微波消解中常用的酸都有哪些？

2015-01-22 作者：瀏覽數(shù)：2481

　　微波消解中常用酸通常分為兩類:

　　非氧化性酸，如鹽酸,氫氟酸,磷酸,稀硫酸和稀高氯酸;

　　氧化性酸，如硝酸,熱濃高氯酸,濃硫酸和過氧化氫。

　　1、硝酸

　　硝酸有以下特性:

　　65%濃度沸點(diǎn)為120°C;

　　濃度小于2M 時(shí)，氧化能力較弱;隨著濃度和反應(yīng)溫度的增加，氧化能力增強(qiáng);

　　氧化有機(jī)物的典型酸，反應(yīng)式如下: (CH₂)X + 2HNO₃ -> CO₂(g) + 2NO + 2H₂O;

　　溶解大多數(shù)金屬硝酸鹽， Au 和Pt 例外(不能氧化) ， Al, B, Cr, Ti 和Zr 例外(鈍化);

　　這些金屬要求混酸或稀硝酸;

　　經(jīng)常與H₂O₂, HCl和H₂SO₄混用;

　　高純度經(jīng)常用于痕量分析。

　　以上為微波加熱過程中硝酸的溫度壓力曲線。

　　注意：壓力為25bar 時(shí),溫度為225°C。

　　過氧化氫

　　過氧化氫是氧化劑(2H₂O₂ -> 2H₂O + O₂); 與硝酸混合可減少含氮蒸汽，通過增加溫度加速有機(jī)樣品的

　　消解過程.

　　典型混合比例是HNO₃:H₂O₂= 4:1 (體積/體積)。

　　鹽酸

　　鹽酸有以下特性:

　　與20,4% H2O混合后恒沸點(diǎn)為110°C;

　　38% 濃度;

　　溶解弱酸鹽(碳酸鹽,磷酸鹽)及大多數(shù)金屬，AgCl, HgCl 和TiCl 例外;

　　過量HCl可提高AgCl的溶解能力,使之轉(zhuǎn)換為AgCl₂^-；

　　強(qiáng)配位能力;

　　由于溶液中可成為氯化物的特性而廣泛用于鐵基合金;

　　其他可用于Ag (I), Au (II), Hg (II), Ga (III), Tl (III), Sn (IV), Fe (II) and Fe (III);

　　不溶解Al, Be, Cr, Ti, Zr, Sn和Sb的氧化物;Ba和Pb的硫酸鹽,II價(jià)氟化物, SiO₂, TiO₂和ZrO₂。

　　以上為微波加熱過程中鹽酸的溫度壓力曲線。

　　注意：壓力為25bar 時(shí),溫度為205°C。

　　氫氟酸

　　氫氟酸有以下特性:

　　酸消解

　　40%濃度時(shí)沸點(diǎn)為108°C;

　　非氧化性,強(qiáng)配位能力;

　　用于消解礦物,礦石,土壤,巖石甚至含硅蔬菜;

　　按以下反應(yīng)，主要用于消解硅: SiO₂ + 6HF -> H₂SiF₆ + 2H₂O;

　　經(jīng)常與HNO₃ 或 HClO₄混用。

　　蒸發(fā)/濃縮

　　樣品溶解后,為避免損壞儀器或重新溶解不溶氟化物，很多分析要求去除HF;

　　很多分析如As, B, Se, Sb, Hg 和Cr 可能揮發(fā)。

　　配位

　　可通過加入硼酸去除溶液中的HF;

　　發(fā)生以下反應(yīng): H3BO3 + 3HF -> HBF3(OH) + 2H2O and HBF3(OH) + HF -> HBF3 + H2O;

　　10-50 倍過量硼酸加快反應(yīng)速率。

　　以上為微波加熱過程中氫氟酸的溫度壓力曲線。

　　注意：壓力為25bar 時(shí),溫度為240°C.

　　硫酸

　　硫酸有以下特性:

　　98%濃度的硫酸沸點(diǎn)為340°C,高于TFM 罐子的最大工作溫度;

　　為避免罐子損壞應(yīng)仔細(xì)關(guān)注反應(yīng);

　　通過脫水反應(yīng)破壞有機(jī)物;

　　很多硫酸鹽是不可溶的(Ba, Sr, Pb)。

　　以上為微波加熱過程中硫酸的溫度壓力曲線。

　　注意溫度被控制在300°C (僅1 分鐘),沒有任何壓力增加。很明顯，在MDR 轉(zhuǎn)子中使用濃硫酸是不適宜的.300°C 是TFM 罐子的臨界溫度，對(duì)PFA 罐子來說溫度過高(該溫度下將熔化)。所以，建議使用硫酸時(shí)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的溫度控制。

　　高氯酸

　　高氯酸以下特性:

　　72%濃度時(shí)沸點(diǎn)203°C;

　　熱且濃的高氯酸是強(qiáng)氧化性酸;

　　與有機(jī)物反應(yīng)迅速，有時(shí)爆炸;

　　經(jīng)常與硝酸混用用于有機(jī)物消解;

　　所有高氯酸鹽可溶，KClO₄除外;

　　在密閉微波罐體中，高氯酸在245°C 分解，產(chǎn)生大量氣體副產(chǎn)品和大量壓力。

　　警告

　　當(dāng)使用高氯酸時(shí)應(yīng)特別注意.

　　不要完全使用高氯酸消解有機(jī)樣品.

　　當(dāng)溫度不超過200°C 時(shí)可用高氯酸消解無機(jī)樣品，高氯酸體積應(yīng)小于整個(gè)溶液體積的20%(體積/體積)。