Storage, retrieval and analysis of infrared spectra

Summary A system for computer-aided storage, retrieval and analysis of fully digitized IR spectra is presented. The on-line spectra acquisition and the procedures of data reduction are described. The additional storage of the chemical structure and the corresponding substructure codes allows a direct evaluation of structural features on the basis of the identity of spectral behaviour. The analysis of the substructure codes is used to optimize the parameters of the matching factor. In several examples the applications of the system with respect to identification, structure and substructure elucidation as well as the different output possibilities are demonstrated.

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Speicherung, Wiederauffindung und Analyse von Infrarotspektren

Zusammenfassung Ein rechnerunterstütztes IR-Spektren-Suchsystem mit vollständig digitalisierten IR-Spektren wird vorgestellt. Die on-line Datenerfassung, die Übertragung der Spektren zum Großrechner und die verschiedenen Möglichkeiten der Datenreduktion für die weitere Verarbeitung werden beschrieben. Die zusätzliche Speicherung der chemischen Struktur sowie der entsprechenden Teilstrukturcodierungen ermöglicht eine direkte Ermittlung von strukturellen Eigenschaften aufgrund spektroskopischer Übereinstimmung. Die Auswertung der Häufigkeit der relevanten Teilstrukturen im Anschluß an einen Spektrensuchlauf mit bekannten Substanzen wird zur Optimierung der Parameter des Vergleichsfaktors benutzt. In verschiedenen Beispielen werden die Ergebnisse bei der Spektrenidentifizierung, der Struktur- und der Teilstrukturermittlung sowie die verschiedenen Möglichkeiten bei der Darstellung der Suchergebnisse aufgezeigt.

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Dedicated to Prof. Dr. Otto Westphal on occasion of his 70th birthday     

Eine neue photometrische Palladium-Bestimmung mit Dimethylglyoxim

Zusammenfassung Palladiumdimethylglyoxim ist zum Unterschied von den entsprechenden Verbindungen des Goldes und Platins in Chloroform löslich und kann somit aus der wäßrigen sauren Phase mit Chloroform ausgeschüttelt werden. Das Palladium wurde in wäßrigen Lösungen, die Konzentrationen von 11–63 g Palladium/ml aufwiesen mit methylalkoholischer Dimethylglyoximlösung gefällt und anschließend mit Chloroform extrahiert. Es genügt eine einmalige Extraktion mit einer Schüttelzeit von 60 sec. Die so erhaltene Palladiumdimethylglyoxim-Chloroformlösung kann einer photometrischen Messung beim Absorptionsnebenmaximum der Durchlässigkeitskurve im Bereich der Quecksilberliniengruppe bei 366 m unterworfen werden. Es wurde mit Hilfe des Elko II in Verbindung mit einem Quecksilberbrenner, des Filters S 38 E und des UV-Kondensors II in dichtschließenden Spezialküvetten gezeigt, daß photometrische Bestimmungen mindestens für Palladiummengen von 120 bis 1330 g Pd entsprechend einer Konzentration von, 4–43 g Palladium je ml Chloroform möglich sind und daß das Lambertsche Gesetz erfüllt ist. Der Grund für kleine Abweichungen von dem Gesetz wird diskutiert. Die Wahl der photometrischen Meßbedingungen erfolgte auf Grund der aufgenommenen Durchlässigkeitskurven für Palladiumdimethylglyoximund Dimethylglyoxim-Chloroformlösungen. Da bei dem beschriebenen Bestimmungsverfahren 30 ml Chloroform zur Anwendung kommen, darf man erwarten, daß bei einer Reduzierung der Chloroformmenge auf 4 ml noch 16–160 g Palladium sicher und genau bestimmt werden können.Der Verfasser dankt Herrn Kurt Diener für die Hilfe und das Interesse bei der Versuchsausführung, ferner der Fürstlich Hohenzollernschen Hüttenverwaltung für die Erlaubnis, die Ergebnisse bekanntgeben zu dürfen.     

Gradient- und Transfer-Techniken in der Chromatographie

Zusammenfassung In einer Übersicht werden die Gradient-Techniken in der Chromatographie unter allgemeinen Gesichtspunkten besprochen. Gradient-Verfahren kann man in der stationären und der mobilen Phase sowie in den Milieubedingungen einführen. Neuartige Möglichkeiten ergibt eine Chromatographie quer zum eigentlichen Verlauf des Gradients. Dieses Verfahren wurde erstmals für die DC ausgearbeitet.Zur sicheren Identifizierung der getrennten Substanzen ist die Kombination mit geeigneten physikalischen, chemischen und biologischen Verfahren wichtig. Erprobte Möglichkeiten der direkten Kopplung und des mechanischen Transfers kleinster Mengen werden an Beispielen geschildert.

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Summary Gradient techniques in chromatography are reviewed in general. Gradients can be introduced in the properties of the stationary and/or mobile phases and in the other conditions (e.g. temperature or flow rate programming). A chromatography which traverses the gradient direction yields new possibilities. This procedure has been worked out for TLC for the first time.Combination with suitable physical, chemical and biological procedures is important for accurate identification of the separated substances. Tested possibilities of direct coupling and of mechanical transfer of very small amounts are illustrated by examples.

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Mein Dank gilt allen Institutionen und Firmen, aber insbesondere den Mitarbeitern, die mir nei der Verwirklichung meiner Forchungsvorhaben tatkräftig geholfen haben.

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Festvortrag anläßlich der Verleihung des Fresenius-Preises am 14. 4. 1966 in Lindau; zugleich XVI. Mitt. Dünnschicht-Chromatographie.     

Anwendungen der Pulse-Polarographie in der organischen Analyse

Zusammenfassung Am Beispiel der aromatischen Nitroverbindungen werden die Anwendungsmöglichkeiten der Pulse-Polarographie in der organischen Analyse untersucht, nachdem sich diese hochentwickelte polarographische Methode wegen ihrer großen Empfindlichkeit, Selektivität und Präzision bei Mikro- und Spurenbestimmungen anorganischer Substanzen bereits besonders bewährte. Es werden die Grenzkonzentrationen, bei denen eine Bestimmung noch mit etwa 50% Sicherheit möglich ist, und die Reproduzierbarkeit der Polarogramme für verschiedene Konzentrationen angegeben. Für die analytische Praxis erweist sich die Aufnahme derivativer Pulse-Polarogramme als besonders geeignet. Die untersuchten Substanzen umfassen Nitrobenzol, die isomeren Nitraniline, Nitrophenole, Dinitrobenzole und Dinitrophenole sowie Pikrinsäure und konjugierte Enamine, die aromatische Nitrokörper enthalten. Bei Wahl günstiger Versuchsbedingungen erreicht man für viele der genannten Stoffe eine Erfassungsgrenze von 5 · 10^–4g/ml. Außerdem werden Angaben über das Trennvermögen und tolerierbare Überschußverhältnisse bei der Simultanbestimmung verschiedener Nitroverbindungen gemacht.

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Summary As an example for the application of pulse polarography in organic analysis the determination of aromatic nitro compounds is studied, as pulse polarography has already shown to be a very powerful method for inorganic microand trace determinations due to its high sensitivity, selectivity and precision. The limiting concentrations for which a determination is possible with a certainty of about 50% are listed as well as the reproducibility of the polarograms at various concentration levels. For analytical purposes the recording of derivative pulse polarograms is suggested definitely as preferable. The series of studied substances embraces nitrobenzene, the isomeric nitroanilines, nitrophenols, dinitrobenzenes, dinitrophenols and picric acid and also several conjugated enamines containing an aromatic nitro derivate. Selecting favourable experimental conditions the detection limit may go down to 5×10^–4 ppm for many of the compounds mentioned. Also the resolution and the tolerable excess ratios for the simultaneous determination of various nitro compounds have been studied.

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Akademiemitglied Professor A. N. Frumkin, Institut für Elektrochemie, Akademie der Wissenschaften, Moskau, UdSSR, zum 70. Geburtstag gewidmet.

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Vorgetragen von G. Wolff.

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Herrn W. Reichert danken wir für seine große Hilfe bei der Aufnahme und Auswertung der Polarogramme von mehr als 300 Lösungen.     

Analyse gesundheitssch?dlicher L?semittel in technischen Gemischen

Zusammenfassung Es wird zusammenfassend über Erfahrungen berichtet, die während eines längeren Zeitraumes auf dem Gebiete der Lösemittelanalyse mit physikalischen Methoden gewonnen worden sind. An Beispielen wird auf die Vorbereitung des Analysengutes und auf die Behebung von Schwierigkeiten eingegangen, die durch Überlagerungen der charakteristischen Absorptionen bzw. Peaks, durch Beeinflussung der Halbwertsbreiten und Verschiebung der Absorptionsfrequenzen durch die Lösungspartner entstehen. Besonders wird die Frequenzerhöhung der -CH-Schwingungen von Aromaten und Olefinen in einigen Lösungsmitteln untersucht und mit einer solvatisierenden Donator-Akzeptorwechselwirkung des Lösungsmittels mit -Elektronen in Verbindung gebracht. Die Extinktionskoeffizienten von zwanzig analytischen Banden werden in Abhängigkeit von der Extinktion und vom nominellen Auflösungsvermögen des Spektrometers mitgeteilt. Für die Sicherheit und Schnelligkeit des quantitativen Auswertens von Gaschromatogrammen ist es von Bedeutung, daß allgemeine Gesetzmäßigkeiten für die Abhängigkeit der Eichgrößen von dem Charakter der Substanz aufgezeigt werden können. Es werden Empfindlichkeitsfaktoren für die Flächennormierung aus kinetischen Daten errechnet und eine Erklärung für den Zusammenhang zwischen integrierter Meßgröße und den Konzentrationsmaßen (Gewichtsbzw. Mol-%) gegeben.Das Ergebnis der Analyse von zwölf Testgemischen wird mitgeteilt.Herrn Professor Dr. phil. Dr. rer. nat. e. h. Karl Ziegler zum 60. Geburtstag gewidmet.Erweiterter Vortrag anläßlich der Arbeitstagung.Bei der spektroskopischen Eichung und der Ausführung von Infrarotanalysen erfreute ich mich in den ersten Jahren der Unterstützung durch meine Frau Annelise und durch Frau Brigitte Langenfurth.Danken möchte ich vor allem Frl. H. Finger, die sich, obwohl frisch von der Schule kommend, mit den Testanalysen in ein schwieriges Gebiet der IR-Analyse schnell eingearbeitet hat.Dank gilt ferner Herrn G. Schroth, der mir wertvolle Hilfe leistete bei der Korrelierung der Analysenergebnisse und Herrn H. Hick für die Hilfe beim Bau elektronischer Meßgeräte.     

Zur naßchemischen Bestimmung von Bor und Niob im Stahl

Zusammenfassung Spektralphotometrische Bestimmungen von Bor und Niob im Stahl wurden beschrieben. Bor wird mit Fluorwasserstoffsäure und Nilblau A in einen Komplex übergeführt und gemessen. Eine Abtrennung des Bors ist nicht erforderlich. Die im Stahl üblicherweise enthaltenen Legierungs-elemente mit Ausnahme von Tantal stören nicht. Niob wird nach der Eisenextraktion mit Methyläthylketon mit PAR bestimmt. Störende Fremdionen werden mit ÄDTA und Pyridin maskiert. Die Abhängigkeit der Extinktion von den Maskierungsmitteln wurde untersucht. Verschiedene Aufschlußmöglichkeiten der Probe wurden diskutiert.

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On the wet-chemical determination of boron and niobium in steel

Summary The spectrophotochemical determination of boron and niobium in steel is described. Boron is converted, by means of hydrofluoric acid and Nile blue A, into a complex and measured. The alloying elements ordinarily found in steel do not interfere, with the exception of tantalum. Niobium, following the extraction of iron with methylethylketone, is determined by means of PAR. Interfering foreign ions are masked by means of EDTA and pyridine. The dependence of the extinction on the masking agents was investigated. Various opening up possibilies are discussed.

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Für die Unterstützung dieser Arbeit danken wir der Vereinigten Österreichischen Eisen- und Stahlwerke AG., Linz.     

Eine neue Arbeitsweise in der Ionenaustauschchromatographie

Zusammenfassung Es wurde über die Herstellung und Anwendung von Ionenaustauschercapillaren in der anorganischen Analyse berichtet, die besonders zur Trennung kleiner Mengen in Verbindung mit großem Auflösungsvermögen geeignet sind. Zukünftige Untersuchungen mit anderen Ionenaustauschern und mit anderen Säulendimensionen sollen die Anwendungsmöglichkeiten dieser Capillaren erweitern.

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Summary The paper covers the preparation and application of ion-exchanger capillaries for inorganic analysis. The new method is particularly suitable for a separation with high resolution of smallest substance quantities.

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Für die sorgfältige Ausführung der Messungen danken wir Fräulein G. Lebrecht.     

Analytische Anwendung der Fluorescenzspektroskopie

Zusammenfassung Am Termschema einer organischen Molekel werden die optischen und die mit ihnen konkurrierenden strahlungslosen Übergänge erläutert. Dann werden die wichtigsten Meßanordnungen für die Fluorescenz und die Triplett-Singulett-Phosphorescenz von Lösungen skizziert und im Zusammenhang damit die möglichen systematischen Fehler kurz diskutiert. Einige Beispiele aus verschiedenen Arbeitsbereichen der analytischen Chemie werden gegeben. Die Messung des Polarisationsgrades von Fluorescenz und Phosphorescenz in Abhängigkeit von der Wellenlänge liefert, je nach Art der Anregung und Beobachtung, vier verschiedene charakteristische Polarisationsgradspektren, deren Nutzen für die Strukturforschung und für analytische Zwecke untersucht und durch Beispiele belegt wird. An Literatur werden hauptsächlich zusammenfassende Artikel und Monographien zitiert.Der Verfasser dankt Herrn Prof. Dr. G. Scheibe sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft für ihre Unterstützung bei diesen Untersuchungen.     

Neue Ergebnisse zur Bestimmung der Zusammensetzung extrahierter anorganischer Verbindungen

Zusammenfassung Die bekannten Methoden zur Bestimmung der Zusammensetzung von Verbindungen in wäßriger Lösung können auf zweiphasige Systeme ohne besondere Einschränkungen übertragen werden. Diese einzelnen Verfahren haben aber im System wäßrige Lösung-organisches Lösungsmittel nur sehr begrenzte Aussagemöglichkeiten, wenn der Verteilungskoeffizient sehr klein ist oder mehrere Verbindungen gleichzeitig extrahiert werden. Zur Erweiterung der vorhandenen Möglichkeiten ist es bei kleinem Verteilungskoeffizienten notwendig, nach Verfahren zu suchen, mit denen auch noch sehr kleine Mengen (1 g und weniger) in der wäßrigen und organischen Phase genau bestimmt werden können. Das gelingt bei den Elementen Zink, Cadmium, Quecksilber, Silber, Kupfer und Thallium mit Hilfe der inversen Polarographie. Bei der Extraktion von mehreren Verbindungen gleichzeitig liefert nur die Anwendung mehrerer Methoden für dieselbe Problemstellung zuverlässigere Ergebnisse. Als neue Methode für zweiphasige Systeme ist die Geraden-Methode nach Asmus zur Bestimmung von extrahierten Komplexverbindungen sehr gut geeignet. Mit diesem Verfahren und den oben angegebenen Erweiterungen konnten das Verteilungsverhalten der Halogenide von Zink, Cadmium, Quecksilber und Kobalt, sowie einige extrahierte Verbindungen von Vanadium, Chrom, Molybdän und Wolfram weiter aufgeklärt werden.Der Deutschen Forschungsgemeinschaft gebührt besonderer Dank für die bereits mehrjährige Unterstützung dieser Arbeiten.