第四节 水样的预处理 一、水样的消解 当测定含有机物水样中的无机元素时，需进行消解处理。消解处理的目 的是破坏有机物，溶解悬浮性固性，将各种价态的欲测元素氧化成单一高价 态或转变成易于分离的无机化合物。消解后的水样应清澈、透明、无沉淀。 消解水样的方法有湿式消解法和干式分解法(干灰化法)。 (一)湿式消解法 1．硝酸消解法 对于较清洁的水样，可用硝酸消解。其方法要点是：取混匀的水样50 一200mL于烧杯中，加入5—10mL浓硝酸，在电热板上加热煮沸，蒸发至小 体积，试液应清澈透明，呈浅色或无色，否则，应补加硝酸继续消解。蒸至 近干，取下烧杯，稍冷后加2％HNO：(或HCl)20mL，温热溶解可溶盐。若有 沉淀，应过滤，滤液冷至室温后于50mL容量瓶中定容，备用。 2．硝酸—高氯酸消解法 两种酸都是强氧化性酸，联合使用可消解含难氧化有机物的水样。方法 要点是：取适量水样于烧杯或锥形瓶中，加5—10mL硝酸，在电热板上加热、 消解至大部分有机物被分解。取下烧杯，稍冷，加2—5mL高氯酸，继续加热 至开始冒白烟，如试液呈深色，再补加硝酸，继续加热至冒浓厚白烟将尽(不 可蒸至于涸)。取下烧杯冷却，用2％HN02溶解，如有沉淀?应过滤，滤液冷 至室温定容备用。因为高氯酸能与羟基化合物反应生成不稳定的高氯酸酯， 有发生爆炸的危险，故先加入硝酸，氧化水样中的羟基化合物，稍冷后再加 高氯酸处理。 3．硝酸—硫酸消解法 两种酸都有较强的氧化能力，其中硝酸沸点低，而硫酸沸点高，二者结 合使用，可提高消解温度和消解效果。常用的硝酸与硫酸的比例为5：2。消 解时，先将硝酸加入水样中，加热蒸发至小体积，稍冷，再加入硫酸、硝酸， 继续加热蒸发至冒大量白烟，冷却，加适量水，温热溶解可溶盐，若有沉淀， 应过滤。为提高消解效果，常加入少量过氧化氢。该方法不适用于处理测定 易生成难溶硫酸盐组分(如铅、钡、锶)的水样。 4．硫酸—磷酸消解法 两种酸的沸点都比较高，其中，硫酸氧化性较强，磷酸能与一些金属离 子如Fe’’等络合，故二者结合消解水样，有利于测定时消除Fe”等离子的 干扰。 5．硫酸—高锰酸钾消解法 该方法常用于消解测定汞的水样。高锰酸钾是强氧化剂，在中性、碱性、 酸性条件下都可以氧化有机物，其氧化产物多为草酸根，但在酸性介质中还 可继续氧化。消解要点是：取适量水样，加适量硫酸和5％高锰酸钾，混匀 后加热煮沸，冷却，滴加盐酸经胺溶液破坏过量的高锰酸钾。 6．多元消解方法 为提高消解效果，在某些情况下需要采用三元以上酸或氧化剂消解体系。 例如，处理测总铬的水样时，用硫酸、磷酸和高锰酸钾消解。 7．碱分解法 PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn 当用酸体系消解水样造成易挥发组分损失时，可改用碱分解法，即在水 样中加入氢氧化钠和过氧化氢溶液，或者氨水和过氧化氢溶液，加热煮沸至 近干，用水或稀碱溶液温热溶解。 (二)干灰化法 干灰化法又称高温分解法。其处理过程是：取适量水样于白瓷或石英蒸 发皿中，置于水浴上蒸干，移入马福炉内，于450一550℃灼烧到残渣呈灰 白色，使有机物完全分解除去。取出蒸发皿，冷却，用适量2％HNO：(或HCl) 溶解样品灰分，过滤，滤液定容后供测定。 本方法不适用于处理测定易挥发组分(如砷、汞、镉、硒、锡等)的水样。 二、富集与分离 当水样中的欲测组分含量低于分析方法的检测限时，就必须进行富集或 浓缩；当有共存干扰组分时，就必须采取分离或掩蔽措施。富集和分离往往 是不可分割、同时进行的。常用的方法有过滤、挥发、蒸馏、溶剂萃取、离 子交换、吸附、共沉淀、层析、低温浓缩等，要结合具体情况选择使用. (一)挥发和蒸发浓缩 挥发分离法是利用某些污染组分挥发度大，或者将欲测组分转变成易挥 发物质，然后用惰性气体带出而达到分离的’目的。例如，用冷原子荧光法 测定水样中的汞时，先将汞离子用氯化亚锡还原为原子态汞，再利用汞易挥 发的性质，通入惰性气体将其带出并送入仪器测定；用分光光度法测定水中 的硫化物时，先使之在磷酸介质中生成硫化氢，再用惰性气体载入乙酸锌— 乙酸钠溶同 中 萃相 式 及液吸收，从而达到与母液分离的目的。该吹气分 离装置示于固成砷化氢气体(H：As)，用吸收液吸收后供分光光度法测定。蒸 发浓缩是指在电热板上或水浴中加热水样，使水分缓慢蒸发，达到缩小水祥 体积，浓缩欲测组分的目的。该方法无需化学处理，简单易行，尽管存在缓 慢、易吸附损失等缺点，但无更适宜的富集方法时仍可采用。据有关资料介 绍，用这种方法浓缩饮用水样，可使铬、锂、钴、铜、锰、铅、铁和钡的浓 度提高30倍。 (二)蒸馏法 蒸馏法是利用水样中各污染组分具有不同的沸点而使其彼此分离的方 法。测定水样中的挥发酚、氰化物、氟化物时，均需先在酸性介质中进行预 蒸馏分离。在此，蒸馏具有消解、富集和分离三种作用。图2—9为挥发酚和 氰化物蒸馏装置示意图。氟化物可用直接蒸馏装置，也可用水蒸汽蒸馏装置； 后者虽然对控温要求较严格，但排除干扰效果好，不易发生磊沸，使用较安 全，如图3—10所示。测定水中的氨氮时，需在微碱性介质中进行预蒸馏分 离。 PDF 文件使用 "pdfFactory" 试用版本创建 www.fineprint.com.cn