Methoden zur spektrochemischen Spurenanalyse

Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Spurenanalyse von Gesteinen und Bodenproben durch extraktive Anreicherung und spektralanalytische Bestimmung beschrieben. Die Spurenmetalle werden von Alkalien, Erdalkalien, Kieselsäure, Eisen, Aluminium und Titan getrennt. Die Kieselsäure wird mit Flußsäure abgeraucht, Eisen durch kombinierte Chlorid-Rhodanid-extraktion abgetrennt und die Spuren werden aus der Lösung der restlichen Hauptbestandteile mit Ammoniumpyrrolidindithiocarbaminat und Dithizon selektiv mit Chloroform extrahiert. Störungen durch Koinzidenzen bei manganreichen Proben werden angeführt und störungsfreie Linien für die Verwendung kleiner Spektrographen genannt. Das Verfahren erfaßt etwa 15 Elemente von 1 g aufwärts bei einer Einwaage von 1 g Probenmaterial.     

Die Bestimmung von Chrom, Eisen und Aluminium mit ?thylendiamintetraacetat bei gleichzeitiger Anwesenheit aller drei Kationen

Zusammenfassung Durch Variation von p_M-Wert und Temperatur bei der Rücktitration des ÄDTA-Überschusses mit Eisen(III)-chloridlösung konnte ein einfacher Weg zur komplexometrischen Bestimmung von Eisen, Chrom und Aluminium bei Anwesenheit aller drei Metall-Ionen angegeben werden. Durch Titration im p_h-Bereich 1,5–2,0 und einer Temperatur von 50° bis 60° C ohne vorhergehende Erwärmung wird Eisen allein, durch Titration bei den gleichen Bedingungen, jedoch nach vorangegangener Erhitzung für 5 min auf Siedetemperatur bei p_h 5,0 werden Eisen und Chrom und durch Titration bei p_h 5,0 und 40° C nach 5 minutigem Erhitzen auf Siedetemperatur wird die Summe aller drei Metallkationen erfaßt. Störungen durch Fremdionen, insbesondere Titan, und Wege zu deren Ausschaltung werden eingehend besprochen.     

Die komplexometrische Bestimmung des Eisens mit Chromazurol S als Indicator

Zusammenfassung Es wird über eine komplexometrische Bestimmung des Eisens mit Chromazurol S als Indicator berichtet. Der Indicator bildet mit Fe³⁺ einen blauen bis grünblauen Farblack. Es sind die direkte und auch die umgekehrte Titration möglich. Die Bestimmung des Eisens läßt sich in Anwesenheit größerer Mengen Aluminium, Mangan und Titan durchführen. Bei der Bestimmung von Eisen und Aluminium aus einer Probe muß jedes Metall für sich in aliquoten Teilen der Probelösung bestimmt werden. Es ergibt sich der Vorteil, daß eine Rücktitration nicht erforderlich ist. Die erhaltenen Werte sind zufriedenstellend.     

Bestimmung des Titans in legierten St?hlen

Zusammenfassung Die Trennung des Titans von Eisen, Chrom, Mangan; Kobalt, Nickel wird durch Fällen des Titans mit Bariumcarbonat in Kohlensäureatmosphäre, Filtrieren und Auswaschen des Niederschlages mit heisser Essigsäure erreicht. Noch zurückbleibende Legierungsbestandteile werden durch die Natriumkaliumcarbonat-Salpeterschmelze und zuletzt noch vorhandene Spuren von Eisen und Kupfer durch Fällen mit Schwefelwasserstoff aus Weinsäure enthaltender ammoniakalischer Lösung entfernt. Aus der nur noch Titan enthaltenden Lösung wird das Titan durch 8-o-Oxychinolin gefällt; der Niederschlag wird filtriert, verascht, geglüht und als Titandioxyd gewogen. Nach Trennung von den Legierungsbestandteilen kann statt der gewichtsanalytischen die colorimetrische Bestimmung erfolgen. Sind nur Chrom und Nickel zugegen, so erübrigt sich obiges Trennungsverfahren; das Chrom kann durch Dekantieren des wasserlöslichen Chromats vorher entfernt werden, während ein Gehalt an Nickel bis zu 5% und an Kupfer bis zu 0,5% nicht störend wirkt.     

Die Verwendung von Hexamethylentetramin als analytisches Reagens zur Bestimmung der Metalle der Ammoniumgruppe bei Gegenwart von Mangan, Nickel, Kobalt und Magnesium

Zusammenfassung Die hier beschriebene Methode bietet, wie sich aus den angeführten Beispielen ergibt, in vielen Fällen Vorteile gegenüber den anderen bereits bekannten Verfahren, z. B. der Bariumcarbonat-Methode, der basischen Acetatmethode wie auch der Methode von G. E. F. Lundell und H. B. Knowles bei der Trennung der Metalle der Ammongruppe von denen der Schwefelammongruppe und von Magnesium. Die Bariumcarbonat-Methode wurde bereits in einer früheren Arbeit besprochen; sie ist ziemlich unangenehm, umständlich und bei Anwesenheit von Sulfat ungeeignet.Die Methode ist sonst allgemein anwendbar und bei Gegenwart von Chrom sogar unentbehrlich. Die in den letzten Jahren von A. Kling, A. Lassieur und Frau Lassieur in allen Einzelheiten untersuchte klassische basische Acetatmethode versagt bei der Trennung des Eisens oder Aluminiums von Nickel.Nach der Methode von Lundell und Knowles ist die Trennung des Eisens und Aluminiums von Zink und Kobalt unvollständig; die Trennung von Nickel in einigermaßen erheblichen Mengen ist ebenfalls unzuverlässig.Nach dem beschriebenen Verfahren mit Hexamethylentetramin war die Trennung des Eisens von den Metallen der Schwefelammongruppe sogar bei einmaligem Fällen möglich; auch Aluminium liess sich, abgesehen vom Nickel, ganz gut trennen. Die Trennung des Aluminiums von Zink ist jedoch bei Gegenwart grosser Zinkmengen unvollständig. Titan bereitet keine Schwierigkeiten, sofern keine grösseren Zinkmengen vorhanden sind. Uran lässt sich gut von den zweiwertigen Metallen nach dem beschriebenen Verfahren trennen. Ist Phosphorsäure zugegen, so wird sie mit dem Eisen und Aluminium gefällt; sie stört nur wenig bei der Trennung, wenn Eisen und Aluminium im Überschuss vorhanden sind.Aus dem Englischen übersetzt von Dipl-Ing. Lina Keil.     

Rasche reduktometrische Bestimmung von Mangan in Legierungen und Mineralien

Zusammenfassung Bei der volumetrischen Manganbestimmung auf Grund der Oxydation mit Perchlorsäure ergeben sich, wie die durchgeführten Versuche zeigen, stets zu niedrige Resultate. Die Ursache der Fehlerergebnisse wird festgestellt. Anschließend wird eine neue volumetrische Methode zur Manganbestimmung entwickelt, die auf der Oxydation des Mangans mit Kaliumbromat in Gegenwart von konz. Phosphorsäure und auf der reduktometrischen Titration des entstandenen dreiwertigen Mangans mit Eisen(II)- oder Hydrochinonlösung als Maßflüssigkeit beruht. Die Titration kann potentiometrisch oder visuell mit Diphenylamin als Indicator durchgeführt werden. Das Verfahren gibt genaue, mit den theoretischen Werten übereinstimmende Resultate. Die Anwendbarkeit der Methode zur Analyse von Manganerzen, Ferromangan und Manganbronze wird gezeigt.     

Die mikroanalytische Bestimmung der Carbonylgruppe

Zusammenfassung An Hand einer Vergleichstabelle wird die Überlegenheit der mikroanalytischen Bestimmung von Carbonylgruppen in organischen Verbindungen mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin nach Schöniger-Lieb gegenüber der gasvolumetrischen Mikromethode von Strache-Falkenhausen gezeigt. Während diese Autoren Phenylhydrazinchlorhydrat als Reagens verwenden und den Stickstoff gasvolumetrisch erfassen, wird nach unserer Methode das überschüssige Reagens maßanalytisch ermittelt. Zu diesem Zwecke wird das Dinitrophenylhydrazin mit Titan(III)-chlorid reduziert und das nicht oxydierte Titan(III)-chlorid mit Eisen(III)ammoniumsulfatlösung bestimmt.     

Methode zur photometrischen Bestimmung des Wolframs im Stahl

Zusammenfassung Der rote Farbton, der durch Versetzen einer wolframhaltigen Lös-ung mit Hydrochinon in konzentrierter Schwefelsäure entsteht, läßt sich zur photometrischen Bestimmung des Wolframs im Stahl verwenden, wenn der störende Einfluß von Eisen und Molybdän durch Zusatz eines Reduktionsmittels beseitigt wird. Das Verfahren ist anwendbar für Werkzeug- und Sehnelldrehstähle einschließlich solcher mit hohem Chromund Molybdängehalt. Titan gibt unter den vorliegenden Bedingungen den gleichen Farbton wie Wolfram; es ist daher die Methode für titanhaltige Stähle nicht anwendbar: Ein etwaiger Titangehalt wird durch eine einfach auszuführende Reaktion qualitativ festgestellt.     

Die F?llung des Phosphat-Ions mit Magnesium neben Calcium- und anderen Metall-Ionen, sowie seine ma?analytische Bestimmung mit ?thylendiamintetraessigs?ure

Zusammenfassung Es wird über eine neue Methode der maßanalytischen Bestimmung des Phosphat-Ions berichtet. Dieses wird wie üblich als Magnesium-ammoniumphosphat-Hexahydrat abgeschieden und das im Niederschlag enthaltene Magnesium mit einer Maßlösung von Äthylendiamintetraessigsäure titriert. Die Abscheidung kann auch neben sonst störenden Kationen durchgeführt werden, wenn diese durch Überführung in den Äthylendiamintetraessigsäure-Komplex gegen Phosphat maskiert werden. Als besonders wesentlich ist die hierdurch mögliche Ausschaltung einer Störung durch Calcium anzusehen. Die Kombination mit anderen Maskierungsmitteln, wie z. B. Citronensäure, ist möglich. Die Abscheidung des Phosphats wurde durchgeführt neben Calcium, Magnesium, Barium, Strontium, Eisen, Aluminium, Chrom, Titan, Mangan, Beryllium, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Cadmium, Blei. Über die erhaltenen Ergebnisse informieren zahlreiche Beleganalysen.     

Spektrochemische Bestimmung von Spurenelementen in Eisen und Stahl

Zusammenfassung Eine schnelle spektrochemische Methode zur Bestimmung von Mikrogramm-Mengen von Silber, Blei, Zinn, Arsen, Tellur und Wismut in Eisen und Stählen wurde ausgearbeitet. Die spektrographische Analyse wird nach dem Auflösen der Probe in Salpetersäure und dem Eindampfen der Lösung zur Trockne durchgeführt. Die Methode beruht auf der Anwendung eines Siliciumdioxid-Kaliumnitrat-Puffers, der die Verdampfung der zu bestimmenden Elemente erhöht und gleichzeitig die Verdampfung des Eisens so verzögert, daß seine Störung vollständig ausgeschaltet wird. Antimon(III)-oxid dient als innerer Standard. Genauigkeit und Reproduzierbarkeit sind gut.

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Spectrochemical determination of trace elements in iron and steelPart 1. Application of a buffer

A spectrochemical method has been worked out for the rapid determination of microgram quantities of silver, lead, tin arsenic, tellurium and bismuth in iron and steel. The spectrographic analysis is carried out after dissolution of the sample in nitric acid and evaporation of the solution to dryness. The method makes use of a silicon dioxide/ potassium nitrate buffer which increases the volatility of the elements to be determined and at the same time causes such a delay in the volatility of iron that its interference is fully eliminated. Antimony(III) oxide serves as an internal standard. Accuracy and precision are good.

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Die in der Literatur beschriebenen Verfahren zur spektrochemischen Bestimmung von Spurenelementen in Gußeisen und Stahl beruhen auf chemischer Voranreicherung nach Auflösen in Säure. Livic u. Mosova [3] fällen die Hydroxide mit Ammoniak und dampfen die Lösung zur Trockne ein. Aus dem Trockenrückstand werden Briketts von 6 mm gepreßt, die in 2 Stufen abgebrannt werden. Zur Bestimmung der leichtflüchtigen Spurenelemente wird das Brikett anodisch geschaltet, die entstehende Schmelze wird dann zur Bestimmung der schwerflüchtigen Komponenten als Kathode geschaltet. Die Bestimmungsgrenze liegt dabei je nach Element zwischen 2 · 10^–3 und 5 · 10^–4%.Balfour und andere [1] bestimmen Silber, Arsen, Wismut und andere Elemente in niedrig legierten Stählen und Eisenlegierungen durch Auflösen der Probe und Zugabe von Kupfernitrat als innerer Standard mit nachfolgender Behandlung der Lösung mit Schwefelwasserstoff. Der entstehende Niederschlag wird bei 500°C geglüht, in die Bohrung einer Graphitelektrode gebracht und im Gleichstrombogen von 5 A angeregt. Zur Aufnahme der Spektren dient ein hochauflösender Spektrograph.Ein komplizierterer chemischer Bearbeitungsgang wurde für ein Aerosol-Funken-Verfahren von Répás, Sajo u. Gegus [6] vorgeschlagen. Diese Autoren bestimmen Aluminium, Arsen, Blei, Wismut und Silber in Eisen und Stahl mit Bestimmungsgrenzen zwischen 2 · 10^–3 und 1 · 10^–4% bei Untergrundkorrektur. Das Verfahren erfordert eine Vorabtrennung von Kieselsäure und die Extraktion des Eisens.     

Zur komplexometrischen Titration von Aluminium und Eisen und der Summe beider

Zusammenfassung Eisen und Aluminium, sowie die Stimme beider lassen sich in stark essigsaurer, kochender Lösung direkt mit Komplexon titrieren. Als Indicator wird PAN in Gegenwart von etwas Kupferkomplexonat verwendet. Zur Einstellung des optimalen p_H-Wertes von etwa 3 ist nach besonderer Vorschrift zu verfahren, um die Bildung von nur sehr langsam reagierenden, höher hydratisierten Stufen des Aluminiums zu vermeiden. Die Bestimmung wird durch Ca, Mg, Mn und Ti nicht gestört. Die Genauigkeit ist bei Titrationen mit 0,01–0,1 m Komplexonlösungen bei sehr gutem Endpunkt ±1–2 Tropfen Maßlösung.Herrn Prof. Dr. Albin Kurtenacker zum 70. Geburtstag gewidmet.Wir danken der Fa. B. Siegfried, Zofingen, Schweiz, für die Überlassung von Komplexonpräparaten auf das herzlichste.     

Einfache Methode zur Abtrennung von Titan, Niob und Tantal aus Hartmetallen

Zusammenfassung Es wird eine einfache Vorschrift zur Abtrennung von Titan, Niob und Tantal aus Hartmetall durch Ammoniakfällung gegeben. Eine Mitfällung geringer Mengen Wolfram, Eisen und Kobalt wird durch Zusatz von ÄDTA und Glycerin verhindert. Auf Grund des geringen Zeitbedarfes für die Ausführung ist dieses Verfahren besonders als Betriebsmethode geeignet. Der relative Fehler beträgt maximal ± 1%.     

Die Bestimmung von Kupfer in Stahl, Ferrolegierungen, Aluminium, Chrom, Kobalt, Mangan und Nickel

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit wird die Anwendbarkeit des Extraktionsverfahrens mit 2,2-Dichinolyl zur Bestimmung von Kupfer in Ferrolegierungen, Nickel, Nickeloxyd und verschiedenen Metallen untersucht. Es werden einfache Arbeitsweisen angegeben, um die einzelnen Probematerialien in Lösung zu bringen. Da nur Kupfer(I)-ionen den Komplex mit Dichinolyl bilden, ist der Reduktionsvorgang vor der Extraktion eine entscheidende Stufe im Analysengang. Die Reduktion erfolgt mit H₂SO₃ unter Zusatz von Eisen(II)-chloridlösung. Der störende Einfluß der das Kupfer begleitenden Legierungselemente ist unmerklich, selbst wenn diese Elemente in sehr großem Überschuß gegenüber dem Kupfer vorhanden sind. Die vorgeschlagene Modifikation des Verfahrens von Elwell eignet sich zur Bestimmung von 0,001 bis 2% Cu in legierten und hochlegierten Stählen, in Ferrolegierungen und in Metallen wie Aluminium, Nickel, Mangan, Chrom, Kobalt. Das Bestimmungsverfahren ist den anderen bisher in der Stahl- und Eisenmetallanalyse üblichen Methoden hinsichtlich Zeitaufwand, Einfachheit, Empfindlichkeit und auch Genauigkeit weitaus überlegen.     

Indirekte polarographische Bestimmung von Aluminium in Anwesenheit von Eisen(III) und Calcium

Zusammenfassung Die Senkung der anodischen Stufe von Versenat bei Anwesenheit von Aluminium ist für die Bestimmung von Aluminium verwendbar.Die Versenatstufe wird gezeigt und die Proportionalität der Senkung der Stufenhöhe mit der Aluminium- und Eisenkonzentration der Lösung wird nachgewiesen.Ein rasches, für Bestimmung verhältnismäßig kleiner Aluminiumkonzentrationen geeignetes Verfahren wird angegeben.Die Störung der Analyse durch Anwesenheit von Calcium wird untersucht.     

Die Bestimmung des Aluminiums in Lebensmitteln und biologischem Material

Zusammenfassung Zur Bestimmung von Spuren Aluminium in Lebensmitteln und biologischen Materialien hat sich Eriochromcyanin R gut bewährt. Die von P. Meunier angegebene und von H. Hadorn weiter ausgebaute Methode der Abtrennung des störenden Eisens und Kupfers mittels Kupferrons ist ohne Schwierigkeiten durchzuführen, wenn sie bei wesentlich höherer Wasserstoff-Ionenkonzentration durchgeführt wird, als von diesen Autoren vorgeschrieben wurde. Bei der Trennung des Aluminiums vom Phosphat, die ebenfalls mit Kupferron erfolgt, muß dieses zur sauren Lösung zuerst zugegeben werden. Erst dann darf auf den zur Abscheidung der Aluminium-Kupferronverbindung geeigneten höherenph-Wert abgepuffert werden. Kieselsäure und Fluorid bewirken auch in beträchtlichen Konzentrationen keine Störung. Es wird ein Analysengang -angegeben, nach dem die Bestimmung von 10–100 g Aluminium mit einem Fehler von 2–6% möglich ist.Fräulein F. Lynen sind wir für die Durchführung zahlreicher Untersuchungen zu besonderem Dank verpflichtet.     

Die ma?analytische Bestimmung des Thalliums mit Bromat in Gegenwart von Eisen und die potentiometrische Mikrotitration in der Toxikologie

Zusammenfassung Die Titration des einwertigen Thalliums mit Bromat ist bei Zusatz von Phosphat auch in Gegenwart von Eisen möglich. Es werden Vorschriften für die Titration in normalem Maßstabe unter Indikation mit Methylorange und unter potentiometrischer Indikation gegeben.Für die Zwecke der toxikologischen Analyse wird ein Verfahren zur potentiometrischen Mikrotitration des Thalliums mit Bromat, auch in Anwesenheit von Eisen, angegeben; es sind so Thalliummengen bis herab zu 5 Tl zu bestimmen. Vorschriften zum Aufschluß organischen Materials werden mitgeteilt und auf die Untersuchung von Giftpräparaten und von Tierleichen angewendet; bei den untersuchten vergifteten Tieren (Mäusen) wird die Verteilung des Thalliums im Organismus angegeben.Gewidmet aus Anlaß des 100jährigen Bestehens des Laboratoriums Fresenius.     

Die Trennung des Eisens von Mangan, Nickel, Kobalt und Zink durch das Azetatverfahren

Zusammenfassung Zuerst sei nochmals auf die ebenso einfache als mühelose Art der Vorbereitung der betreffenden Ferrilösung für die Fällung des basischen Eisenazetates hingewiesen, nämlich durch Eindampfen der salzsauren Flüssigkeit auf dem Wasserbade und Wiederaufnehmen mit Wasser, wodurch stets eine gleichmäfsig schwach saure Lösung erhalten wird, im Gegensatz zu den sonst meist üblichen Neutralisationsverfahren.Die Azetatmethode liefert bei einmaliger Ausführung sowohl für die Trennung des Eisens von Mangan als auch von Nickel, Kobalt und Zink richtige Werte, wobei man jedoch die Verhältnisse von der Fällung mit Ammoniumazetat nur mutatis mutandis auf die mit Natriumazetat übertragen darf. Bei der im Allgemeinen wohl häufigeren Anwendung des letzteren Salzes ist die Arbeitsweise am einfachsten folgende: Die Metallchloridlösung wird, unter Zusatz von etwa 0,35g Kaliumchlorid auf 0,1g Eisen, in einer geräumigen Schale auf dem Wasserbade eingedampft, darauf der Rückstand oberflächlich zerrieben, noch einige Minuten erhitzt und dann in 10–20cc Wasser gelöst. Man braucht mit dem Verjagen der freien Säure nicht übermäfsig behutsam zu verfahren; es soll sogar eine geringe Menge zurückbleiben, zur Bildung freier Essigsäure, wofür man dann letztere als solche nicht zusetzt. Hierauf gibt man zur konzentrierten Ferrilösung die anderthalbfache bis doppelte Menge des theoretisch erforderlichen Natriumazetates zu. Letzteres hatte man in Wasser gelöst und die Lösung, wenn nötig, schwach mit Essigsäure angesäuert. Nun verdünnt man, bei 0,2g Eisen auf 400–500cc, erhitzt unter Umrühren allmählich auf 60–70°, bei welcher Temperatur sich der Niederschlag abscheidet, lässt absitzen, dekantiert, bringt den Niederschlag auf's Filter und wäscht mit heissem Wasser aus.Aus dem chem. Labor. d. kgl. Bergakademie Freiberg Sa.     

Quantitative Analyse von Zeolithen mit Hilfe der R?ntgenphotoelektronenspektroskopie

Zusammenfassung Die Oberflächenzusammensetzung von Zeolithen des Typs A, die mit verschiedenen Mengen Eisen ausgetauscht worden waren, wurde mit der Röntgenphotoelektronenspektroskopie (ESCA) untersucht. Die Eisenkonzentrationen an der Oberfläche und in der Gesamtprobe unterscheiden sich beträchtlich. In der Oberflächenschicht wird das Aluminium des Gitternetzwerks nicht durch das Eisen ausgetauscht. Die Oxidationsstufe des Eisens ist +3.Der Fa. Degussa, Wolfgang, danken wir für die Unterstützung dieser Arbeit.     

Die spektrophotometrische Bestimmung von kleinen Mengen Blei in Aluminium- und Kupferlegierungen, Eisen und Stahl und anderen Materialien

Zusammenfassung Es werden einige weitere Anwendungen der von edivec und Vaák beschriebenen und von Ginsberg für die Bleibestimmung in Aluminium empfohlenen Analysenmethode angegeben. Aus einer cyanid-, tartrat- und citrathaltigen Lösung wird das Blei als farbloser Blei-Diäthyldithiocarbaminatkomplex ausgezogen und mit Kupfersulfatlösung zum braunen Kupfer-DDC-Komplex umgesetzt. Die Methode ist auf Kupfer- und Aluminiumlegierungen (0,001–2% enthaltend) und auf Eisen und Stahl (0,01–2%), wenigstens für die heutzutage darin anwesenden Bleimengen, und auf Aschen und Destruktionsrückstände anwendbar.Die Abtrennung von Wismut mittels Diäthylammonium-diäthyldithiocarbaminat wird beschrieben.