第二章固体试样的分解(2014).



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1、第二章第二章 固体试样的分解固体试样的分解 2.1 2.1 概概 述述2.2 2.2 岩矿试样湿法分解的一般原理岩矿试样湿法分解的一般原理2.3 2.3 湿法分解法湿法分解法2.4 2.4 干法分解法干法分解法2.5 2.5 其他分解技术其他分解技术习题和复习题习题和复习题 目的目的 工业分析中,固体样品的分析,除少数工业分析中,固体样品的分析,除少数分项目的测定方法分项目的测定方法(如激光光谱分析、放射性分析如激光光谱分析、放射性分析)外,一般都要先将试样分解,外,一般都要先将试样分解,使待测组分全部转变使待测组分全部转变为适于测定的状态。为适于测定的状态。 要求要求 一方面一方面要保证要保
2、证被测组分全部地、毫无损失地转被测组分全部地、毫无损失地转变为测定所需要的形态变为测定所需要的形态(一般是溶液一般是溶液); 另一方面另一方面尽可能地尽可能地避免带入对分析有害的物质。避免带入对分析有害的物质。2.1 2.1 概概 述述 意义意义 试样的分解,关系到试样的分解,关系到分析分析结果的质量结果的质量、分析、分析手续的简繁手续的简繁和分析生产的和分析生产的速度和成本速度和成本。 有许多组分的分析,由于样品分解方法的改有许多组分的分析,由于样品分解方法的改进,使整个分析方法与分析流程得到进,使整个分析方法与分析流程得到巨大变革巨大变革。 结论:结论: 样品的分解是工业分析的重要组成部分
3、。样品的分解是工业分析的重要组成部分。2.1 2.1 概概 述述 试样分解的方法很多,归结起来可分为两大类:试样分解的方法很多,归结起来可分为两大类:湿法分解法和干法分解法。湿法分解法和干法分解法。 湿法分解法湿法分解法简介简介 湿法分解法是将试样与溶剂湿法分解法是将试样与溶剂相互作用,样品中待测组分转变为可供分析测定的相互作用,样品中待测组分转变为可供分析测定的离子或分子存在于溶液中,离子或分子存在于溶液中,是一种直接分解法。是一种直接分解法。 使用的溶剂使用的溶剂:水、有机溶剂、酸或碱及盐的水溶水、有机溶剂、酸或碱及盐的水溶液、配位剂的水溶液等液、配位剂的水溶液等. 应用最为广泛的是应用最
4、为广泛的是各种酸溶液各种酸溶液(单种酸或混合酸单种酸或混合酸或者酸与盐的混合溶液或者酸与盐的混合溶液)。2.1 2.1 概概 述述 分类分类湿法分解的方法,湿法分解的方法, 依依操作温度操作温度的不同,可分为的不同,可分为常温常温分解和分解和加热加热分分解;解; 依依供能方式供能方式的不同,可分为的不同,可分为电炉电炉(或电热板、电或电热板、电水浴水浴)加热分解法、加热分解法、水蒸气水蒸气加热分解法、加热分解法、超声波超声波搅拌搅拌分解法、分解法、微波微波加热分解法等;加热分解法等; 依分解时的依分解时的压力压力不同,可分为不同,可分为常压常压分解分解和和增压增压分解分解(封闭封闭溶样溶样)法
5、。法。 2.1 2.1 概概 述述 干法分解法干法分解法简介简介 干法分解法干法分解法是对那些不能完全被溶剂所分解的是对那些不能完全被溶剂所分解的样品,将它们与熔剂混匀在高温下作用,使之转变样品,将它们与熔剂混匀在高温下作用,使之转变为易被水或酸溶解的新的化合物。然后,以水或酸为易被水或酸溶解的新的化合物。然后,以水或酸溶液浸取,使样品中待测组分转变为可供分析测定溶液浸取,使样品中待测组分转变为可供分析测定的离子或分子进入溶液中。的离子或分子进入溶液中。 是一种间接分解法。是一种间接分解法。 所用的熔剂所用的熔剂: :固体的酸、碱、盐及它们的混合物。固体的酸、碱、盐及它们的混合物。2.1 2.
6、1 概概 述述 半熔分解法半熔分解法 在在低于熔剂熔点的温度下低于熔剂熔点的温度下烧结分解,烧结分解,熔剂与样品之间的反应发生在固相之间。熔剂与样品之间的反应发生在固相之间。 半熔分解反应是由于温度升高而两种结晶物质半熔分解反应是由于温度升高而两种结晶物质可能发生短暂的机械碰撞使质点晶格发生振荡可能发生短暂的机械碰撞使质点晶格发生振荡(回回摆现象摆现象)而引起的。而引起的。 全熔分解法全熔分解法在在高于熔剂熔点的温度下高于熔剂熔点的温度下熔融分解,熔融分解,熔剂与样品之间反应在液相或固熔剂与样品之间反应在液相或固液之间进行,反液之间进行,反应完全之后形成均一熔融体;应完全之后形成均一熔融体;2
7、.1 2.1 概概 述述 采用熔融法分解试样,熔块常采用熔融法分解试样,熔块常被熔剂和容器污染,被熔剂和容器污染,甚至某些稀散元素和坩埚发生交换作用,影响测定结甚至某些稀散元素和坩埚发生交换作用,影响测定结果。果。而半熔可以减少甚至免除熔剂对坩埚的侵蚀和交而半熔可以减少甚至免除熔剂对坩埚的侵蚀和交换作用。半熔的熔块又易溶于无机酸。换作用。半熔的熔块又易溶于无机酸。 半熔分解程度是否完全,决定于下列几个因素:半熔分解程度是否完全,决定于下列几个因素: 选择的熔剂及其用量;选择的熔剂及其用量; 搅拌的均匀程度;搅拌的均匀程度; 试样和熔剂的粒度;试样和熔剂的粒度; 加热时间的长短和温度的高低等。加
8、热时间的长短和温度的高低等。半熔烧结分解试样半熔烧结分解试样2.1 2.1 概概 述述 过氧化钠半熔过氧化钠半熔 碳酸钠碳酸钠+ +过氧化钠半熔过氧化钠半熔 碳酸钠碳酸钠+ +氧化镁氧化镁( (氧化锌氧化锌) )混合物半熔(混合物半熔(艾斯艾斯卡卡(Ischka)(Ischka)试剂。试剂。 ) 碳酸钙碳酸钙+ +氯化铵混合物半熔氯化铵混合物半熔( (斯密思法斯密思法) )半熔烧结分解试样半熔烧结分解试样2.1 2.1 概概 述述 温度在温度在500500以下;以下; 使用器皿:铂坩埚;使用器皿:铂坩埚; 能分解的矿物:磁铁矿,重晶石,石膏,黑钨能分解的矿物:磁铁矿,重晶石,石膏,黑钨矿,白钨
9、矿,榍石,二氧化硅,长石,滑石,锆矿,白钨矿,榍石,二氧化硅,长石,滑石,锆英石,铬铁矿,绿柱石,独居石等。英石,铬铁矿,绿柱石,独居石等。过氧化钠半熔过氧化钠半熔2.1 2.1 概概 述述碳酸钠过氧化钠半熔碳酸钠过氧化钠半熔 用用1:1的碳酸钠和过氧化钠与一般硅酸盐试样的碳酸钠和过氧化钠与一般硅酸盐试样混匀,在混匀,在镍坩埚中镍坩埚中,400半熔半熔12h,半熔的效果,半熔的效果较好,对坩埚的侵蚀极微。半熔温度只要不超过较好,对坩埚的侵蚀极微。半熔温度只要不超过400,熔块脱锅较容易,稍一震动熔块即脱落下,熔块脱锅较容易,稍一震动熔块即脱落下来,可以采用水侵或酸溶制成分析溶液。来,可以采用水
10、侵或酸溶制成分析溶液。2.1 2.1 概概 述述碳酸钠和氧化镁或氧化锌混合物半熔碳酸钠和氧化镁或氧化锌混合物半熔碳酸钠和氧化镁或氧化锌混合物常用于分解碳酸钠和氧化镁或氧化锌混合物常用于分解硫化物,氧化物,硅酸盐及固体可燃有机岩类。硫化物,氧化物,硅酸盐及固体可燃有机岩类。 碳酸钠,氧化镁的混合物碳酸钠,氧化镁的混合物国外通称为国外通称为艾斯卡艾斯卡(Ischka)(Ischka)试剂。试剂。最初用来灰化煤以测定硫,但后最初用来灰化煤以测定硫,但后来被发展用以分解硫化物。半熔过程中,空气中来被发展用以分解硫化物。半熔过程中,空气中的氧将硫化物中的硫氧化成硫酸盐,用硫酸钡重的氧将硫化物中的硫氧化成
11、硫酸盐,用硫酸钡重量法进行测定。量法进行测定。2.1 2.1 概概 述述 优缺点比较优缺点比较: 湿法分解特别是酸分解法优点主要是湿法分解特别是酸分解法优点主要是: 酸较酸较易提纯易提纯,分解时,分解时不致引入不致引入除氢以外的阳离除氢以外的阳离子;除磷酸外,过量的酸也较易用加热方法除去;子;除磷酸外,过量的酸也较易用加热方法除去;一般的酸分解法温度低,对容器腐蚀小;操作简便,一般的酸分解法温度低,对容器腐蚀小;操作简便,便于成批生产。便于成批生产。 缺点缺点:湿法分解法的分解能力有限,对有些试:湿法分解法的分解能力有限,对有些试样样分解不完全分解不完全;有些易挥发组分在加热分解试样时;有些易