固体试样是什么

一、土壤的消解

仪器：ED36 聚四氟乙烯消解管

试剂：1. 盐酸(HCl)：ρ=1.19g/mL，优级纯 2. 硝酸(HNO3)：ρ=1.42g/mL，优级纯 3. 氢氟酸(HF)：ρ=1.49g/mL

4. 高氯酸(HClO4)： ρ=1.68g/mL，优级纯 步骤：

1. 称取土壤样品0.2-0.5g于聚四氟乙烯消解管中，加入10mL盐酸HCl，插入消解孔中。

2. 设定消解仪温度为140℃，时间60min。加热至样品剩余少量后取下冷却。 3. 加入5mL硝酸HNO3 、5mL氢氟酸HF、3mL高氯酸HClO4 ，摇匀。 4. 设定消解仪温度为160℃，升温加热约1h，冷却。

5. 继续加热挥硅，升温到160℃，待冒浓白烟蒸至少量后，时间60min，取下冷却，定容后液体呈透明。 污水的消解

仪器：ED36 聚丙烯消解管或玻璃消解管 试剂：

1. 硝酸(HNO3)：ρ=1.42g/mL，优级纯 2. 硫酸(H2SO4)： ρ=1.84g/mL，分析纯 3. 高锰酸钾(KMnO4 )：5% 步骤：

1. 取20mL样品(或适量)于聚丙烯消解管中。

2. 加入0.5mL硝酸HNO3、1mL硫酸H2SO4，均匀混合样品。

3. 加3mL5%的高锰酸钾KMnO4溶液放置15分钟，如果样品由紫色或者褐色褪色，则再加2 ml高锰酸钾KMnO4溶液。

4. 把盖子放置在消解管上留一点缝隙以允许有一点压力存在，但是不要让太多的烟雾留出。

5. 95℃加热回流2小时，保持不沸腾。 6. 冷却后样品消解完毕。

二、蔬菜的消解 化妆品的消解

仪器：ED36 玻璃消解管 试剂：

1. 硝酸(HNO3)：ρ=1.42g/mL，优级纯 2. 高氯酸(HClO4)： ρ=1.68g/mL，优级纯 步骤：

1. 取新鲜蔬菜的可食用部分，依次用自来水、二次蒸馏水洗净，将其表面水晾干，置烘箱内100-105℃恒温烘干，取出后研细，置于干燥器中。 2. 称取已粉碎研细的蔬菜样品0.5g 于消解管中, 塞上带孔管塞， 加入15mL混合酸HNO3+ HClO4(4+1)，放置过夜。

3. 设置消解仪温度为65℃，将消解管插入消解孔中，使酸回流清洗试管内壁，使样品与酸完全混合，保持10min。

4. 升温到100℃，此时，消解管中充满红棕色浓烟，保持30min消解样品，如果样品没有完全消解，冷却后补加5mL混酸HNO3+ HClO4(4+1)，重新设置温度，继续消解到样品溶液透明，呈淡黄色。

三、茶叶的消解

仪器：ED36 玻璃消解管 试剂： 1. 硝酸(HNO3)：ρ=1.42g/mL，优级纯 2. 高氯酸(HClO4)： ρ=1.68g/mL，优级纯

3. 过氧化氢(H2O2 )：30%，分析纯

步骤：

1. 称取已粉碎并通过120 目筛下的茶叶样本0. 5g 于消解管(硬质玻璃管)中,加入10mL硝酸HNO3 ，（塞上带孔管塞），放置过夜。

2. 插入消解仪消解孔中，设置消解仪温度为65℃，缓慢加热使样品起泡混合，保持65℃恒温15min。共30min。 3. 升温到135℃，保持2h，消解样品。

4. 如消解不完全，冷却后补加5mL混合酸HNO3+ HClO4(4+1)，或滴加过氧化氢H2O2，升温并保持温度，至溶液透明。 5. 升温到160℃，赶酸至2mL左右。 仪器：EHD36 玻璃消解管 化妆品的消解 试剂：

1. 硝酸(HNO3)：ρ=1.42g/mL，分析纯 2. 硫酸(H2SO4)： ρ=1.84g/mL，分析纯 步骤：

1. 化妆品一般含有乙醇、甘油等有机成分，需要预先将溶剂挥发。取1.0g样品，置于消解管中，设定温度为90℃，加热5-10min，驱走有机溶剂。 2. 取下加5mL水、10-15mL硝酸HNO3，放置片刻后，继续加热5min，取下。

3. 加入5mL硫酸H2SO4，设定温度为350℃，加热至产生白烟，取下定容。

土壤消解四酸顺序：一般先加入硝酸，消解一些比较容易消解的组分，再加入高氯酸，消解不易消解的组分。高氯酸消解后残渣会变成白色，但绝不会澄清。如果想澄清，这时候要再加入氢氟酸。氢氟酸要赶尽，千万注意安全。如果要求不高就不要使用氢氟酸了，太危险。

作用：先加氢氟酸调好PH值，再加高氯酸不会影响高氯酸的氧化效果。高氯酸的沸点比较高，消解时候的温度可增加到170℃，硝酸就不用这么高，100℃就可以了。

简介

由于环境样品中污染种类多，成分复杂，而且多数待测组分浓度低，存在形态各异，而且样品中存在大量干扰物质。更重要的是，随着环境科学技术的发展，对大多数有机污染物仍以综合指标（如COD，BOD，TOC等）进行定量描述已不能满足对环境监测工作的要求。

很多有机物属持久性、生物可积累的有毒污染物，并且具有“三致”作用，可这些有机物在环境介质中浓度极小，对上述综合指标的贡献极小，或根本反映不出来。

(1)硝酸消解法

硝酸消解法多用于对地表水的消解处理。按每100mL水样加1mL浓硝酸，置电热板上微沸一定时间，冷却后用快速定量滤纸过滤，滤纸用稀硝酸洗涤数次，滤液用稀硝酸稀释至一定体积，供测定使用。

(2)硝酸一盐酸消解法

用硝酸一盐酸消解时，由于硝酸与盐酸混合比为1：3，因此又称王水消解法，多用于污染严重的水样。消解时按每50mI。水样加王水5～8mL，加热浓缩至水样为10mL时取下，冷却并稀释至一定体积，供测定使用。

(3)硝酸一硫酸消解法

硝酸一硫酸消解法适用于多种类型的水样。将水样充分搅拌混合后，取适当体积于烧杯中，加入一定量硫酸，激烈反应后，放至水浴上加热蒸发至约10mL，再加少量硝酸和硫酸继续蒸发，蒸发至硫酸发生白烟时移至电热板(或石棉网)上加热，如果溶液尚未变成无色，可再加少量硝酸，重复上述操作至溶液变为无色为止，冷却后用试剂水稀释至一定体积，如有未溶残渣时，要用玻璃过滤器过滤后，再用试剂水洗涤并定容。

(4)硝酸一高氯酸消解法

硝酸一高氯酸消解法用于含悬浮物和有机物较多的水样。按每100mL水样加入5mL浓硝酸，在电热板上加热消解至10mL。左右，稍冷后，加入5mL硝酸和2mL高氯酸(70％～72％)，继续加热，蒸发近干，冷却后用O．2％硝酸溶解残渣，溶解后稍加热，冷却后用快速定量滤纸过滤，滤纸用O．2％硝酸洗涤数次，滤液用稀硝酸稀释至一定体积，供测定使用。

严平川

1 前言

由于土壤结构的复杂性，要检测土壤的成分，特别是其中重金属元素的含量，必须进行消解。目前常用的消解方法有湿法、干灰化法和微波消解三种。国家标准（GB/T17138~17141-1997）（下文简称国标方法）使用的方法是湿法消解，主要用于测定土壤中Cu、Pb、Zn、Cd、Ni等重金属元素的含量。下面针对国标方法采用的湿法消解土壤的过程中容易出现影响检测质量、操作安全等细节问题，提出个人的观点，希望和同行交流经验。

2 土壤成分与加酸的目的

土壤一般由无机物（已经风化成沙、淤泥、黏土的小颗粒岩石）、有机物（分解的植物、动物遗体和肥料统称为腐殖质）、水和空气组成。用于检测的土壤样品一般只含有无机和有机成分。国标采用的消解方法就是用各种酸在高温环境下破坏复杂的土壤结构，最后制成澄清、透明、适于仪器检测的水溶液。首先加“王水”（盐酸和硝酸按照3:1的比例配制）和氢氟酸破坏土壤的晶格结构，使嵌在其中的重金属元素析出。氢氟酸的作用主要是破坏氧化硅的晶格结构，发生化学反应：SiO2(s) + 4 HF(aq) → SiF4(g) + 2 H2O(l)，反应生成的SiF4有毒，具有腐蚀性、刺激性，可致人体灼伤。然后加高氯酸，破坏土壤中的有机质成分，使原本富集于动植物体内后形成的土壤腐殖质中的重金属元素析出。

3 加酸的时间控制

国标方法中提到“用水湿润后加入10ml盐酸，于通风橱内的电热板上低温加热，使样品初步分解，当蒸发至约剩3ml时，取下稍冷，然后加入5ml硝酸、5ml氢氟酸、3ml高氯酸，加盖后于电热板上中温加热1h左右，然后开盖，继续加热除硅。用水冲洗坩埚盖和内壁，并加入1ml硝酸溶液温热溶解残渣。将溶液转移至25ml容量瓶中，冷却后定容，摇匀备测。”

有的技术文献提到用“王水”消解，即先用盐酸和硝酸按照比例配制“王水”，然后一次性加入；或者先加入盐酸，紧接着按照比例加入硝酸。笔者认为后一方法加酸时间控制消解效果更好。

国标方法中加入硝酸后，紧接着加入氢氟酸和高氯酸，笔者认为不妥。首先，三酸相继加入会发生反应：HNO3+HClO4---->NO2+（硝基正离子）+H2O+ClO4-，硝酸在高氯酸中得到质子而显示碱性，会降低硝酸消解的作用。其次，高氯酸与硝酸中含有的低价态氮氧化物反应，降低了高氯酸的消解效果。在实验中，我们经常会因为硝酸驱赶不尽而加入高氯酸，生成大量的棕黄色烟雾，即NO2气体。所以，加入高氯酸的最佳时间应该是在硝酸加入后消解约10~20分钟后，硝酸烟雾挥发殆尽。

最后加入硝酸溶液进行温热，目的是溶解土壤消解后生成的大量无机盐结晶物。笔者认为加热时间应该更长些，让溶液煮沸，使其中的硝酸挥发掉，然后定容。

4 加酸量的控制

国标方法中提到，称取土样于聚四氟乙烯坩埚中，用水湿润。用水均匀湿润的目的是把坩埚壁上的土壤洗到坩埚底部，既避免加硝酸时将土壤“冲起”，又防止加酸后没有均匀湿润的样品在加热不均时发生“爆沸”。在保证将土壤全部湿润的前提下，加水量越少越好，水加多了相当于把酸稀释了，不能保证消解效果，还会延长消解时间。

目前湿法消解的设备主要有两种：

常规加热消解设备，主要有：电炉、水浴、电热板、孔式消解器如hanon的石墨消解仪、重金属消解仪等电炉是实验室的传统消解设备，简单实用，但是由于实验室技术的革新和实验室管理的要求，电炉属于明火设备，同时它控温难、易损坏的缺点，致使现在大多数实验室均以抛弃这个最早的消解设备。

水浴主要应用于一些低温消解，例如：污水、化妆品等，水浴的稳定性、安全性相对于电炉来说更高、同时操作起来也更方便，但是它只适合做一些低温消解处理，应用领域有限。

电热板是最近10年来，被国内实验室所认可和接受的一种常规消解设备!无论大、小的分析型的实验室，都被它的控温好、稳定性高、安全性强的优势所打动!很大程度上帮实验人员解决了电炉消解所面临的一些问题。据统计我国每年对电热板的需求量在1.2万块以上，并且每年还在以20%一个速度在增长，但是电热板也存在一些缺点：耗能大，热能利用率低，加热的有效面积小、处理样品量有限、实验结果的均一性不强。

目前在欧美等发达国家，在电热板的基础上创新、革新后，出现了一种称之为孔式消解器的设备，它以环绕式的加热方式对样品进行加热处理，有效地增加了热能利用率，同时它以控温精度更高、孔间的差异性小、整机高效、节能、环保的优势，占领着欧美常规消解设备的前端，它比电热板节能75%以上，消解样品的速度比电热板快2-6倍，处理样品量是电热板的2-3倍，可以说它是加热设备的一个技术革新。

目前国内设备厂商也开始开发、生产这类产品，同时我们的实验室技术人员也开始认知此类产品的优势和价值。孔式消解器目前国内需求量以每年300%的一个速度在增长。

由于国家在倡导的节能、环保的宗旨，这也将是我们实验室未来发展的一个方向，我们可以预测此类产品将全面的取代目前实验室中的电热板作为常规加热消解设备的一种新趋势

第二种是微波消解，80年代开展并应用的一门新的消解技术!常规的加热消解只能处理一些简单的样品，一些难溶样品只能在高压、密闭的装置下才能消解完全。这是微波消解的优势、它几乎能够快速准确的处理所有样品，最近5年，国内市场微波消解在逐步扩增到各个行业的应用领域!尤其在各个省、市级的质检中心、分析中心等具有很高的占有率。这是一个高端的技术应用领域!将成为分析、科研人员的最有力的一种样品前处理手段。

目前的湿法消解方法很多，可以根据不同样品选择不同的消解设备，拟定不同的消解方法，来达到一个准确、高效、快速的检验结果。所有的消解都应本着一下几个方面进行：

1，避免待测组分遭受损失

2，不得引进干扰物质

3，要安全、快速，不给后续操作步骤带来困难

4，消解后得到的溶液一定要便于检测。这样就可以根据实验要求，选择上述不同的消解设备和方法!

湿法消解是目前做元素分析的最直接、最有效、最经济的一种样品前处理手段，随着实验室设备的技术的创新和发展。孔式消解器和微波技术将是实验室湿法消解的两种主流实验设备产品!

湿法消解的方法有很多种，针对不同样品、不同仪器设备将会选择不同方法。目前湿法消解的样品可分为三大类：有机物含量高的样品、有机物含量低的样品、简单易消解的样品。针对不同样品选择酸体系也不一样!盐酸适合在80℃以下的消解体系，硝酸适合在80-120℃的消解体系，硫酸适合在340℃左右的消解体系，盐酸-硝酸的混酸适合在95-110℃的消解体系，硝酸-高氯酸的混酸适合在140-200℃的消解体系，硝酸-硫酸的混酸适合120-200℃的消解体系，硝酸-双氧水适合95-130℃的消解体系。选择合适的酸体系对加快破坏有机物是非常重要的，同时要进行准确的温度控制，才能够达到理想的消解效果!

随着仪器设备和实验方法的发展更新，未来实验室将向绿色环保型的实验室发展。试剂的回收、分离、纯化再利用，消耗能源的最小化，全自动化的实验方案、这些都将是实验室未来的发展方向。下面了解一下把1g肉消解澄清的对比实验

消解过程中，所选择不同仪器设备，加酸量和耗能量都有明显的差别，仪器设备越先进，实验过程中所消耗的能源就越少。实验耗材、电能、操作时间这都属于能源的消耗。如何避免实验中的能源浪费，这也是目前所有实验室都要解决的问题。合理的利用试剂，试剂的回收再利用，提高电能的利用率，提高实验室人员的工作效率，不仅仅是对实验方法的一个精选，更重要的是对仪器设备的筛选!

在消解过程中，往往样品有机物的含量不一样，它所需求的酸量也不一致温度设定的不一样，酸的挥发损失量也不一致。如何加适量的酸，达到消解完全的目的?自动加酸、补酸系统将会为实验实现这一步，它的工作原理是通过液位传感器，检测目前容器中剩的酸液体积，当小于设定值时，它会自动加补一定量的酸液。所带来的优势就是：样品不会烧干、酸液不会大量损失、免除人为操作，减少赶酸时间。同时这也是自动化实验室的一种体现。

在消解挥发性元素时，例如：砷、汞等，要严格控制消解温度，尤其是非密闭的消解装置。温度过高会造成元素的损失，所以这就需要一个实时的温度监测和控制系统。目前外接温度传感器对消解液体温度的实时反馈，是非常好的一个应用前景，它能够帮主实验人员掌握测定不同元素时，该如何设定合理的温度!避免元素损失，同时达到快速处理样品的目的。

消解彻底后，要把容器中的酸量赶至1-2ml。从消解到赶酸这个过程，将产生大量酸气(二氧化碳、二氧化氮、二氧化硫等)，目前国内大多数实验室都是在通风柜里做消解实验，大量的酸气经通风柜排到室外大气中，造成严重污染。虽然我国实验室管理标准没有明确禁止此类污染的排放规定。但是在欧美一些发达国家的实验室，通风柜排风的终端会安装一个废气处理装置，把通风柜里的废气通过酸碱中和、活性炭吸附等方式处理掉。这样就降低了实验对大气造成的污染，实现一个绿色环保的实验室。并且欧美实验室的消解装置，一般都有和仪器设备配套的单独废气回收装置。

在元素分析实验室中，如何建立一个准确、高效、快速的检测实验室，首先就涉及到的就是样品前处理问题，处理得快与慢、好与坏都直接影响着样品的检测。

综上所述，目前湿法消解的仪器设备和方法均均有很多种，但是还需要优化它们一些细节。只有选择合理的设备配套方案、准确便捷的实验方法、良好的实验室管理体系，才能满足新型实验室的要求——准确、高效、快速、节能、环保!答案来自