[科普中国]-湿法灰化

灰分

食品经高温灼烧时，食品中有机物质和无机成分发生一系列的物理和化学变化，最后有机成分被氧化为二氧化碳、含氮的气体及水蒸气挥发逸散，而无机成分（主要是无机盐和氧化物）则残留下来，这些残留物称为灰分。

食品的灰分按其溶解性还可分为水溶性灰分、水不溶性灰分和酸不溶性灰分。

灰化温度对灰化测定结果的影响灰分温度过高，将引起钾、钠、氯等元素的挥发损失，而且磷酸盐、硅酸盐类也会熔融，将炭粒包藏起来，使炭粒无法氧化；灰分温度过低，则挥发速度慢，时间长，不易灰化完全。也不利于去除过剩的碱（碱性食品）吸收的二氧化碳。此外，加热的速度也不可太快，以防急剧干馏时灼热物的局部产生大量气体而使颗粒飞失——爆燃。因此，必须根据食品的种类和性状等兼顾各方面因素，选择合适的灰化温度。食品的灰化温度一般为500~550℃。例如，鱼类及海产品、谷物及其制品、乳制品≤550℃；果蔬及其制品、砂糖及其制品、肉制品≤525℃；个别样品（如谷物饲料）可以达到600℃。

灰化方法灰化方法主要有湿法灰化法和干法灰化法。

湿法灰化法湿法灰化法是加入强氧化剂(如浓硝酸、高氯酸、高锰酸钾等)，使样品消化而被测物质呈离子状态保存在溶液中。

干法灰化法样品在马福炉中(一般550℃)被充分灰化。灰化前须先碳化样品，即把装有待测样品的坩埚先放在电炉上低温使样品碳化，在碳化过程中为了避免测定物质的散失，往往加入少量碱性或酸性物质(固定剂)，通常称为碱性干法灰化或酸性干法灰化。

湿法灰化和干法灰化的特点

湿法灰化：消化时间快，所需温度低，挥发少，时间短，对样品性质不敏感，较多的监视（需人看管），试剂空白大，不能处理大量样品1。

干法灰化：消化时间很慢，要求温度高，挥发快，时间长，对样品有选择性，不需监视，试剂空白小，能处理大量样品。

湿法灰化测定陈皮中微量元素湿法灰化样品分别采用浓HNO3;HNO3+H2O2;HNO3+HClO4(4+1);HNO3+H2SO4+HClO4(8+1+1)做为消化液，对样品进行预处理2。

1、HNO3做为消化液

准确称取陈皮样品2.000g于50ml烧杯中，加入浓HNO3消化液，于电热板上加热至微沸，总共加入消化液100ml，加热消化约6h，样品仍呈黄色稀浆糊状，样品不能被浓HNO3完全消化。同时做试剂空白。

2、HNO3+H2O2做为消化液

准确称取陈皮样品2.000g于50ml烧杯中，加入25ml浓HNO3消化液，于电热板上加热消化，待消化液为原体积的1/3时分次滴加过氧化氢共20ml，继续消化至澄清，近干，定量移入25ml容量瓶中并定容至刻度。同时做试剂空白。

3、HNO3+HClO4(4+1)做为消化液

准确称取陈皮样品2.000g于50ml烧杯中，当样品加HNO3+HClO4(4+1)消化液。于电热板上加热至微沸，以加速反应。总共加入消化液45m1。当出现HClO4白烟，溶液呈微黄色或近无色时，说明消化完全。加热至溶液近干，再加入5%盐酸溶解样品，定量地移入25ml容量瓶中并定容至刻度。同时做试剂空白。

4、[HNO3+H2SO4+HClO4(8+1+1)]做为消化液

准确称取陈皮样品2.000g于50ml烧杯中，当样品加[HNO3+H2SO4+HClO4(8+1+1)]消化液20ml后，于电热板上加热至微沸，总共加入消化液35ml。当出现HClO4，白烟，溶液呈微黄色或近无色时，说明消化完全。加热至溶液近干，在加入5%盐酸溶解样品，定量地移入25ml容量瓶中并定容至刻度。同时做试剂空白。

结论湿法灰化是属于氧化分解法，是依靠氧化剂的氧化能力来分解样品有机质。湿法灰化的主要优点在于适用性强，快速以及挥发损失或附着损失较小。其主要缺点是试剂用量大，空白高。

实验1采用HNO3做为消化液。硝酸是湿法消化中最常用的试剂。硝酸加热后分解，硝酸分解产生的新生态氧遇到有机物时，C，N、S、H等均可被氧化成CO2、NO2、SO2、H2O等。用单酸HNO3来消化样品，硝酸分解产生的新生态氧虽然氧化分解了大部分陈皮样品的有机物，但是硝酸的恒沸点是120℃，易于沸腾逸失，故不能允分发挥氧化作用，且硝酸的硝基化作用，使环状有机物转变为难于破坏的硝基化合物。所以样品消化后仍呈黄色稀浆糊状，样品不能被浓HNO3完全消化。

实验2采用HNO3+H2O2做为消化液，这种氧化体系能很好地分解有机物，是很强的氧化剂。消化步聚先加数毫升HNO3加热使样品分解，然后滴加30%H2O2沿壁流下，只要氧化作用仍在发生就应继续滴加过氧化氢直至消化完毕。

实验3采用HNO3+HClO4(4+1)做为消化液，HNO3+HClO4消化法已被誉为经典消解方法而广泛应用。反应中初生态氧化剂联合作用致使氧化能力甚强。由于使用HNO3+HClO4(4+1)共同消化时，一开始HClO4的浓度被稀释，氧化作用极弱或没有。HNO3先在室温、后在加热条件下将有机物(如多醇、糖、甲醛、纤维素等)先行水解和氧化。硝酸基本反应完时(停止放出大量棕色气体和泡沫)，随着HNO3和水的蒸发，HClO4取代HNO3开始氧化有机物并随HClO4浓度的增加氧化还原电位也逐渐增加，剩余不易分解的有机物可有效地被氧化。混酸HNO3+HClO4(4+1)的氧化能力比单酸HNO3的氧化能力强，能将样品完全消化。

实验4采用HNO3+H2SO4+HClO4(8+1+1)]做为消化液，在HNO3+HClO4体系中加入少量硫酸，可在HNO3+HClO4氧化基础上，提高消化体系的沸点，也一步提高HClO4的浓度(可达到85%)而增强此体系的氧化力，可以氧化一般情况下不易氧化的样品。消化速度最快，但由于有H2SO4可能会引起钙盐的沉淀。