Some applications of modern polarography in metallurgical analysis

Summary A brief review is set out on the application of modern polarographic techniques, as square-wave, pulse and differential cathode-ray polarography in the field of metallurgical and trace analysis. Some experimental details are given to achieve the increased precision of 0.1% of differential cathode-ray polarography. For a number of alloys the analytical data obtained by modern polarographic techniques are compared with those of other analytical methods, e.g. volumetric and gravimetric analysis, electrolysis, X-ray fluorescence.

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Zusammenfassung Es wird ein Überblick über Anwendung moderner polarographischer Verfahren wie Square-Wave-, Pulse- und Differentialkathodenstrahlpolarographie in der Legierungs- und Spurenanalyse gegeben. Einzelheiten über die bei der Anwendung der Kathodenstrahlpolarographie erzielbare Genauigkeit von 0,1% werden mitgeteilt. Für eine Reihe von Metallegierungen werden die polarographischen Analysenergebnisse mit den nach anderen Methoden (Volumetrie, Gravimetrie, Elektrolyse, Röntgenfluorescenz) erhaltenen Werten verglichen.

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Dedicated to Prof. Dr. M. von Stackelberg on his 70th birthday.     

On the unusual fluorescence X-ray intensity variations in iron-silicon and aluminium-silicon-copper alloys

Summary The unusual fluorescence X-ray intensity variations in iron-silicon and aluminium-silicon-copper alloys have been investigated. In these alloys, the unusual behaviour was found not only in the fluorescence X-ray intensity of the Si K line but also in that of Fe K. It was confirmed that the phenomenon occurred not only when the primary crystals having large differences of the mass-absorption coefficients for the X-ray of the elements to be analyzed precipitated on both sides of the eutectic point and/or the intermetallic compound but also when there was a large difference in the effective volume ratio between the primary phase and the secondary phase. Therefore, the phenomenon should be considered in the fluorescence X-ray analysis of actual samples such as alloys of light metals, ores, oxides, and other compounds.

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Über ungewöhnliche Intensitätsveränderungen bei der Röntgenfluorescenz von Fe-Si- und Al-Si-Cu-Legierungen

Zusammenfassung Das ungewöhnliche Verhalten wurde bei der Si K- und auch bei der Fe K-Linie festgestellt. Die Erscheinung tritt nicht nur auf, wenn Primärkristalle mit stark unterschiedlichen Massenabsorptionskoeffizienten für die Röntgenlinien der zu untersuchenden Elemente sich auf beiden Seiten des eutektischen Punktes und/oder der intermetallischen Verbindung abscheiden, sondern auch, wenn ein großer Unterschied im effektiven Volumenverhältnis zwischen der primären und sekundären Phase vorhanden ist. Diese Veränderungen müssen bei der Röntgenfluorescenzanalyse von Leichtmetallegierungen, Erzen, Oxiden u. ä. berücksichtigt werden.

     

Bestimmung kleinster Strontiummengen mit Hilfe der Flammenphotometrie und der R?ntgenfluorescenz

Zusammenfassung Hinsichtlich ihrer Nachweisempfindlichkeit und der Beeinflußbarkeit der Eichkurven durch Matrixänderungen werden Flammenphotometrie und Röntgenfluorescenz miteinander verglichen. Es zeigt sich, daß die für die Bestimmung von inaktivem Strontium in der Lebensmittelanalyse notwendige Gruppentrennung — ohne die eine flammenphotometrische Bestimmung nicht möglich ist — bei Anwendung der Röntgenfluorescenz-Methode unterbleiben kann. Mit beiden Verfahren lassen sich Grenzkonzentrationen von etwa 1 ppm erfassen. Bei flammenphotometrischer Bestimmung ist hierzu jedoch ein wesentlich größerer Aufwand erforderlich.

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Summary Flame photometry and X-ray fluorescence are compared with regard to the sensitivity of detection and influence of matrix changes on calibration curves. It is shown, that group separation, which is inevitable in flame photometry, is not necessary in X-ray fluorescence. Concentrations of c₀1 ppm may be determined with both methods. Flame photometry is much more time consuming.

     

Zur Analyse von Stahlsp?nen mit Hilfe der R?ntgenfluorescenzspektrometrie

Zusammenfassung Es wird über Versuche berichtet, die Analyse von Stahlspänen mit Hilfe der Röntgenfluorescenz durchzuführen. In Anlehnung an frühere emissionsspektrometrische Arbeiten werden Preßlinge aus Stahlspänen in industriellen Vakuum-Röntgenfluorescenzspektrometern untersucht. Mn, Cr, Si, Mo und einige andere Begleitelemente im Stahl konnten unter Benutzung des Eisens als innerem Standard bestimmt werden.

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Summary A report is given on experiments regarding the X-ray fluorescence analysis of steel chips formed into briquettes. Vacuum-path fluorescence apparatuses are used and the determination of Mn, Cr, Mo, Si and other elements in steel has been achieved. Fe is used as an internal standard.

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Herrn Prof. Dr. C. Mahr zum 65. Geburtstag gewidmet.     

Energiedispersive R?ntgenfluorescenzanalyse von Schwermetallspuren (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ta, Pb, U) in Mineralw?ssern nach Abtrennung am Celluloseaustauscher Hyphan

Zusammenfassung Spurenelemente in Mineralwässern werden auf kleinen Trennsäulen mit dem Celluloseaustauscher Hyphan abgetrennt, mit verdünnter Salzsäure eluiert, durch Schütteln an 100 mg Hyphan fixiert und durch energiedispersive Röntgenfluorescenzanalyse bestimmt. Folgende Schwermetalle werden quantitativ erfaßt, sofern sie in Konzentrationen 1 ppb im Wasser vorhanden sind: Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ta, Pb und U. Neben verschiedenen handelsüblichen Mineralwässern werden eine Natriumchloridsole und Meerwasser auf ihren Spurenelementgehalt untersucht. Die Ergebnisse der Röntgenfluorescenzanalyse und der Atomabsorption stimmen im Rahmen der Fehlergrenzen überein.

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Energy-dispersive X-ray fluorescence analysis of traces of heavy metals (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ta, Pb, U) in mineral waters after separation on the cellulose-exchanger hyphan

Summary Trace elements in mineral water are separated in small columns on the cellulose-exchanger Hyphan, eluted by diluted hydrochloric acid, bound on 100 mg of Hyphan by shaking and determined by energy-dispersive X-ray fluorescence. The following heavy metals can be analysed quantitatively if present in water in concentrations 1 ppb: Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ta, Pb and U. Several commercial mineral waters, a sodium chloride spring and seawater were analyzed for trace elements. The results obtained by X-ray fluorescence and by atomic absorption agree within the limits of error.

     

Beitrag zur optimalen Bestimmung im Wasser gel?ster Schwermetalle durch R?ntgenfluorescenz

Zusammenfassung Im Wasser gelöste Schwermetalle können mit Hilfe der Röntgenfluorescenz quantitativ bestimmt werden. Bei den in Oberflächengewässern zumeist vorkommenden Konzentrationen von 0,001 bis 0,1 ppm ist eine Anreicherung erforderlich, da eine direkte Fällung oder eine Fällung in Verbindung mit nachfolgender Extraktion nicht quantitativ verläuft und zudem einen hohen Aufwand an Fällungs- und Lösungsmitteln erfordert. Es wird ein Anreicherungsverfahren beschrieben und gleichzeitig die Herstellung einer zweckdienlichen Matrix. Am Beispiel von mit Abwasser belasteten Vorfluterproben wird das chemische Verhalten einiger Schwermetalle bei der Aufbewahrung in Plastikbehältern diskutiert.

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On the optimum determination of the heavy-metal content of water by X-ray fluorescence

Heavy metals dissolved in water can be determined quantitatively by way of X-ray fluorescence. In the case of concentrations from 0.001 ppm to 0.1 ppm, which are usually encountered in surface waters, enrichment is necessary since direct precipitation, or precipitation with subsequent extraction, does not proceed quantitatively and requires the consumption of considerable quantities of precipitants and solvents. The authors therefore describe a method for enrichment and preparation of a suitable matrix. Using a number of samples taken from receiving waters polluted by waste, the chemical behaviour of some heavy metals during storage in plastic containers is discussed.

     

Multi-element analysis by energy-dispersive X-ray fluorescence using a simple calibration procedure, requiring only one or two standards

Summary A reliable method for the determination of the slopes of calibration curves by interpolation is described for multi-element analysis by energy-dispersive X-ray fluorescence. The method is based on normalizing theoretically calculated curves of slope vs. atomic number, with the aid of one or two standards. It is applied to the analysis of powdered samples, using correction via the Comptonscattering peak to compensate for small matrix effects.

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Multielementanalyse durch energiedispersive Röntgenfluorescenz mit einem einfachen Eichverfahren, das nur ein oder zwei Standards erfordert

Zusammenfassung Eine zuverlässige Methode für die Bestimmung der Steigungen der Eichkurven für die Multielementanalyse durch energiedispersive Röntgenfluorescenz wird beschrieben. Die Methode basiert auf der Normierung theoretisch berechneter Kurven für die Abhängigkeit der Steigung von der Ordnungszahl mit Hilfe von ein oder zwei Standards. Sie wird angewendet auf die Analyse von Pulverproben unter Benutzung der Compton-Streupeak-Korrektur zum Ausgleich kleinerer Matrixeffekte.

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On leave from Rand Afrikaans University, Johannesburg, Republic of South Africa     

Comparative determinations of lead in soils by X-ray fluorescence, atomic absorption spectrometry, and atomic emission spectrometry

Summary Determinations of lead in different soil samples were carried out by X-ray fluorescence (XRF) (borate-glass fusion 13), atomic absorption spectrometry (AAS), and induced coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) (aqua regia digestion). The concentration ranges in contaminated soils were 10 to 200 wt. ppm and 0.05 to 3.0 wt.%. The detection limit of XRF (5 ppm) is adequate; the precision of AAS (1%) is the best; but the relative accuracy of all three methods does not surpass 10%. This is because of errors in sampling and sample preparation, the latter being difficult to judge. Determinations with different methods and correlation analysis of the results are necessary.

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Vergleichende Bestimmung von Blei in Böden durch Röntgenfluorescenz, AAS und AES

Zusammenfassung Bleibestimmungen in verschiedenen Bodenproben wurden mit der RFA (Boratglas-Schmelze 13), AAS (Königswasser-Aufschluß) und ICP-AES (Königswasser-Aufschluß) durchgeführt. Die Konzentrationsbereiche waren 10 bis 200 Gew.-ppm und 0,05 bis 3,0 Gew.-% in kontaminierten Bodenproben. Die Nachweisgrenze der RFA (5 ppm) ist ausreichend; die Reproduzierbarkeit der AAS (1 %) ist die beste, aber die Richtigkeit der drei Methoden ist nicht besser als 10% relativ. Gründe dafür sind Fehler bei der Probenahme und bei der Probenvorbereitung; letztere sind schwer zu erkennen. Bestimmungen mit mehreren Methoden und Korrelationsanalyse der Resultate sind notwendig.