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痕量分析  
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 名词解释:痕量分析

痕量分析的问题
痕量到纳克级痕量范围内的测定问题,对发生在灵敏技术中或严格要求的元素分析中的特殊问题。
当测定分析溶液中mg/L或固体中含μg/g的量时,若对实验室技术加以适当的注意,则不必担心产生较大的系统误差。
当溶液中含量在μg/L或固体中含量在ng/g以下时,则要求严格。以为系统误差有随浓度的降低而指数的增加的危险。
误差能导致测定结果偏差,偏低(由于样品预处理时的损失)偏高(待测元素被沾污),原子吸收中的系统误差,绝大多数发生在样品预处理时而很少由于分析本身所致,因此,痕量分析最好用直接法以避免样品预处理。
多数测定第一步都需进行消化分解。由于挥发作用,特别是挥发性元素或形成挥发化合物的元素的损失是很明显的。熔融需用较高的温度,较易出问题,而酸消化分解也不是没有问题的。为防止挥发损失,最安全的装置是用高压釜在增压下消化。
系统误差的一个特殊来源是没有把应用适于高浓度痕量元素测定的技术估计在内。特别对萃取法来说,这是正确的。因为在痕量范围内无论用什么方法,萃取都不需定量。
造成损失最普通的原因是与样品溶液接触的材料将样品吸附所致。甚至在较高浓度时这种误差也能发生,在痕量范围内影响更大。很多金属的中性溶液不稳定易于水解。相反,硅酸,则从含硅的酸性溶液中沉淀出来。在稀溶液中这种沉淀常常不能辨认而粘着在容器壁上。高度稀释的溶液,甚至酸化了的,经过长时间的放置也不稳定。对标准溶液必须注意这一点。如铅这种不太活泼的元素在中性溶液中储存,在玻璃容器内一小时后的损失可高达60%,对钙和镁也有同样影响的报道,预料大多数元素都可能有不同程度的影响。
用盐酸或硝酸简单地酸化(试样)的稀释溶液,可以控制(至少在几个小时内)这种损失。某些元素则仍需加入络合剂(如汞需加入碘话钾)去真实地防止吸附作用。正确选择合适材料的容器是极重要的,实际上,玻璃容器对所有痕量元素都是不合适的。
因为吸附通常与吸附表面成比例,后者应保持越小越好。滤纸的使用是很严格的,因为它有很大的表面积。同样,大量的沉淀可以吸附较大量的痕量元素。
在痕量和纳克级痕量分析中普遍存在的特殊系统误差是受到试剂、实验室器皿、仪器和待测元素的环境污染。在极个别情况下,真实含量可以搞错到若干个数量级,以致分析结果与原样品中的原始浓度没有关系。
对痕量分析用的试剂,必须十分谨慎地选择。通常无机酸较盐类容易保持其纯度。因此用酸消化较熔融更为适宜,此外所用试剂的量要尽量的少。因此,消化样品用硝酸、盐酸、氢氟酸等更为合适。
然而因为石墨炉、氢化物发生和冷蒸汽技术的灵敏度太高,甚至超纯试剂的质量也不能满足。因此,用于痕量分析的试剂提纯常是不能避免的。
酸最好在低于沸点的温度下蒸馏提纯;纯化的酸只允许与仔细清洗的容器接触,而不能有片刻放置,因为它们会很快地从环境中吸收痕量元素。
对超纯水的要求是特别严格的,而且只允许接触痕量金属含量极低的材料(PTFE,FEP,高压聚乙烯或石英)而且最好不储存,因为超纯水很容易从环境中吸收痕量元素,而应按要求新鲜制备。
痕量分析用的实验室器皿重要性已经述及,常用的实验室玻璃器皿对痕量元素分析不适用,较适用的材料应具有较惰性的表面,如PTFE,FEP,高压聚乙烯,石英和玻璃碳。但也不能设想这些材料不被沾污或长时间地保持不被污染。因此,原则上,用于痕量分析的容器,使用前应彻底洗净。
随着待测元素浓度的降低,系统误差也明显增加,然而,这是难以分辨的,因为样品处理和预处理造成的原因也在内。样品的分析结果和真实含量的一致性是痕量分析决定性问题。这只能用不同的分析技术,包括不同的样品消化法和通过在不同实验室间分析结果的比较来加以解决。准确度的问题只能通过用同样的样品由不同分析技术所得结果间的一致性来弄清。
核对测量准确度最快和最简单的方法是在实验室中定期地分析标准参考物质。因此,证明仪器分析技术的可靠性,决定于使用合适的标准物质。对于供分析用的多种类型的样品及大量含不同浓度范围的待测元素(变量范围高达若干数量级)的问题至今尚未发现有令人满意的解决办法。

 
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