在分析化学中,灰烬或灰烬含量的测定是通过完全燃烧进行矿化的过程,旨在为化学分析(如色谱分析)或光学分析(如光谱分析)预浓缩微量物质。
样品的灰烬含量是一个测量其所含无机不可燃材料数量的指标。
在样品完全燃烧后留下的残余物——与不完全燃烧后的灰烬相比——通常由原始样品中存在的无机元素的氧化物组成。灰烬是生物材料的近似分析中的一个组成部分,主要由盐和无机成分组成。这些成分包括金属盐,对于需要钠(Na+)、钾(K+)和钙(Ca2+)等离子的过程至关重要。此外,还包含一些微量矿物质,这些矿物质对于独特分子的形成是不可或缺的,例如叶绿素和血红蛋白。
灰烬测定程序与点燃损失的程序类似。
通常,“灰烬”这个术语主要用于有机材料,如燃料和食品,而“点燃损失”则主要用于无机材料,如岩石和燃烧后的灰烬。可以使用坩埚来确定煤、木材、油、橡胶、塑料、食品或任何可燃材料的样品中所含灰烬的百分比。根据所分析的样品类型,灰烬的确定方法可能会有所不同。不同的方法可能在一些参数上存在差异,例如炉温、在炉中的停留时间、加热步骤的数量以及样品准备程序。
ISO标准强制对大多数食品进行灰烬含量的测定。范例包括ISO 2171:谷物、脉冲及副产品——通过焚烧测定灰烬产量;ISO 3593:淀粉——测定灰烬;ISO 928:香料和调味品——灰烬的总量测定;和ISO 936:肉类和肉类产品——灰烬的总量测定。
在石油产品的灰烬分析中,灰烬含量代表在样品的燃烧过程中留存的不可燃成分。
灰烬测定是一种用于推断石油产品中灰烬形成材料数量的测试,从而决定其在某些应用中的使用。灰烬形成材料被认为是可取的杂质或污染物。在石油产品的灰烬分析中,通常灰烬含量较低,范围一般在0.1至0.2%之间。部分灰烬成分天然存在于原油中,而其他则是在精炼或储存、分配过程中进入的。
知道产品中灰烬形成材料的含量,可以提供该产品是否适合应用的信息。
在煤和其他固体燃料的灰烬分析中,留存于灰烬中的硫含量在灰烬过程中并非恒定,而是取决于灰烬过程的条件以及可能在灰烬中形成硫酸盐的其他无机成分。因此,不同的灰烬程序可能产生不同的灰烬含量。
一些必要的仪器包括:坩埚(或类似的瓷器或金属碗)、烤箱、热板和样品。
坩埚及其盖子在彻底干燥后称重。将样品添加到完全干燥的坩埚和盖子中,并综合称重以通过差值确定样品的质量。将坩埚放入热炉中,确保样品完全燃烧。然后重新称重坩埚、盖子和灰烬。
以蜂蜜的分析为例,大约:果糖:38%,葡萄糖:31%,蔗糖:1%,水:17%,其他糖:9%(麦芽糖、梅子糖),灰烬:0.17%。在此示例中,灰烬将包括蜂蜜中的所有矿物质。灰烬分析也通常在进行电感耦合等离子体发射光谱分析之前进行。
与灰烬有关的无机元素包括:Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5、K2O、SiO2
;碳酸盐:Na2CO3(苏打灰)、K2CO3(钾矿)
;碳酸氢盐,例如:NaHCO3(苏打饼)
;硫酸盐:硫酸灰,根据欧洲药典。
那么,当我们更深入探索灰烬中的这些惊人无机元素时,有什么可能在未来改变我们对这些物质的理解吗?