Fundamental studies on plasma-jet spectrometry

Summary A plasma-jet generator as a new light source was described and various studies were carried out to obtain the optimum working conditions for emission spectrometry. The variation of spectral line intensity and the distribution of temperature in the plasma flame were examined.The background intensity was reduced and the sensitivity of the measurement increased by use of a mixture of argon and helium as tangential gas. It became possible to carry out the determination of aluminium, which was rather difficult by flame spectrometry and atomic-absorption spectrometry with the usual combustion flame because a stable oxide was formed in the flame.In addition, the detection limit was calculated and calibration curves were obtained with good linearity. Effects of acids and organic solvents were investigated, too.

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Zusammenfassung Im Rahmen allgemeiner Untersuchungen über die Emissionsspektrometrie mit Hilfe des Plasma-Jet wurden ein Generator beschrieben und die optimalen Arbeitsbedingungen festgelegt. Die Veränderlichkeit der Linienintensität und die Temperaturverteilung in der Plasmaflamme wurden geprüft. Als Tangentialgas wurde ein Argon-Helium-Gemisch verwendet, wodurch die Untergrundintensität reduziert und somit die Empfindlichkeit der Messung erhöht wurde. Es wurde so möglich, die Bestimmung von Aluminium durchzuführen, die mit den üblichen Verbrennungsflammen nicht ausführbar ist, da in dieser ein stabiles Oxid gebildet wird. Außerdem wurden für eine Anzahl von Elementen die Nachweisgrenzen berechnet und Eichkurven (mit guter Linearität) aufgestellt. Schließlich wurde der Einfluß von Säuren und organischen Lösungsmitteln untersucht.

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Dedicated to Prof. Dr. H.Kaiser on his 60th birthday.     

Berechnung von Titrationskurven

Zusammenfassung Es wird eine Möglichkeit angegeben, die Titrationskurven für die Titration starker Säuren mit starken Basen mit Hilfe eines Digitalrechners zu berechnen. Es werden die Volumenänderung während der Titration, der mittlere und spezifische Aktivitätskoeffizient sowie Alkalifehler, Elektrodensteilheit und Elektrodennullpunkt berücksichtigt. Je nach Größe des Wertes für die Wasserstoffionenkonzentration werden verschiedene Rechenwege beschritten, um die endliche Maschinengenauigkeit des Rechners zu umgehen. Es werden ebenso die 1. und 2. Ableitung der Titrationskurven formelmäßig beschrieben. Eine Algol-Prozedur gestattet es, die gewünschten Werte der Titrationskurve als direkt von der Titrationsmittelzugabe abhängige Größen abzurufen.

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Computation of titration curvesTitration of strong acids with strong bases

The computation of the neutralization curves of strong acids with strong bases in aqueous solutions is carried out with respect to change of volume and mean or individual activity coefficient during titration. The electrode function and alkaline error of the glass electrode have been taken into consideration. The limiting precision of modern computers cause two sets of equations in relationship to the value of hydrogen-ion concentration. An Algol-procedure is described for the computation of neutralization curves and their first and second differentiations explicit to the added volume of titrant.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft danke ich für die großzügige Unterstützung der Arbeit durch Sachbeihilfen und für die kostenlose Benutzung der TR4 der Zentralen Rechenanlage der Philipps Universität Marburg.     

Molekularer Zustand und Analytik des Systems Triphenylzinnhydroxid/Bis-triphenylzinn-oxid

Zusammenfassung Triphenylzinnhydroxid und Bis-triphenylzinn-oxid können durch IR-Analyse nebeneinander bestimmt werden, jedoch nur in fester Phase (Nujol-Aufschlämmung). Es wurde gezeigt und durch Deuterierung nach-gewiesen, daß Triphenylzinnhydroxid bei 896 cm^–1 eine für die Hydroxid-gruppe charakteristische Absorptionsbande hat, die von einer Bande bei 3606 cm^–1 begleitet wird. Die deuterierte Verbindung absorbiert ent-sprechend bei 662 und 2664 cm^–1. Eichkurven zur quantitativen Bestim-mung der Komponenten werden angegeben. Löst man die Komponenten oder ihre Mischungen z.B. in Schwefelkohlenstoff, so resultieren stets gleiche Spektren, die die Identität der Lösungen beweisen und zeigen, daß in Lösung nicht mehr das Hydroxid, sondern mit größter Wahrschein-lichkeit das Bis-triphenylzinn-oxid vorliegt. Das Verhalten bei der Mole-kulargewichtsbestimmung und bei der acidimetrischen Titration in nicht-wäßrigen Lösungsmitteln wird kurz beschrieben und diskutiert.Veröffentlicht anläßlich des 100 jährigen Jubiläums der Farbwerke HoechstWir danken Herrn Ing. Reineke (Werk Gendorf) für die Bereitstellung von Präparaten und Herrn Dr. Scherer (Chemische Verfahrenstechnik) für wertvolle Hinweise bei der Diskussion der Spektren.     

Die gleichzeitige polarographische Bestimmung von Kupfer, Cadmium, Nickel und Zink in Lagermetallen

Zusammenfassung Es wird eine Arbeitsvorschrift zur gleichzeitigen polarographischen Bestimmung von Kupfer, Cadmium, Nickel und Zink in Lagermetallen und ähnlichen Legierungen mitgeteilt. Die quantitative Bestimmung erfolgt durch Eichzusätze.Ein Elektrolysengefäß, das sich bei der betriebsmäßigen Analyse bewährt hat, wird beschrieben.An Hand von Versuchen wird dargelegt, warum auf die Anwendung von Eichkurven verzichtet werden muß.Es ist mir eine angenehme Pflicht, dem Leiter der Forschungslaboratorien der Th. Goldschmidt A.-G., Herrn Prof. Dr.Stamm, für seine unermüdliche Unterstützung und dem Vorstand der Th. Goldschmidt A.-G. für die freundlich gewährte Genehmigung zur Veröffentlichung der Arbeit herzlich zu danken.     

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     

Auswahl optimaler Me?wellenl?ngen bei der spektroskopischen Mehrkomponenten-Analyse

Zusammenfassung In der vorliegenden Arbeit werden verschiedene Verfahren zur Auswahl optimaler Wellenlängen bei der spektroskopischen Mehrkomponenten-Analyse diskutiert. Üblicherweise werden die Absorptionsmaxima herangezogen. Nach Kaiser läßt sich für jede Wellenlänge die Selektivität gegenüber den verschiedenen Substanzen berechnen. Für die Auswertung wird der Satz von Wellenlängen herangezogen, der insgesamt die höchsten Selektivitäten aufweist. Zumindest für den Fall der Zweikomponentenanalyse läßt sich das Selektivitätsprodukt heranziehen. Wesentliche Vorteile bieten Verfahren, die alle Elemente der Absorptionskoeffizienten-Matrix berücksichtigen. Die Forderung nach der größten Determinante ist ein in der Literatur beschriebenes, aber nicht allgemein anwendbares Kriterium. Aus den mathematischen Gegebenheiten der Matrix-Operationen läßt sich zeigen, daß die Konditionszahl einer Matrix die besten Ergebnisse bezüglich der Meßstellenwahl ergeben muß. Zwei Beispiele vergleichen die angegebenen und diskutierten Auswahlprinzipien.

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Optimization of wavelengths in spectrophotometric multicomponent analyses1. Determined set of equations

Summary Several types of optimization of wavelengths in multicomponent analyses are discussed. Usually the wavelengths of absorbance maxima are used. According to Kaiser the selectivity of any wavelength may be calculated and a set of wavelengths with highest selectivities is used in evaluation. In the case of two components the product of selectivities is introduced. Using all elements of the absorptivity-matrix in literature the determinant is described as criterion for selecting optimal wavelengths. From matrix operations it is shown, that the best results will be obtained if the condition of the matrix is used for optimization. Two examples are given to compare the results of optimization.

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Der Deutschen Forschungsgemeinschaft und dem Bundesminister für Jugend, Familie und Gesundheit danken wir für die großzügige Unterstützung dieser Arbeiten durch Sach- und Personalmittel.     

Volumetrische Bestimmung von Beryllium und freier S?ure nebeneinander

Zusammenfassung Bei der spektralanalytischen Untersuchung von Roh- und Gußeisen hat sich eine Klappkokille aus Stahl bewährt, mit der eine scheibenförmige Probe mit quaderförmigen Fortsätzen hergestellt werden kann. Die zentrale Scheibe dient als Fänger für zuerst erstarrtes Metall und Schlacke und wird verworfen. Durch aufsteigendes Gießen sind die für die Spektralanalyse benutzten Quader sehr homogen. Das Zerspringen der Probe wird durch Anwärmen der Kokille vermieden.

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Summary For spectrochemical analysis of pig and cast iron a two-piece steel mould which allows the production of a disc-shaped sample with rectangular-shaped extensions has proved to be useful. The central disc serves as a receiver for the initially solidifying metal and slag and is discarded. The extensions used for spectrochemical analysis are very homogeneous as a result of the bottom-pouring technique. Cracking of the sample is prevented by preheating the mould.

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Herrn L. Krämer danke ich für die sorgfältige Ausführung der Versuche.     

High-pressure high-temperature cell for potentiometric measurement in aqueous electrolyte solutions

Summary A high-pressure high-temperature cell employing hydrogen electrodes has been developed for measuring the electrochemical potential in electrolyte systems at pressures up to 1 kbar (gas pressure) and temperatures up to 250° C. A special construction of the electrical lead-through assembly solved the problems of short-circuits or erratic potentials and currents due to electrical contact between electrodes and autoclave walls, caused by condensed steam and conducting vapour.

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Zelle für potentiometrische Messungen in wäßrigen Elektrolytlösungen bei hohem Druck und hoher Temperatur

Zusammenfassung Es wird eine Zelle beschrieben, die für potentiometrische Messungen in wäßrigen Elektrolytlösungen bei Drücken bis l kbar (Gasdruck) und Temperaturen bis 250°C entwickelt wurde. Kurzschlüsse und Kriechströme, die durch die elektrische Leitung (über die Dampfphase) zwischen den Elektroden und den Autoklaven wänden entstehen, wurden mit Hilfe einer speziellen Konstruktion der Elektrodendurchführung beseitigt.

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Application filed with German Patent Office on Nov. 19th, 1982