Iodspurenbestimmung mit der negativen Thermionen-Massenspektrometrie: Analyse von Speisesalzen sowie Vergleich mit Ergebnissen einer ionenselektiven Elektrode

Zusammenfassung Bei Erzeugung negativer Thermionen im Massenspektrometer wird eine Meßtechnik zur genauen Isotopenverhältnisbestimmung ¹²⁹I/¹²⁷I entwickelt. Die Anwendung der Isotopenverdünnungsanalyse unter Verwendung eines Indicators, der an dem langlebigen radioaktiven ¹²⁹I-Isotop angereichert ist, ermöglicht in diesem Zusammenhang auch eine vergleichsweise richtige Iodspurenbestimmung mit dem Massenspektrometer. In verschiedenen, handelsüblichen Speisesalzen sowie in zwei Reinchemikalien werden Iodspuren mit der massenspektrometrischen Isotopenverdünnungsanalyse bestimmt, wobei relative Standardabweichungen von etwa 1,5 % im unteren ppm-Bereich erreicht werden. Die Nachweisgrenze des beschriebenen Verfahrens, welches die Summe aller anorganischen Iodspecies erfaßt, liegt bei 6 ppb. Die zum analytischen Vergleich durchgeführten Bestimmungen mit einer iodidselektiven Elektrode zeigen gute Übereinstimmung der Ergebnisse. Die chemische Abtrennung des Iodidions geschieht mit der Anionenaustausch-Chromatographie.

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Iodine trace determination by negative thermal ionization mass spectrometry: Analysis of table salts and comparison with results by an ion-selective electrode

Summary A technique for a precise isotope ratio measurement of ¹²⁹I/¹²⁷I is developed in the mass spectrometer by negative thermal ionization. The application of the isotope dilution technique using a spike which is enriched in the longlived radioactive ¹²⁹I isotope opens the possibility for an accurate iodine trace analysis by mass spectrometry. Different commercially available table salts as well as two pure chemicals are determined for iodine traces by mass spectrometric isotope dilution analysis. Relative standard deviations of about 1.5 % are obtained in the lower ppmrange. The detection limit of this method which analyses the sum of all inorganic species is 6 ppb. For an analytical comparison the same samples are analysed using an iodideselective electrode. The results agree well with the mass spectrometric values. The chemical separation of the iodide ion is carried out by anion-exchange chromatography.

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Herrn Prof. Dr. H. Kelker zum 60. Geburtstag gewidmet

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft sowie dem Fonds der Chemischen Industrie danken wir für die finanzielle Unterstützung.     

High accuracy in the element analysis by mass spectrometry

Summary Accurate analysis results are a common problem in trace and micro determinations of elements, as found in particular in a number of interlaboratory studies. The difference between precision and accuracy of an analysis is shown in this review and a possible hierarchy of analytical methods is given. Isotope dilution mass spectrometry is the most accurate method of all mass spectrometric techniques. Possible element analyses by isotope dilution mass spectrometry are discussed using different ionization methods in the mass spectrometer (thermal ionization, spark source mass spectrometry, electron impact ionization, ICP and MIP, field desorption mass spectrometry). If MIP-MS and spark source mass spectrometry are applied, the difference between analysis results where the isotope dilution technique is and is not used is shown. The precision and accuracy of spark source mass spectrometry increases significantly when the isotope dilution method is applied. Accurate results by mass spectrometry are shown in comparison with certified values of standard reference materials using food samples, biological samples, geological samples, nuclear reactor materials, metals, and samples from the environment as examples. Possible sources of error by isotope dilution mass spectrometry are discussed. In contrast to the analysis of metal traces, only a few alternative methods can be applied to the trace analysis of non-metals and their anion forming compounds. In this case the production of negative thermal ions in a mass spectrometer in connection with the isotope dilution technique is a useful tool for accurate anion and non-metal analyses.

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Hohe Richtigkeit in der Elementanalyse durch Massenspektrometrie

Zusammenfassung Richtige Analysenergebnisse sind ein allgemeines Problem bei der Spuren- und Mikrobestimmung der Elemente, wie sich vor allem immer wieder im Rahmen von Ringanalysen herausstellt. Der Unterschied zwischen Reproduzierbarkeit und Richtigkeit eines Analysenergebnisses wird in diesem Übersichtsartikel aufgezeigt und eine mögliche Hierarchie von Methoden aufgestellt. Im Bereich der Massenspektrometrie gilt die Isotopenverdünnungsanalyse als diejenige Methode, mit der die richtigsten Ergebnisse erhalten werden können. Für die Anwendung verschiedener Ionisationsmethoden im Massenspektrometer (Thermionisation, Funkenquellen-Massenspektrometrie, Elektronenstoßionisation, ICP und MIP, Felddesorptions-Massenspektrometrie) werden die Möglichkeiten der Elementanalyse durch die Isotopenverdünnungstechnik diskutiert. Bei Verwendung der MIP-MS und der Funkenquellen-Massenspektrometrie wird auch der Unterschied zwischen Ergebnissen, die mit und ohne Isotopenverdünnungsanalyse erhalten werden, aufgezeigt. Dabei ergibt sich für die Funkenquellen-Massenspektrometrie eine wesentliche Verbesserung der Analysenergebnisse, wenn die Isotopenverdünnungsmethode angewendet wird. Anhand von Beispielen (Lebensmittelproben, biologische Proben, geologische und kerntechnische Proben, Metalle, Umweltproben) wird die Richtigkeit der massenspektrometrischen Ergebnisse verdeutlicht, wobei häufig ein Vergleich zu zertifizierten Werten von Standard-Referenzmaterialien gegeben wird. Mögliche Fehlerquellen der Isotopenverdünnungsanalyse werden diskutiert. Da bisher zur Bestimmung von Anionen- und Nichtmetallspuren nur vergleichsweise wenige Verfahren zur Verfügung stehen, hat sich hier die Erzeugung negativer Thermionen in einem Massenspektrometer bei gleichzeitiger Anwendung der Isotopenverdünnungsanalyse bewährt.

     

Bestimmung des tats?chlichen S?urechloridgehalts von Benzoylchlorid und Palmitoylchlorid

Zusammenfassung Zur Bestimmung des Säurechloridgehalts von Benzoyl- und Palmitoylchlorid wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die zu untersuchende Probe in Gegenwart von eisessigsaurer Quecksilber(II)-acetatlösung mit einer Lösung von Morpholin in Tetrachlorkohlenstoff umgesetzt wird. Das Säurechlorid reagiert mit dem Morpholin unter Säureamidbildung. Der Überschuß der Morpholinbase wird mit HClO₄ in Gegenwart von Tropäolin 00 als Indicator zurücktitriert. Parallel wird eine Blindprobe durchgeführt. Säurechloride mit kürzeren Kohlenstoffketten lassen sich mit dieser Methode nicht bestimmen.     

Determination of ascorbic acid by iodate using iodine cyanide end point; indirect determination of vanadium, and colorimetric determination of ascorbic acid

Summary Two methods for the determination of ascorbic acid are described. The first employs titration with iodate in presence of cyanide and hydrochloric acid and starch indicator with two end points, corresponding to the formation of iodine after reduction to iodide and conversion of iodine to iodine cyanide respectively. The titration is applied to the indirect determination of vanadium(V). In the second method ascorbic acid is treated with excess ferric solution and the ferrous iron formed is determined colorimetrically by ortho-phenanthroline.

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Zusammenfassung Zwei Verfahren zur Ascorbinsäurebestimmung werden beschrieben. Bei dem ersten wird in Gegenwart von KCN und Salzsäure sowie von Stärke als Indicator mit Jodatlösung titriert. Dabei werden zwei Endpunkte erhalten, die der Reduktion von Jodat zu Jodid und damit verbundener Jodbildung bzw. der Umwandlung des Jods in JCN entsprechen. Diese Titration wird auch zur indirekten Bestimmung von Vanadium(V) verwendet. Bei dem zweiten Verfahren wird die Ascorbinsäure mit überschüssiger Eisen(III)-lösung behandelt und das gebildete zweiwertige Eisen colorimetrisch mit o-Phenanthrolin bestimmt.

     

Untersuchung von systematischen Fehlern bei der Bestimmung von Hg-Gesamtgehalten im Bereich < 10?5% in anorganischen und organischen Matrices mit zwei unabh?ngigen Verbundverfahren

Zusammenfassung Systematische Fehler, die bei der Bestimmung von Hg im ng/g und pg/g-Bereich vor allem bei der Probennahme, Probenvorbereitung und beim Probenaufschluß auftreten, wurden mit ²⁰³Hg Radiotracertechniken und mit zwei für den Spurenbereich entwickelten Verbundverfahren untersucht. Beim emissionsspektrometrischen Verfahren (OES-MIP) wird die Probe im mikrowelleninduzierten Sauerstoff Plasma (MIP) verascht und das Hg nach Abtrennung mit einem Au-Absorber in einem Argon-Plasma angeregt. Das emittierte Hg-Licht wird mit einer Photodiode registriert. Nachweisgrenze: 0,01 ng Hg; Variationskoeffizient: 5% für 1 ng Hg. Beim zweiten Verfahren wird Hg nach dem Probenaufschluß (HClO₃/HNO₃) mit einem mechanisierten Aufschlußsystem nach der Kalt-Dampf-Technik (Ascorbinsäure/SnCl₂ bzw. NaBH₄) freigesetzt, an einem Gold-Absorber gesammelt und anschließend durch flammenlose AAS bei 253,7 nm bestimmt. Nachweisgrenze: 0,5 ng Hg; Variationskoeffizient: 5% für 5 ng Hg.

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Study of systematic errors in the determination of total Hg levels in the range < 10^–5% in inorganic and organic matrices with two reliable spectrometrical determination procedures

Summary In the determination of Hg at ng/g and pg/g levels systematic errors are due to faults in the analytical methods such as intake, preparation and decomposition of a sample. The sources of these errors have been studied both with ²⁰³Hg-radiotracer techniques and two multi-stage procedures developed for the determination of trace levels. The emission spectrometric (OES-MIP) procedure includes incineration of the sample in a microwave induced oxygen plasma (MIP), the isolation and enrichment on a gold absorbent and its excitation in an argon plasma (MIP). The emitted Hg-radiation (253,7 nm) is evaluated photometrically with a semiconductor element. The detection limit of the OES-MIP procedure was found to be 0,01 ng, the coefficient of variation 5% for 1 ng Hg. The second procedure combines a semi-automated wet digestion method (HClO₃/HNO₃) with a reduction-aeration (ascorbic acid/SnCl₂), and the flameless atomic absorption technique (253,7 nm). The detection limit of this procedure was found to be 0,5 ng, the coefficient of variation 5% for 5 ng Hg.

Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft Bonn-Bad Godesberg für Personal- und Sachmittel, Herrn Professor Dr. E. Schlichting, Universität Hohenheim für Bodenproben und wertvolle Diskussionen, der Firma Kalle, Wiesbaden, für die Bereitstellung von Kunststoff-Folien sowie Fräulein R. Kolb für ihre Hilfe bei der Durchführung dieser Arbeit.     

Trace element analytical chemistry in the People's Republic of China

Summary A review is given on methods for trace element analysis as currently employed in the PR of China. It comprises photometry with organic reagents, spectrometric methods, electrochemical methods and methods based on radioactivity. Finally, a report is given on the elucidation of certain diseases related to the occurrence of trace elements (76 literature references).

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Analytische Chemie von Elementspuren in der Volksrepublik China

Zusammenfassung Ein Überblick wird gegeben über Verfahren zur Analyse von Elementspuren, wie sie gegenwärtig in der VR China angewendet werden. Behandelt werden photometrische Methoden mit organischen Reagentien, spektrometrische Methoden, elektrochemische Methoden sowie Verfahren, die auf der Radioaktivität beruhen. Abschließend wird über die Aufklärung bestimmter Krankheiten berichtet, die im Zusammenhang mit dem Vorkommen von Elementspuren stehen (76 Literaturzitate).

     

Analytik von Elementspuren in Meerwasser. III

Zusammenfassung Ausgehend von der Problematik der modernen Elementspurenanalytik von Meerwasser wird aufgezeigt, daß die Neutronenaktivierungsanalyse auf Grund ihrer inneren Struktur zur Überprüfung von anderen Meerwasser-Analysenverfahren — insbesondere von solchen, die an Bord von Forschungsschiffen zum Einsatz kommen — geeignet ist. Dazu ist allerdings die Lösung bestimmter Probleme notwendig. An Hand der bei der Aktivierung von Meersalz auftretenden Matrixeffekte wird gezeigt, daß die rein instrumentelle Anwendung der Neutronenaktivierungsanalyse in dem hier betrachteten Zusammenhang für eine begrenzte Anzahl von Elementen durchaus imstande ist, wertvolle Dienste zu leisten. Für eine Erweiterung des Spektrums der erfaßbaren Elemente ist allerdings die frühzeitige Abtrennung der von den Matrixelementen herrührenden Aktivitäten erforderlich. Hierzu wird ein spurenanalytisch bewertetes Trennverfahren vorgestellt, das die selektive Abtrennung der störenden Matrixaktivitäten erlaubt. Nach dem Abklingen von ³⁸Cl werden ²⁴Na/⁴²K durch Adsorption an speziell hergestelltem, hydratisierten Sb₂O₅ (HAP) mit hohen Dekontaminationsfaktoren separiert. Als problematisch erwies sich die anzuschließende ^80/82Br-Dekontamination auf der Basis einer Extraktion mit CCl₄. Während der Bestrahlung reagieren die im Meersalz vorliegenden Bromide mit organischem Material zu schwer extrahierbaren Species, so daß dadurch die ^80/82Br-Dekontamination unbefriedigend bleibt und die Nachweisgrenze der Elementspuren limitiert wird. Ein Zusatz von I^– vor der Bestrahlung unterbindet diese Reaktion und führt auch für ^80/82Br zu den erforderlichen Dekontaminationsfaktoren.Die mit dem entwickelten Verfahren zu erreichenden Nachweisgrenzen für die neutronenaktivierungsanalytische Bestimmung der Elementspuren wurden experimentell ermittelt und hinsichtlich der geplanten Anwendung in einer heißen Zelle für effektivere Bestrahlungsbedingungen hochgerechnet. Eine Gegenüberstellung dieser Daten mit Elementspurengehalten in Meerwasser verdeutlicht die Leistungsfähigkeit des Verfahrens.Herrn Prof. Dr. E. Blasius, meinem verehrten Lehrer, zum 60. Geburtstag gewidmet     

Komplexometrische Phosphatbestimmung

Zusammenfassung In Mitteilung I ist ein Verfahren für die maßanalytische Bestimmung von Phosphat in reinen Lösungen von Phosphorsäure oder Alkaliphosphaten beschrieben worden, bei dem Phosphat als Ammoniumzinkphosphat gefällt und nach der Auflösung von Ammoniumzinkphosphat Zink komplexometrisch titriert wird.In Mitteilung II wird dieses Verfahren auf technisch wichtige Produkte angewendet. Bei dieser Anwendung sind der maßanalytischen Bestimmung Aufschlüsse und Fällungen von Ammoniumphosphormolybdat bzw. Ammoniummagnesiumphosphat vorgeschaltet.Es werden Arbeitsvorschriften für die Überführung von Ammoniumphosphormolybdat bzw. Ammoniummagnesiumphosphat in Ammoniumzinkphosphat gegeben, das nach der Auflösung wie in Mitteilung I titriert werden kann.Die Leistungsfähigkeit des Verfahrens wird diskutiert. Es ist schneller als ein Verfahren mit gravimetrischer Endbestimmung. Es ist zur Serienanalyse geeignet.Die Untersuchung wurde mit Unterstützung der Deutschen Forschungsgemeinschaft durchgeführt.I. Mitteilung: H.Buss, H. W.Kohlschütter u. M.Preiss: diese Z.193, 264 (1963).     

Die photometrische Bestimmungsmethode des Eisens mit Tri-n-butylammoniumsalz und 7-Jod-8-oxychinolin-5-sulfos?ure

Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Bestimmung von Fe³⁺-Ionen als Tri-n-butylammoniumsalz des Eisen-(III)-Ferronkomplexes beschrieben.Das Eisen wird mit Amylalkohol als grüngefärbte Verbindung ausgeschüttelt, die im p_h-Bereich von 2–7,5 auf längere Zeit farbkonstant ist.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft, dem Fonds der Chemie und der Firma Ernst Leitz, Optische Werke, Wetzlar, danken wir für Unterstützung.     

Application of flow injection techniques for the analysis of inorganic anions

Summary A survey of applications of flow injection analysis for the analysis of inorganic anions is given in form of a table. The turbidimetric determination of sulphate is improved by the intermittent addition of a wash solution via a separate pump. A comparison of results for the determination of sulphate in surface waters using the barium-methylthymol blue method and ion-chromatography shows good agreement. For the determination of sulphite a gas-diffusion technique is used. The method allows 90 injections/h and shows good reproducibility, 1% r.s.d. for consecutive injections of standards at the 10 mg/l SO₂-level. As the sample line is physically separated from the detection line, the method is insensitive to matrix effects from coloured or turbid samples. Results for the determination of free and total sulphite in wine, beer and fruit juices are given.

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Anwendung der Fließ-Injektionsanalyse in der anorganischen Anionenanalyse

Zusammenfassung In tabellarischer Form wird ein Überblick über die Anwendung der Fließ-Injektionsanalyse in der anorganischen Anionenanalyse gegeben. Die Zusammenstellung enthält neben Literaturhinweisen einen kurzen Kommentar zur verwendeten Methode. Für die turbidimetrische Sulfatbestimmung wird ein Verfahren mit intermittierendem Zusatz einer Waschlösung über eine separate Pumpe vorgeschlagen. Ein Vergleich von Ergebnissen der Sulfatbestimmung mit Barium-Methylthymolblau als Reagens in Oberflächengewässern mit Ergebnissen der Ionen-Chromatographie zeigt gute Übereinstimmung. Zur Bestimmung des Sulfits wird ein Verfahren mit Hilfe der Gasdiffusion vorgestellt. Die Reproduzierbarkeit von Mehrfachinjektionen liegt, bei einer Probenfrequenz von 90 Injektionen/h, bei 1%. Das Verfahren zeichnet sich durch Unempfindlichkeit gegenüber Probeneigenfärbungen und -trübungen aus. Ergebnissen für die Bestimmung von gesamtem und freiem Sulfit in Wein, Bier und Fruchtsäften werden gegeben.

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Lecture given at the Symposium for Inorganic Anion Analysis, Regensburg, 19.–21. 9. 1984