测定无机成分的样品预处理
除少数分析手段如X-荧光、中子活化、火花源质谱可直接分析固体样品外，大多数分析方法如原子吸收光谱法、电化学法、发射光谱法以及比色分析法等湿法分析，均要求把分析试样首先转变成均匀的溶液。在化妆品检验中质地均匀的液体试样（如香水、洗发液），有时样品可以不经预处理直接进行测定，但在绝大多数情况下，必须经过预处理，先制备成样液，然后再进行定量。
待测元素在样品中含量一般是很低的，而样品基体成分及试样中含有的大量水分会对测试带来困难。
消解除去试样中有机成分或从试样中浸提出待测成分的方法很多。有干法、湿法；有在密闭系统中也有在开放系统中；有高压，也有的在低压下；有用无机的酸碱试剂，也有用有机溶剂等等。这些方法各有其特点，应根据试样的待测元素以及实验设备等选用。
在选用分析方法进行元素分析时，应结合试样性质、待测元素和定量方法等对以下几个问题加以权衡：如样品预处理过程是否安全？是否对所用的器皿有影响？所用方法对样品的分解效果如何？所用试剂是否会对定量产生干扰？是否造成了不能忽略的沾污？预处理方法能否导致待测元素的损失或产生该元素的不溶性化合物等等。
1 干灰化法
干灰化是在供给能量的前提下直接利用氧以氧化分解样品中有机物的方法。它包括在高温下利用空气中氧的高温炉干灰化法<100～300℃下利用激化了的氧原子的等离子氧低温灰化法；在高压氧气氛中燃烧灰化的氧弹法；在常压氧气中燃烧的氧瓶法等。
1.1高温炉干灰化法
装有样品的器皿放在高温炉内，利用高温（450～850℃）分解有机物，这是Z古老也是Z简单的方法。利用高温下空气中氧将有机物碳化和氧化，挥发掉易挥发性组分；与此同时，试样中不挥发性组分也多转变为单体、氧化物或耐高温盐类。
高温炉干灰化是很复杂的反应过程，经干燥碳化的样品变成多孔的含有无机成分的有孔焦炭，其氧化动力学决定于物质的性质，即所含的无机成分、多孔性及颗粒大小。由氧化纯石墨得到的资料表明，当温度大于800℃，反应的实际机制可以认为：在Z初比较缓慢的零级反应之后，紧接着是非常快的一级反应，在这个过程中C一C键被打断，形成CO2。但是由于在灰化试样所采用的温度（550℃左右）相对较低，而且存在着尚不了解的无机成分的催化作用，研究纯石墨得到的资料是不能直接应用于所涉及的复杂样品的。
高温炉灰化法的一般操作步骤分为干燥、碳化、灰化和溶解灰分残渣几个过程。由于试样、测定元素、所用仪器设备以及操作者的习惯和经验不同，操作步骤及参数各不相同。
灰化的样品首先必须彻底干燥，否则在高温下能造成爆溅，使样品丢失或沾污。为防止样品在高温炉内燃烧，多预先在样品放入炉之前用小火、电炉或红外灯将其碳化。图2-1-1是用红外灯和电炉干燥样品产装置，利用此装置可以防止灰尘的沾污。但近年也直接将未经炭化的检疫站品放入高温炉内，通过控制升温度速度，使其经过碳化再灰化。一般250℃～350℃间每小时50℃的升温度速度即可达到目的。含油脂较多的化妆品，也可在350℃维持片刻至烟赶尽后再继续升温。
图2-1-1干燥装置
在灰化阶段中，各无机成分受包围它的环境基体的影响，有着不同的反应和变化。有的形成了易挥发化合物而气化损失；有的被还原为单体或氧化为氧化物；也有的被转变为有高沸点的盐；有的还可与器皿组分产生反应而被滞留。在利用高温炉化样品作定量测定时，被挥发和被器皿滞留造成的损失Z受关注。
在高温炉灰化过程中，气化损失因元素在试样中存在形式和元素性质、灰化温度、样品其体成分而异，利用放射性标记同位素的实验表明，元素和元素存在的形式影响气化损失。Hg是Z易气化损失的元素，因为它的沸点是360℃，而其主要化合物在灰化温度下或是被分解，或是挥发性的。某些元素的损失则是因其在样品中存在的形式是挥发性的。如NBS果叶中Cr、As、Sb即使在200℃加热24h，其气化损失也大于20%。
在灰化过程中，待测元素也可以与其周围的无机物反应而转变为易挥发性化合物。如Zn、Pb与气温化铵共热，生成易挥发的氯化物而损失。待测元素也可以因为与样品中的有机物反应生成易挥发性组分。如Cd在灰化中被碳化的有机物还原为熔点和沸点分别为321℃和767℃的金属镉而挥发。
气化损失因灰化温度而异，温度，气化损失一般加剧。血液中Pb在400℃可定量回收，而在500℃、700℃和900℃的回收则分别下降为69%、32%和3%。显而易见，这是由于蒸气压随灰化温度而增加。
考虑气化损失时，样品量与表面积之比也是应注意的问题。
待测元素被残留于容器壁上不能浸提是造成灰化损失的第二原因。Gorsuch将中子源照射的可可粉在石英器皿中于550℃和650℃下经16h灰化，残渣用酸液浸提，用γ-谱仪测量残留在石英器皿上元素的残留量。结果表明，随灰化温度，不能被酸液浸提的残留量也增加。650℃灰化时有22%的铅被器皿滞留；而550℃则只有3%。如灰化时可在样品中加入硫酸、Mg（NO3）2或MgAc2，可有效地减少器皿滞留量到4%以下。如用标记的纯Pb（NO3）2和不同化学试剂在上述同样条件下观察Pb被器的滞留，表明不同化学试剂对滞留的影响不同，范围为0%～59%。H3BO3、Al（NO3）3、Mg（NO3）2Z好，H3PO4、NaClZ差。
试验也表明，有机成分存在与否对被器皿滞留有一定影响。Cu（NO3）2在有机物存在下，630℃灰化16h，不能被50%HCl或HCl-HNO3浸提的滞留率，由有机物不存在的0.5%增至6～7%。
通过对样品中一系列元素的实验观察， Gorsuch提出石英器皿滞留元素可能存在两种不同的机理。一类元素被石英器皿滞留的机理是，石英是由SiO2，四面体构成，如图2-1-2（a）所示。在高温情况下，原子在晶格内振动，当达到一定能量（温度），Si-O-Si在瞬间被切断为Si+和O--Si。同理，金属氧化物A=O之间的键也可能被切断，其中的02-被邻近的一Si+捕获，石英器皿由（b）的构型变成（c）的构型，金属离子被二氧化硅网络捕获。如果形成的硅酸盐不被通常的无机酸分解，金属即被滞留在器皿的壁上而不能回收。这种情况并非适于所有金属氧化物，只有当氧化物有足够的能量去克服破裂的键之电荷的排斥，上述情况才发生。当氧化物具有强极性时，有利于上述情况的发生。属于这一类的元。
图2-1-2 元素M在石英器皿中残留的机理
素有Pb、Cd、Co等，并且其硅酸盐化合物也是不易被酸溶解的。Ca、Mg等不易与硅结合，铜的硅酸盐极易溶解于酸溶液均不属此类，另一类元素如Cu、Ag等，它们被石英器皿滞留的机理是：元素在灰化的条件下极易被还原为金属（如Ag、Au在300℃即可由氧化物还原为金属，而Cu在碳存在下也极易被还原为金属Cu），它们被石英器皿滞留是由于它们渗入硅的晶格中，而非与石英形成强的化学键。总之，根据上述两种被石英器皿滞留损失的机理，可将被滞留的元素的特性归结如表2-1-1所示的二类。
表2-1-1残留于石英器皿中的微量元素的特征
Ⅰ类 Ⅱ类
1.加热时易成氧化物，而且氧化物易极化
2.氧化物与石英形成强的化学键引起损失
3.硅酸盐不被通常的无机酸分解
4.电极电位低，如Pb、Cd、Co 1.与成为氧化物查比，更易被还原为游离无素
2.因扩散到石英中去而引起损失
3.硅酸盐易被无机还可能分解
4.电极电位高，如Ag、Au、Cu
Gorsuch的上述实验和理论至今仍被普遍承认。
与待测元素共存的基体组分虽可加速待测元素的挥发和被滞留，但实验也表明，加入一定化学品以改变试样基体组分，也可以给予好的效果。为加速有机物分解或增进待测物回收而加入的化学品称为“灰化助剂”。目前Z常用的灰化助剂有HNO3、Mg（NO3）2、Al（NO3）3、Ca（NO3）2等硝酸盐，H3PO4、H3B03、H2SO、K2SO4及氧化镁、醋酸镁等。按其作用，灰化助剂可分为以下几类：（1）作为辅助氧化剂加速对有机物氧化， HNO3是这类的代表。在灰化快结束时使用，可加速除去尚残留的微量碳分。但如加入过早，即尚有较多的有机物时，往往在再次灰化时可导致残渣燃烧和丢失。但测定Cr、Cd等元素不可使用，因为能促成挥发损失。（2)稀释剂。当有机物逐渐被分解为可挥发的简单的氧化物时，器皿和灰分中待测组分的接触和反应的机率也随之增加。为减少这种接触，在试样中加惰性化学品如MgO以稀释灰分，可以减少它们被器皿的滞留和提高回收率，故这类灰化助剂适用于灰分少的样品。（3）既是氧辅助剂又是稀释剂。例如Mg（NO3）3、Al（NO3）2等轻金属的硝酸盐，这类硝酸盐在高温下是不稳定的可以分解为轻金属的氧化物和NO2和02。前者是惰性氧化物，起惰性稀释剂的作用；后者则有助于有机物的氧化分解，适用糖分多的样品和测定As、Sb等样品。（4）改变待测元素化合物形式。例如H2SO4、K2S04、H3BO3、NaOH等。Z简单的例子是向样品加入H2S04，使易挥发的PbCl2转变成难挥发的PbSO4或将氯离子转变为氯化氢而赶走。 NaOH曾被用来沉淀铁为氢氧化铁或转锌为锌酸盐；H3B03可以防止Pb（ND3）2被器皿滞留并使PbCl2定量回收，是因为硼与硅和铅反应形成了硼-硅-铅玻璃，而防止铅被挥发，同时由于氧化硼形成二相的化合物，在酸的作用下，可以使Pb定量的转入溶液，而防止了被石英器皿滞留。
石英可与待测元素反应而影响回收，是否使用石英以外的其他的器皿就不存在此问题？Gorsuch发现用铂坩埚灰化对Pb的滞留优于石英器皿。纯AgNO3经灰化后被镍坩埚滞留43％和57％，而在坩埚中只有5％和4％。表明其他器皿也存在对元素滞留的现象。
溶解灰化残渣中元素时，应根据待测元素的灰化产物的溶解性能选择溶剂，一般多用稀HCl或HNO3，或先用（1＋1） HCl使各种元素转化为氯化物再用稀硝酸溶解，直接用浓HNO3处理，容易使某些元素钝化而难以全部转入溶液。美国公职分析家协会的官方分析方法（AOAC）规定，测Ti时需用Na2S04和H2S04，溶解灰分的Ti。
1.2等离子氧低温灰化法
在高温下，由于待测元素可气化挥发和与器皿之间产生反应，使科学家们考虑将样品在低温下氧化分解的可能性，1962年Gleit首次提出等离子氧低温灰化法，成功地克服了高温炉灰化存在的元素损失；目前已较广泛SY于各个分析领域。
低温灰化法是在低温下（二般为<100～300℃）利用高能态活性氧原子氧化有机物。当电场加到低压的氧气中，电场使空间中自由电子运动加速，而低压使分子间相互碰撞几率减少，从而易于获得高动能。高速电子碰撞氧分子，使外层电子电离。这些电离出的电子又被加速，发生连锁反应，产生大量电子。这些高能级的电子与氧分子相撞，使氧分子获得高能量而解离，形成含有化学活性极高的氧原子的氧等离子体。
氧等离子体中氧原子的浓度约为百分之几到20％，产率与氧的纯度有关。极纯氧的氧原子产率不高，约为0.3％～0.6％。加入少量氮气或氢气可以增加氧原子的产率。
等离子氧低温灰化有机物与普通燃烧法不同，普通燃烧法是通过加热使有机物的C-H或C-C键断裂，生成原子态氢或烷基自由基，它们碰到氧分子而被氧化。等离子体低温灰化是等离子氧中的原子态氧吸引氢或插入C-C键引发的。试样表面的烷基和羰基马上与分子态或原子态氧结合，生成过氧化物自由基。试样表面逐渐被不稳定过氧化物覆盖，同时慢慢分解，生成各种氧化物并产生反应热。多数情况下，表面分子被这些反应热切断，成为易挥发的低分子碳化合物，释放到气相。在气相中，它们非常容易被氧化为CO2。
由于等离子体氧的低温灰化是从试样表面进行的，因此为加速氧化过程，试样必须尽量地粉碎，而且应该用底部面积大的试样舟，将试样薄薄地铺在上面以增加表面积。有机试样氧化时，试样表面形成了一层金属氧化物。这种金属氧化物有较强的催化原子态氧再结合的作用，使原子态氧浓度在这种氧化物层中急剧降低。故一般低温灰化装置，氧化的样品厚度，只能达到2～3mm。在样品中加搅拌等操作可以防止表面层的形成，有利于加速氧化速度和深度。增加高频功率能提高炉腔温度也可加速灰化速度，但试样温度同时也上升。生物试样大约在150℃以上开始脱水，分解。脱水或发泡时，因小规模爆裂，试样会溅到样品舟外，使无机成分回收率降低和易挥发元素损失。为防止温度上升超过150℃，每种灰化装置可使用的高频功率Z大值因试样性质、分析成分而异。可用灰化蔗糖进行预试验。因蔗糖在140～150℃开始分解，变成褐色，调节功率使蔗糖快速无色燃烧即可。
试样放置位置也影响灰化速度。样品室各部位所处的高频线圈的电场强度不同，而原子态氧的浓度几乎与电场强度成正比。
样品灰分含量明显地影响灰化速度，这是因为试样表面生成的灰层妨碍了原子态氧与有机物接触。因此，基本不含无机成分的样品，灰化速度恒定不变，燃烧减量曲线为直线。而含有无机成分的样品随着时间的延长，灰化速度减慢。若加上搅拌装置，则可使灰化速度接近零级反应，缩短灰化时间。
等离子体氧低温灰化法灰化温度较低是否可完全免除易挥发元素的挥发损失，或元素被器皿的滞留损失？汪勇先等用标记的鼠血清、鼠肝、野葱、人发进行等离子体氧低温灰化，观察Fe、Co、Cs、Sr、Se回收率和用6mo1／L的浸出率。结果表明，所观察的元素除硒以外，均获得完全的回收，四种试样的Fe、Co、Sr、Se、Cs元素的浸出率很完全。 Gleit将标记化合物加入血液观察元素的回收率，试验表明Au、 Ag、Hg、I有挥发损失， Sb、 As、Cs、Co、Cu、Cr、Fe、Pb、Mn、Mo、Se、Na、Zn能定量回收。
为了使易挥发元素如Se、Ag、Hg、I等在等离子体氧低温灰化过程中能定量回收和加快灰化速度，近年开发一种新的装置，见图2-1-3。它的特点是在灰化时，有冷阱可捕获易挥发元素如Se、As、Hg、I等，并有搅拌装置以加速灰化。总之，等离子体氧低温灰化法是一种新的干灰化法，与高温炉灰化法相比，有明显的优点。由于等离子体条件依赖复杂参数，高频功率、灰化室内压力、氧气流量、灰化室的形状、灰化室的大小和构造、样品舟的形状和位置，试样形态和组成等，对灰化状态和速度都有微妙影响，多数情况下，很难重现。需采用状态与待测试样近似的标准物质，或加入已知量成分研究实验条件。因此，当前在标准方法中，尚很少采用。
图2-1-3冷等离子体灰化器的灰化流程图
1-样品；2-搅拌子；3-磁搅拌器；4-高频线圈；5-冷却水
6-抽真空；7-氧气入口；8-酸；9-加热块；10-浓度的测量
1.3氧弹法
氧弹法是将氧气压入氧弹，使有机物迅速燃烧灰化，然后用无机酸或其他适宜的溶剂（或熔剂）处理，以使待测元素全部转入溶剂中。它可以灰化已干燥的有机物，但样品量不可大于规定，以免燃烧不完全和爆炸。一般300ml容积的氧弹可以灰化1克以下的样品。用本法灰化样品，多数元素的回收率在90％左右。其装置如图2-1-4。
图2-1-4 氧弹剖面图
1-接受皿（铂）；2-包在雁皮纸（65 X 65mm）中的试样；
3-市售绝缘侧电极棒；4-木棉丝；5-铂线圈（直径0.7mm)；
6-铂制绝缘侧电极棒；7-盖；8-橡皮圈；9-金属垫圈；
10-紧固螺丝； 11-套型螺丝帽；12-通气孔；
13-铂制接地侧电极棒；14-氧弹主体
本法氧化样品虽快速，不存在易挥发元素丢失等优点，特别适宜测定Hg、Se、I等的样品前处理，但需一定装置，在国内尚少见使用。当分解样品会有大量卤素和硫，需在不锈钢弹体内部加铂内衬以防对弹体腐蚀。
1.4 氧瓶法
氧瓶法是试样在充氧的玻璃瓶内燃烧后，用溶剂吸收待测元素的简单快速方法。由于其氧气压力为大气压，瓶内氧量对样品燃烧的温度和时间有影响，本法适于少量有机物中易氧化元素的测定如汞、碘等。
氧气瓶法的常规操作如下：取一带磨口玻塞由耐热玻璃制成的厚壁烧瓶，将一铂丝熔接磨口塞内，铂丝另一端则制成筐篮式或夹式，以便托住试样使处于烧瓶ZY（见图2-1-5）如使用500mL烧瓶，称取100mg以下的固体试样用无灰滤纸包裹，并使滤纸的尾端伸到点火处。试样中可以加入适当点火剂（如苯甲酸辣）。如为液体试样，则可用毛细管吸液称量，用一小片吸水软纸或在标准渡纸上衬垫少量棉花将毛细管包住。试样变可用甲基纤维素制的胶囊称量，然后置于筐篮型托架
图2-1-5 氧瓶燃烧法使用的仪器
1-磨口塞；2-吸收液；3-铂制载样体；
4-着火点；5-纸夹中的样品
根据欲测元素的要求，将少量吸收液（5～10mL）加入烧瓶内，通纯氧将烧瓶内的空气逐出并充满烧瓶。将滤纸（内包试样）夹持于铂丝托器上，点火，然后将磨口塞塞烧瓶。将并行瓶倒置，使吸收液成为塞子的密封剂。也可以通过磨口塞接上适当的电路，用电点火；或者从外部用红外灯照射使其发射的热量聚焦于烧瓶内的滤纸上进行点火。后面两种方法在燃烧对热不稳定的试样时更方便而且安全，燃烧完毕后可振荡烧瓶的内容物以便将气态燃烧产物完全吸收。
利用氧瓶法原理研制了一种适于超痕量分析的装置，将在密闭容器中的燃烧改为用液氮阻留燃烧残气，可使操作更安全，允许燃烧的样品量也可以加大到0.5g。采用此装置进行有机物中痕量元素分析，可以避免分析物的损失，用少量酸液回流溶解燃烧残渣，使溶液中样品浓度大于一般方法的样品浓度，从而增加了检出灵敏度，装置全部为石英，容器表面积小和使用少量试剂特别有利于超痕量分析。全周期约需45min。该装置由三部分组成（如图2-1-6）：中间部分（Ⅰ）是燃烧室；上部（Ⅱ）是灌有液氮的冷凝器；下部（Ⅲ）是通过磨口与燃烧室连接的试剂容器，内装1～2mL超纯酸。样品从燃烧器下部进入，在红外辐射下灰化，燃烧产生的挥发性产物在装置上部被液氮冻结。通过小量无机酸的回流，把挥发性组分以及滞留在燃烧室中的非挥发性组分从石英表面溶解下来，流入下部的试剂容器。图2-1-7是专为燃烧富含脂肪、油类的液体样品而设计的样品托，托内有一个石英毛细管芯，样品通过该芯缓缓燃烧，Z多可处理0.5ml样品。
图2-1-6 Trace-O-MAT 石英燃烧单元（I）燃烧室；（II）冷却单元 （III）磨口试管1-样品托；2-氧气入口；3-冷却套管；4-冷却箱；5-水冷冷凝器；6-红外辐射器；
图2-1-7 Trace-O-MAT 的液体样品托 1-液体； 2-样品杯； 3-石英毛细管；4-固体石英；
2 湿式处理法
湿式处理法包括常压下的湿灰化法，高压下的消解法经及浸提法等。
2.1 湿灰化法
湿灰化法又称湿消解法，此法利用氧化性酸和氧化剂对有机物进行氧化、水解，以分解有机物。俄国化学家对湿灰化法机制的见解是：是灰化过程实质上是连续的氧化-水解过程。先在C原子上引入了含氧的取代基促进有机物的水解，使有机物降解为碎片和挥发性含碳分子。他们对多种取代基进行了研究，认为当存在或有可参形成如下图所示基团时，即可产生水解；这个基团可从极化的双键加水形成，而极化强度（即水解的容易程度）受α和β碳原(结构)子取代基的影响。如
在α和β碳上，一个有给电子的取代基，另一个有接受电子的取代基，这将大大增加水解的容易程度；若在α和β碳原子上存在相似的取代基，则将削弱这种作用。当用H2SO4-HNO3和H2SO4-H2O2这类混合物灰化时，结合上面提出的机制，可以看到H2SO4是脱水剂，容易产生双键；硝基是强的电子接受者；H2O2是提供OH的好试剂。低pH能对很多已部分氧化的化合物的水解起催化作用，如果也考虑进去的话，显然使用这种温柔合体系是与提出的机制能非常好地吻合。
湿消化中Z常用的氧化性酸和氧化剂有H2SO4、HNO3、HClO4和H2O2。单一的氧化性酸在操作中或则不易完全将试样分解或则在操作时容易产生危险，在日常工作中多不采用，代之以二种或二种以上氧化剂或氧化性酸的联合使用，以挥发各自的作用，使有机物能够高速而又平稳的消解。
湿灰化和干灰化一样有待测元素被挥发损失的问题，但严重性和机制不同。由于湿式法反应温度较低，而且应用了大量的酸，可以期望将所有元素转化为不挥发的形式，但某些元素仍存在挥发损失问题。例如，Hg、Se在还原条件下或出现炭化时，被还原而挥发损失。在试样含有氯时，Ge、As变成GeCl4和AsCl3（沸点分别为83.1℃和132℃）挥发损失等等，应给予注意。
在讨论用混合体系湿灰化样品之前，先介绍常用消化体系中几个组分的特性。
2.1.1 硫酸
硫酸与有机物的反应十分复杂，在适宜的条件下可氧化、磺酸化、脂化和水解脂类、脱水或多聚化等。在湿灰化中，应注意利用其氧化和脱水性。硫酸氧化反应式简单表示为：
H2SO4→H2O+SO2+O
根据计算，每氧化1g有机物需硫酸10～20g。其中碳水化合物耗硫酸量Z大，而含氧多的化合物耗硫酸Z少。硫酸对有机物的氧化分解，早在上世纪就被利用，如在有催化剂时可将有机物中氮氧化为氨。H2SO4不仅能氧化分解有机物，而且在与其它酸混合使用时，通过提高混合液的沸点以利于发挥其它氧化剂的氧化作用。见图2-1-8。H2SO4的主要缺点是，会与某些元素形成不溶性化合物（如CaSO4、PbSO4）而影响定量测定；由于沸点高也使湿灰化后难于驱除多余的H2SO4。
图2-1-8 HNO3-H2SO4加热时的温度变化（电热板温度170℃）
aˊ：硝酸-水烟雾开始产生
bˊ：硝酸-水恒沸气溶胶
c：溶液温度增加，逐渐产生SO3-水烟雾
d：溶液温度达到电热板设置温度下的Z高温度
2.1.2 硝酸
硝酸是一种性能良好的氧化剂，也是破坏有机物Z广泛应用的基本氧化剂。它很容易与直链的和环状的有机物作用，进行氧化、酯化和硝基化反应，有机物中含有直链多羟基化合物，特别容易被硝酸氧化和降解。HNO3的氧化作用是自催化作用，可以表示为：
4HNO3→2H2O+4NO2+2O
硝酸的恒沸点是120℃，易于沸腾逸失，，故不能充分发挥氧化作用，但却使消化完毕后易于驱除多余的硝酸。
硝酸的硝基化作用，使环状有机物转变为难于破坏的硝基化合物。为防止硝酸的酯化和硝基化作用，可使用稀HNO3将某些环状化合物和甘油先行破坏再提高HNO3浓度。HNO3蒸干时，碳化的试样会在硝酸蒸气中着火燃烧。
2.1.3 高氯酸
高氯酸是氧化性较强的酸，72.5%的HClO4，含氧量占全部重量的46.4％，并且所有的氧都可以有效利用，从而表现出其强有力的氧化作用。由于浓高氯酸在热的情况下遇到某些有机物或无机物有形成易爆物的危险，一般不要使用或不单独使用。 smith对高氯酸消解有机物做了周密的研究，认为若能充分掌握高氯酸的性质和特点，合理使用高氯酸氧化有机物，可以避免爆炸事故。为保证能安全充分利用此有效的氧化性酸测定富含有机物样品中微量元素，美国化学会分析学会有机物中微量金属分委员会，曾于1959年公布了分析中使用高氯酸的注意事项。
85%高氯酸在通常条件下是完全稳定的，一般市售高氯酸的浓度为60～72%。高氯酸的一水合物HClO4•H2O浓度为84.8%，二水合物的浓度为73.6%。高氯酸是强氧化剂，但它的氧化电位随其浓度增加而增大，如表2-1-2。当HClO4被水稀释后即完全失去了它的氧化能力。因此，可以逐渐加热除水以增加高氯酸溶液的浓度和氧化电位，使对有机物的氧化按氧化难易程度分步进行，以平稳有效地完成全部氧化过程。
表2-1-2 不同浓度高氢酸的沸点及在该温度下的氧化电位
浓度(%) 沸点(℃) 氧化电位(V) 浓度(%) 沸点(℃) 氧化电位(V)
50
56.3
57.7
60.1
64.5 130
140
154
160
175 0.8～0.85
1.3～1.4
1.45～1.55
66.0
67.5
68.4
70.0
72.5 182
190
195
201
203
～2.0
高氯酸与水混合后能形成恒沸溶液，恒沸溶液中含HClO472.5%，沸点203℃。HClO4-水二元混合物的组成-沸点图属在沸点曲线上有Z大点一类，其示意图见图2-1-9。因此，加热稀高氯酸，蒸气相中水与HClO4浓度不变。此时蒸气和溶液组分相等，因此，在大气压不变或不加入脱水剂的情况下，从理论上说，仅加热蒸发不可能得到浓度高于72.5%的高氯酸。
评论
盅锅咦洞 
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