消解試樣使用zui廣泛的酸是HN03、HCl、HF、HCl04、H202等都是良好的微波吸收體,它們在微波爐中的穩(wěn)定性、沸點和蒸汽壓以及與試樣的反應。
(1)HNO3(比重1.42,70%水溶液,w/w)
在常壓下的沸點為120℃。在0.5MPa下,溫度可達176℃,它的氧化電位顯著增大,氧化性增強。能對無機物及有機物進行氧化作用。金屬和合金可用硝酸氧化為相應的硝酸鹽,這些硝酸鹽通常易溶于水。部分金屬元素,如Au、Pt、Nb、Ta、Zr不被溶解。Al 和Cr不易被溶解。硝酸可溶解大部分的硫化物。
硝酸消化的主要有機樣品有:飲料、植物、廢水、聚合物等。
(2)HCl(1.19,37%),沸點110℃
HCl不屬于氧化劑,通常不用來消解有機物。HCl在高壓與較高溫度下可與許多硅酸鹽及一些難溶氧化物、硫酸鹽、氟化物作用,生成可溶性鹽。許多碳酸鹽、氫氧化物、磷酸鹽、硼酸鹽和各種硫化物都能被鹽酸溶解。
(3)HCl04(72%),沸點130℃
是一種強氧化劑,能*分解有機物。但高氯酸直接與有機物接觸會發(fā)生爆炸,因此,通常都與硝酸組合使用?;蛳燃尤際N03反應一段時間后再加入HC104。HC104大都在常壓下的預處理時使用,較少用于密閉消解中,要慎重使用。
(4)HF(38.3%),沸點112℃
在密閉容器中達180℃,會產(chǎn)生約0.8Mpa 的分壓,能有效地使硅酸鹽變成可揮發(fā)的SiF4,而留下其他要測量的元素。少量HF與其他酸相結合使用,可有效地防止樣品中待測元素形成硅酸鹽。
(5)H2O2(30%),沸點107℃
過氧化氫的氧化能力隨介質的酸度增加而增加。H202 分解產(chǎn)生的高能態(tài)活性氧對有機物質的破壞特別有利。使用時通常先加HN03預處理后再加入H2O2 。
(6)H2S04(1.84,98.3%),沸點338℃
硫酸是許多有機組織、無機氧化物、合金、金屬及礦石等的有效溶劑。它幾乎可以破壞所有的有機物。但在密閉消解時要嚴格監(jiān)控反應溫度,因為濃H2S04在達到沸點溫度時可能熔化聚四氟乙烯內(nèi)罐,濃H2S04的沸點是338℃,而聚四氟乙烯的使用溫度不能超過240 ℃。所以,一般不單獨用H2S04,而是與HN03一起組合使用。
(7)HP04(1.71,85%),沸點158℃
磷酸有較低的蒸氣壓,在0.8MPa時溫度可達240 ℃。熱HP04 適用于消解那些用HCl消解時會使某些特定痕量組分揮發(fā)損失的鐵基合金,磷酸還可溶解鉻礦、氧化鐵礦、鋁爐渣等。
在微波消解時,常常采用兩種或兩種以上的酸組合(混合)使用,消解效果更好。常使用的混合
酸有以下幾種。
(1) 水,HCl:HNO3=3:1 v/v
王水需現(xiàn)配現(xiàn)用。王水可用來溶解許多金屬和合金,其中包括鋼、高溫合金鋼、鋁合金、銻、鉻和鉑族金屬等。植物體與廢水也常使用它來進行消化。王水可從硅酸鹽基質中酸洗出
部分金屬,但無法有效的加以*溶解。除王水外,硝酸和鹽酸還常以另外的比例混合在一
起使用, 所謂的勒福特(Lefort)王水,也叫逆王水,是三份硝酸與一份鹽酸的混合物。
可用來溶解氧化硫和黃鐵礦。
(2) HN03:H2S04, 常用的比例為1:1(v/)
這種混酸的zui高溫度僅比單純HN03時的zui高溫度高10℃左右。高溫條件下,易于形成硫酸鹽絡合物,還具有脫水和氧化的性質。通常在完成zui初的消化后,可加入H2O2 以完成消化。但是,只有當液量減少且冒S02氣體后才能添加H202 。用它消解的樣品有:聚合物、脂肪及有機物質。
(3) HN03:HF,常用比例為5:1(v/v)
用其他方法很難處理的一些金屬和合金,能與這種混合酸反應而被溶解。這種混合酸對于溶解金屬鈦、鈮、鉭、鋯、鉿、鎢及其合金特別有效,也可用來溶解錸、錫及錫合金、各種碳化物及氮化物、鈾及鎢礦石、硫化物礦石及各種硅酸鹽。
(4) H2S04:H3P04,常用的比例為1:1(v/v)
此種混合酸可在低壓下產(chǎn)生*的溫度,因此要小心使用。H3P04的作用是充當助溶劑。用于消解陶瓷,尤其是一些含鋁高的陶瓷和耐火材料等。
(5) HN03 、HCl、HF混酸
先配制王水(HCl:HN03=4:1,v/v),再將王水:HF=7:3(v/v)配制。或者以HN03:HCI:HF=5:15:3配制(v/v)。這種混酸適用于消解合金、矽酸鹽、巖石、熔渣、沸石、玻璃、陶瓷等。