並與硝酸協同消解;第三步以硫酸為消解主體(約200~290℃)。下麵分步探討硫酸一高氯酸一硝酸體係消解過程。
第一步,硝酸為主體溫度下的消解,從室溫升到約120℃,ciguochengzhongsuizhewendushenggao,xiaosuandeyanghuaxingzengqiang,dadaoxiaosuanfenjiewendushifanyingjiasujinxing,maodaliangzongseyan,qizhongyixiaojiedeyoujiwuxianbeixiaojie,bufenfenmozhuangyangpinheditanyoujiwucijieduankenenghuichanshengdaliangqipao,zheshixuqingyaosanjiaopingkongzhifanyingwenduhesudu,yimianyangpinyichusanjiaoping。
第二步,高氯酸為主體溫度下(約150~200℃)與yu硝xiao酸suan共gong同tong作zuo用yong的de消xiao解jie,隨sui著zhe硝xiao酸suan的de蒸zheng發fa,溶rong液ye溫wen度du由you以yi硝xiao酸suan為wei主zhu體ti的de溫wen度du升sheng高gao到dao以yi高gao氯lv酸suan為wei主zhu體ti的de溫wen度du。這zhe時shi濃nong熱re高gao氯lv酸suan體ti現xian出chu其qi強qiang氧yang化hua性xing,由you於yu高gao溫wen氧yang化hua過guo程cheng,有you機ji物wu易yi脫tuo水shui炭tan化hua,所suo以yi要yao滴di加jia硝xiao酸suan以yi補bu充chong氧yang化hua劑ji,並bing可ke以yi控kong製zhi溫wen度du。此ci時shi氧yang化hua反fan應ying相xiang當dang劇ju烈lie,控kong製zhi滴di加jia硝xiao酸suan,即ji使shi難nan以yi消xiao解jie的de食shi用yong油you,用yong約yue1~2mL硝酸均可消解至溶液透明,但此時溶液內的有機物並未消解完全。
第三步,硫酸為主溫度下的消解約200到290℃。該gai階jie段duan隨sui著zhe高gao氯lv酸suan的de消xiao解jie消xiao耗hao和he揮hui發fa,溫wen度du升sheng高gao到dao以yi硫liu酸suan為wei主zhu體ti的de溫wen度du,高gao溫wen下xia硫liu酸suan與yu高gao氯lv酸suan共gong同tong作zuo用yong將jiang最zui後hou難nan消xiao解jie有you機ji物wu消xiao解jie完wan全quan,並bing將jiang高gao氯lv酸suan趕gan淨jing。
4 討論
用經典的濕法消解樣品,在了解消解反應過程機理的基礎上處理樣品,同樣可以達到快速、安全的要求。難以消解的食用油僅需硫酸2mL,高氯酸3mL,硝酸不到10mL,20個樣品消解處理時間約2.5小(xiao)時(shi)。相(xiang)對(dui)微(wei)波(bo)消(xiao)解(jie)等(deng)方(fang)法(fa)優(you)點(dian)在(zai)於(yu),可(ke)憑(ping)經(jing)驗(yan)控(kong)製(zhi)溫(wen)度(du)和(he)反(fan)應(ying)速(su)度(du),可(ke)以(yi)對(dui)應(ying)不(bu)同(tong)基(ji)體(ti)樣(yang)品(pin)同(tong)時(shi)消(xiao)解(jie),樣(yang)品(pin)處(chu)理(li)速(su)度(du)快(kuai),方(fang)法(fa)設(she)備(bei)普(pu)及(ji),試(shi)劑(ji)消(xiao)耗(hao)少(shao),實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)中(zhong)可(ke)以(yi)和(he)其(qi)他(ta)方(fang)法(fa)互(hu)補(bu)使(shi)用(yong)。但(dan)濕(shi)法(fa)消(xiao)解(jie)工(gong)作(zuo)強(qiang)度(du)度(du)大(da),若(ruo)通(tong)風(feng)條(tiao)件(jian)不(bu)好(hao)長(chang)期(qi)操(cao)作(zuo)會(hui)影(ying)響(xiang)操(cao)作(zuo)員(yuan)健(jian)康(kang)。
樣品基體不同,消解時酸的選擇和加入順序也不同,例如乳製品選擇硫酸-xiaosuantixi,yingxianjiaxiaosuanzaijialiusuan,fouzhebeitanhuabaoguo,xiaojiebuyijinxing。xiangjingdengditanyoujijitizhinengxianjiaxiaosuanxiaojie。shiyongyouxiaojieyaoxianjialiusuan,zaijiaxiaosuan、高氯酸,否則先加硝酸易形成硝酸甘油脂類,易爆燃;如先加高氯酸再加硝酸、硫酸不用加熱即可能引起爆燃,所以在濕法消解時要注意消解用酸的選擇和加入順序。
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