Determination of toxic elements by cathodic-stripping-voltammetry

Summary The DPCSV determination of arsenic, selenium and tellurium in the sub-ng/ml range is discussed. After electrolytic deposition of the elements as intermetallic compounds with copper on the electrode surface, the determination is carried out by cathodic stripping. The simultaneous determination of selenium and tellurium or of selenium and arsenic is possible. Problems which occur in the application of these methods are discussed.

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Bestimmung toxischer Elemente durch CSV

Zusammenfassung Es werden Verfahren zur Bestimmung von Arsen, Selen und Tellur im sub-ppb-Bereich durch DPCSV beschrieben. Nach elektrolytischer Anreicherung der Elemente als intermetallische Verbindungen mit Kupfer auf der Elektrodenoberfläche erfolgt die Bestimmung auf der Grundlage der kathodischen Auflösung. Sowohl für Selen und Tellur als auch für Selen und Arsen ist die simultane Bestimmung möglich. Probleme bei der Anwendung dieser Bestimmungsverfahren werden diskutiert.

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Presented at the 8th International Microchemical Symposium, Graz, August 25–30, 1980.     

Adsorptionspolarisierte Elektroden zur Endpunktsindikation bei der potentiometrischen Titration

Zusammenfassung Ein potentiometrisches Verfahren zur getrennten Bestimmung von Selen(IV) und Tellur(IV) nebeneinander im Mikrogrammbereich wird beschrieben. Grundlage ist die Reaktion von Selen(IV) und Tellur(IV) mit Kaliumjodid. Das freigesetzte Jod im Falle des Selens(IV) bzw. der Jodokomplex des Tellurs(IV) werden mit Thiosulfat reduziert. Die Potentialänderung zwischen einer glatten und einer adsorptionspolarisierten Platinelektrode (APE) wird verfolgt. Es werden aufeinanderfolgende, bezogen auf die APE, positive Stufen erhalten. Im Bereich von 1–20 ppm erhält man relative Standardabweichungen für Selen und Tellur um =1% (n= 7–9). Die Anwendung auf die Untersuchung von Erzkonzentraten wurde erprobt.

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Adsorption-polarised electrodes for endpoint indication in potentiometric titration

Summary A potentiometrically indicated titration for the simultaneous determination of microgram amounts of selenium(IV) and tellurium(IV) is presented, based on the reaction with potassium iodide. The iodine liberated or the complex tellurium iodide ions, respectively, are reduced by thiosulphate. The potential difference between two platinum electrodes, one undisturbed and the other platinated, is recorded. The individual endpoints are indicated by two positive potential steps, referred to the APE. The relative standard deviations for 1–20 ppm of selenium(IV) and tellurium(IV) amount to = 1% (n=7–9). The method has been tested with ore concentrates.

Wir danken dem Minister für Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen, Landesamt für Forschung, sowie dem Verband der Chemischen Industrie, Fonds der Chemie, für Sachbeihilfen.     

Determination of selenium and tellurium in organic compounds and organic materials — A review

Summary A review is given of methods available for determination of selenium and tellurium in organic compounds and organic materials. The various techniques for decomposition (wet digestion, combustion and bomb fusion) are covered, and the investigational work on decomposition methods is mentioned. The various types of reactions which have been used as methods of finish are also discussed. Methods which involve only physical measurements are not included.

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Zusammenfassung Eine Übersicht über verfügbare Methoden zur Bestimmung von Selen und Tellur in organischen Verbindungen und Materialien wurde gegeben. Die verschiedenen Verfahren zur Zerstörung (nasse Veraschung, Verbrennung und Bombenaufschluß) wurden berücksichtigt und die über Zerstörungsmethoden vorliegenden Publikationen angeführt. Die für die Endbestimmung verwendeten Reaktionstypen wurden erörtert. Physikalische Meßmethoden wurden nicht eingeschlossen.

     

Bestimmung von Tellur in Mikrogrammengen mit Hilfe der Simultankomparationsmethode

Zusammenfassung Ein Verfahren zur Bestimmung von Tellurspuren mit Hilfe der Simultankomparationsmethode wurde ausgearbeitet, das auf der Bichromat-Ferriin-Reaktion beruht. Ferriin wird von Tellur(IV) reduziert; dieser Prozeß wird von Bichromat induziert. Bei diesem Verfahren werden die Tellurspuren durch Natriumhypophosphitreduktion mit Arsen oder Selen als Träger abgeschieden, der Metallniederschlag wird mit Salpetersäure zu Tellur(IV) oxydiert, die zu untersuchenden Proben und die Standardreihe gleichzeitig gestartet und verglichen. Mit dieser Methode kann Tellur auch in Mikrogrammengen mit einem Fehler von weniger als ±10% bestimmt werden. Störend wirken nur die Pt-Metalle und Au(III).

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Determination of tellurium in microgram amounts with the aid of the simultaneous comparation method

Summary A procedure has been worked out for the determination of traces of tellurium with the aid of the simultaneous comparation method, and based on the bichromate-ferriin reaction. Ferriin is reduced by tellurium(IV); this process is induced by bichromate. In this procedure the traces of tellurium are precipitated by means of sodium hypophosphite-reduction with arsenic or selenium as carriers. The metal precipitate is oxidized to tellurium(IV) with nitric acid; the samples under investigation and the standard series are started at the same time and compared. By means of this method it is possible to determine tellurium, even in microgram amounts, with an error of less than ± 10%. Only the platinum metals and gold(III) interfere.

     

Spektral- und flammenphotometrische Analyse von Selen

Zusammenfassung Die Abtrennung der Makrokomponente Selen über den Kationenaustauscher und das Eluieren der vom Austauscher festgehaltenen Spuren wird beschrieben. Die Abtrennung gelingt auch durch Abrauchen als SeBr₄. Dadurch werden die spektral- und flammenphotometrischen Methoden zur Bestimmung von Verunreinuigungen im Selen wesentlich vereinfacht und können empfindlicher gestaltet werden. Es kann nämlich von einer belebig großen Einwaage ausgegangen werden.Schwierigkeiten, die bei spurenanalytischen Untersuchungen im Selen auftreten, können so leicht umgangen werden. Man denke dabei z. B. an die Tellur- oder Quecksilberbestimmung im Selen.Bei der flammenphotometrischen Bestimmung der Erdalkalien und Alkalien sowie von Gallium bewährt sich besonders das Abrauchen als SeBr₄. Außerdem wird eine flammenphotometrische, indirekte Chlorbestimmung beschrieben, die es gestattet, Chlorid im Selen im ppm-Bereich schnell und genau zu bestimmen.

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Summary Separation methods of the macro-component selenium via a cation-exchanger and eluation of traces retained by the exchanger, are described. The separation can be performed also by fuming selenium as SeBr₄. The spectrophotometric and flame-photometric methods for determination of impurities in selenium can be simplified and made more sensitive by this procedure.Difficulties formerly arising in the application of trace analysis methods to selenium can easily be avoided (e.g., the determination of tellurium and mercury).In the flame-photometric determination of alkalis, alkaline earths and gallium the advantage of the separation of selenium as SeBr₄ is emphasized. Moreover, a flame-photometric indirect method is described for a rapid and accurate determination of chlorine in selenium within the ppm-region.

     

Trennung von Selen und Tellur mit Hilfe von Bismuthiol II

Zusammenfassung Tellur(IV) läßt sich von Selen(IV) durch Ausschütteln der Bismuthiol II-Verbindung mit Chloroform trennen. Der pH-Wert der Ausgangslösung muß zwischen pH 4,5 und 4,7 liegen, die Reagenszugabe darf erst nach der pH-Einstellung erfolgen.

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Separation of selenium and tellurium by means of Bismuthiol II

Tellurium(IV) can be separated from selenium(IV) by extracting the Bismuthiol II complex with chloroform at pH 4.5–4.7 of the aqueous solution. The addition of the organic reagent must be made after adjusting the pH.

     

Flame atomic-absorption determination of traces in pure and technical grade selenium

Summary The solubility of selenium dioxide in n-butanol (151 g of SeO₂ in 100 g of n-butanol at 20°C) was used for the extraction separation of large amounts of selenium from accompanying elements. The effect of selenium dioxide on the flame atomic absorption (FAAS) determination of tellurium, antimony, iron, lead, copper, bismuth, silver, nickel, cadmium, manganese, zinc, calcium and magnesium was studied.As a result of the studies a direct method and an extraction method for the FAAS determination of metal traces in technical grade and pure selenium were developed. The limits of determination were calculated. The consistence of both methods was proved by comparing the values of the difference between the trace concentrations (twice as high as the limits of determination) determined by means of the calibration curve and the standard addition.

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Flammen-Atomabsorptionsbestimmung von Spurengehalten in reinem und technischem Selen

Zusammenfassung Aufgrund der Löslichkeit des SeO₂ in n-Butanol (151 g SeO₂ in 100 g n-Butanol bei 20° C) wurde ein Verfahren zur Extraktionstrennung großer Mengen Selen von Begleitelementen entwickelt. Der Einfluß des SeO₂ auf die Flammen-Atomabsorptionsbestimmung von Tellur, Antimon, Eisen, Blei, Kupfer, Bismut, Silber, Nickel, Cadmium, Mangan, Zink, Calcium und Magnesium wurde untersucht.Als Ergebnis wurde ein Direktverfahren und ein Extraktionsverfahren zur Flammen-Atomabsorptionsbestimmung von Spuren in reinem und technischem Selen berechnet. Die Bestimmungsgrenzen wurden berechnet. Die Anwendbarkeit der Verfahren wurde getestet durch die Bestimmung der Differenz zwischen den Spurenkonzentrationen (doppelt so hoch wie die Bestimmungsgrenzen), die mit Hilfe der Standardaddition bzw. der Kalibrationskurve erhalten wurden.

     

Chemisches Verhalten und Bestimmung kleiner Tellur-Mengen

Zusammenfassung 1. Beim Lösen und Aufschließen sind im allgemeinen keine Verluste an Tellur zu befürchten; allerdings sollen Schmelzaufschlüsse nicht in Metalltiegeln durchgeführt werden, da ein Teil des Tellurs im Tiegel zurückgehalten werden kann.Nur beim trockenen Veraschen an der Luft und beim Abrauchen von Ammoniumsalzen treten hohe Verluste auf. 2. Die Abtrennung von Tellurspuren durch Fällen mit H₃PO₂-Lösung ist nicht ganz vollständig; bei Konzentrationen unter etwa 1 g Te/ml sind die Verluste nicht mehr zu vernachlässigen.Zum Anreichern durch Mitfällung sind vor allem Eisen(III)-hydroxid, elementares Arsen und Selen zu empfehlen.Tellur (IV) kann mit zahlreichen Reagentien und organischen Lösungsmitteln aus wäßrigen Lösungen ausgeschüttelt werden. Die Verteilungskoeffizienten nehmen jedoch in der Regel bei sehr kleinen Tellur-Konzentrationen ab. Besonders günstig sind Systeme mit Jodid- und Tetraphenylphosphoniumzugaben.Versuche mit Ionenaustauschern verliefen bei sehr kleinen Tellur-Konzentrationen sämtlich unbefriedigend; entweder war die Abtrennung aus Lösungen oder die Elution von der Säule unvollständig. 3. Die photometrischen Bestimmungsmethoden sind z.T. empfindlich, aber ziemlich störanfällig.Die polarographische Bestimmung kann in verschiedenen Grundlösungen durchgeführt werden; mit dem klassischen Polarographen werden im allgemeinen Empfindlichkeiten von etwa 1 g Te(IV)/ml erreicht, mit moderneren Geräten sollten wesentlich empfindlichere Bestimmungen möglich sein.Die Bestimmung durch Atomabsorption ist etwas weniger empfindlich, aber sehr selektiv und wenig gestört.Als zur Zeit empfindlichste Bestimmungsmethode ist die Aktivierungsanalyse anzusehen; etwas unempfindlicher ist die spektrographische Methode. Die Flammenphotometrie sei nur erwähnt [25].

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Chemical behaviour and determination of small amounts of tellurium

1. Normally, there will be no losses of tellurium during dissolution and decomposition steps. Decompositions should not be performed in metallic crucibles, as tellurium will be retained partly within the crucible. Dry ashing in air and sublimation of ammonium salts cause severe losses of tellurium. 2.Separation of tellurium by precipitation with H₃PO₂ solution is not quantitative; losses cannot be neglected at concentrations <1 g Te/ml.Enrichment of tellurium by coprecipitation can be obtained preferably with iron hydroxide, elemental arsenium, and selenium.Tellurium(IV) can be extracted from aqueous solutions by many different organic solvents, but distribution coefficients decrease with decreasing tellurium concentration. Systems containing iodide and tetraphenylphosphonium ions are preferable.No separation using ion-exchangers have been found satisfactory at low tellurium concentrations. Either separation from solution or elution from the exchanger were not quantitative. 3.Several photometric determination methods are sensitive, but rather strongly influenced by interferences. Polarographic determination can be performed in different basic solutions. Classical polarography gives sensitivities of ca. 1 g Te(IV)/ml, but modern equipment should enable the determination of much lower concentrations.Atomic absorption is not so sensitive, but very selective and free from interferences.At present, the most sensitive determination of tellurium is by neutron activation; optical spectrography is less sensitive. Flame photometry shall be mentioned only [25].

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Diss. Mainz 1967 und Diplomarbeit Mainz 1965.