Methoden zur spektrochemischen Spurenanalyse

Zusammenfassung Es wird ein neues Verfahren zur Spurenanalyse von Wässern mit extraktiver Anreicherung einer größeren Reihe von Spurenmetallen mittels gemischter organischer Reagenzien (Diäthyldithiocarbamat, o-Oxychinolin und Dithizon) und anschließender Spektralanalyse des Spurenkonzentrates beschrieben. Die Dispersion eines kleinen Spektralapparates (Spektrograph für Chemiker von Zeiss) genügt. Die Extraktion mit gemischten Reagenzien verkürzt die Anreicherungsoperation auf maximal 2 Std, die Spurenanalyse ist in 1 Tag durchführbar. Zur Bestimmung der Spuren von 0,5–1 g/Liter aufwärts genügt 1 Liter Wasserprobe. Grundsätzliches über extraktive Anreicherung mit gemischten Reagenzien und die Verwendung eines Bezugselementes für eine Reihe von Analysenelementen wird dargelegt.Zuletzt sei es mir gestattet, Herrn Prof. Dr. G. Jantsch und Herrn Prof. Dr. G. Gorbach für die außerordentliche Förderung meiner Arbeit zu danken.     

Methoden zur spektrochemischen Spurenanalyse

Zusammenfassung Die Spurenmetalle pflanzlicher Materialien werden vor der spektralanalytischen Bestimmung von den Hauptbestandteilen getrennt. Fehler in der Bestimmung, die durch Variation in der Zusammensetzung der Hauptbestandteile der Pflanzenaschen beim Vergleiche mit Standardmischungen bewirkt werden, können hierdurch ausgeschaltet und die Spuren in ein kleines Lösungsvolumen konzentriert werden.Das Pflanzenmaterial wird getrocknet und bei 450–500° C verascht. Die Kieselsäure wird mit Flußsäure abgeraucht. Bei Verwendung kleiner Spektralapparate wird Eisen durch kombinierte Äthersalzsäure- und Rhodanidextraktion eliminiert. Die Anreicherung der Spurenmetalle erfolgt durch Extraktion mit gemischten organischen Reagenzien (Diäthyldithiocarbaminat, o-Oxychinolin und Dithizon) in Chloroform. Das Verfahren erfaßt über 20 Spurenelemente in Mengen von 0,1 bzw. 1 g und mehr je Gramm trockenem Material.     

Methoden zur spektrochemischen Spurenanalyse

Zusammenfassung Es werden zwei Verfahren zur Spurenanalyse von Reinstaluminium beschrieben, bei welchen die zu bestimmenden Spuren durch Fällung mit Spurenfängern von Aluminium getrennt werden. Beim Verfahren I werden mit Thioacetamid in natronalkalischer Lösung Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb und Zn als Sulfide Ca, Cr, Mg und Ti als Hydroxyde gefällt. Als Spurenfänger wird Thallium zugesetzt. Verfahren II bedient sich der Fällung von Cd, Co, Cu, Fe, Ga, Mo, Ni, Sb, Sn, V und Zn (sowie Cr, Mn, Pb, Ti teilweise) mit Ammoniumpyrrolidindithiocarbaminat und Thionalid in essigsaurer Lösung, ebenfalls mit Thallium als Spurenfänger. Die Spurenkonzentrate werden mit Bezugselementen versehen, auf Kohle-bzw. Graphitelektroden aufgetrocknet und im Feussner-Funken spektralanalytisch untersucht. Bei einer Ausgangsmenge von 1 g Reinstaluminium können die genannten Elemente ihrer spektralanalytischen Empfindlichkeit entsprechend in Konzentrationen von 0,01–0,00001% bestimmt werden.     

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.     

Zur spektrochemischen Spurenanalyse von Bleimetall im Gleichstromabreißbogen

Zusammenfassung Die Anwendung eines Gleichstromabreißbogens mit 30 A ermöglicht empfindliche Spurenanalysen in Reinblei. Es werden Grenzkonzentrationen von 0,5 bis 10 ppm erreicht. Die Reproduzierbarkeiten liegen unter ±10%.

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The spectrochemical trace analysis of lead metal by means of an interrupted d. c. arc

Summary The application of an interrupted d. c. arc of 30 amps gives a good possibility, to analyze directly pure lead metal for trace-elements. The detection limites reach 0,5 up to 10 ppm. The reproducibility is better than ±10%.

     

Redoxindicatoren in der Spurenanalyse

Zusammenfassung Zur colorimetrischen Bestimmung der Kupfer(II)-ionen kann Variaminblau (4-Amino-4 t'-methoxy-diphenylamin) als Reagens angewandt werden. Nach durchgeführten Untersuchungen des Einflusses der Zeit, der Wasserstoffionenkonzentration der Lösung, sowie der Menge und Konzentration des Reagenses auf den Extinktionswert der geprüften Lösungen, wurden die Arbeitsbedingungen festgelegt. Es wurden Kupfer(II)-ionen in einigen farblosen, leicht in Wasser löslichen spektralreinen Substanzen bestimmt.Vorgetragen auf der III. Arbeitskonferenz für Analytische Chemie, Prag, am 7. September 1959.Bei den Versuchsarbeiten hat Frau Z.Jarosz uns Mithilfe geleistet, wofür Verfasser ihr hiermit seinen herzlichsten Dank ausspricht.     

Redoxindicatoren in der Spurenanalyse

Zusammenfassung Die Oxydation von Variaminblau in Gegenwart von Kupfer(II)-ionen und Cyaniden, Rhodaniden oder Jodiden wurde zur photometrischen Bestimmung der letztgenannten Ionen ausgenützt. Es gelingt noch Cyanidkonzentrationen von 0,03g CN^–/ml sicher zu erfassen. Rhodanid- und besonders Jodidionen müssen zur Bestimmung in größeren Konzentrationen zugegen sein.Bei den Versuchsarbeiten hat uns Frl. E.liwa Mithilfe geleistet. Wir sagen ihr dafür vielen Dank.Diese Arbeit ist ein Teil der Dissertation von Dipl.-Chem. F.Buhl.     

Zur Spurenanalyse der Edelmetalle

Zusammenfassung Nano- und Mikrogrammengen der Edelmetalle können durch Amperometrie unter Verwendung von Festelektroden aus Ag oder Au bestimmt werden. Vergiftungen dieser Elektroden werden nicht beobachtet, wenn die Konzentration der zu bestimmenden Edelmetallionen 10^–4 m nicht überschreitet. Die kleinsten noch nachweisbaren Konzentrationen betragen 10^–6 bis 10^–8 m, je nach Element und Methode. Eine Reihe von Elementen stört die Bestimmung, weshalb vor dieser Nanogrammengen der Edelmetalle abgetrennt werden müssen.Über das Verhalten derartig geringer Mengen bei Trennoperationen und Möglichkeiten der Bestimmung von Edelmetallspuren bis zu 0,01 ppm soll im 2. Teil der Arbeit berichtet werden.

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Summary ng and g quantities of noble metals can be determined by amperometry employing solid electrodes of silver or gold. Poisoning of these electrodes is not observed if the concentration of noble metals does not exceed 10^–4 M. The minimum concentration detectable is 10^–6 to 10^–8 M, according to kind of element and procedure applied. As certain elements cause interferences ng quantities of noble metals have to be separated before.The behaviour of such small quantities in separation procedures and the determination of traces of noble metals down to 0.01 ppm will be reported in the 2nd part of this essay.

     

Probleme der Spurenanalyse in der Lebensmittelchemie

Zusammenfassung Ausgehend von einer Darstellung spurenanalytischer Aufgaben in der Lebensmittelüberwachung wird die Frage nach einer möglichen Automatisierung der Analysen diskutiert. Am Problem der Pesticidanalyse ergeben sich fast durchweg folgende Arbeitsgänge: Extraktion, Clean-up, Trennung und Bestimmung. Während eine kostensparende Automatisierung im dritten Teilschritt möglich erscheint, haben sich ähnliche Verfahren für die ersten beiden Operationen als nicht allgemein anwendbar erwiesen. Zudem lassen die meist schwerpunktartig auftretenden Probleme Automatisierungen nur in seltenen Fällen ökonomisch erscheinen. Nicht zuletzt erfordern zahlreiche Störungsmöglichkeiten nach wie vor chemischen Sachverstand, der in keinem Falle durch Automatismen ersetzbar ist.

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Problems of trace analysis in food chemistry

Summary The problems of trace analysis in food control are outlined and a possible automatization is discussed. In pesticide analysis the following steps can almost always be distinguished: extraction, clean-up, separation and determination. Whereas an economical automatization appears to be possible in the third step, similar procedures have generally not been found suitable for the first two steps. Furthermore, automatization seems to be sensible in exceptional cases only, as the problems usually arise in different frequency. Finally, it has to be considered that various possible interferences demand chemical reasoning which cannot be substituted by automatism.

Einer Reihe von Fachkollegen, vor allem aber Herrn Dr. Weber von der Landesanstalt für Lebensmittel-, Arzneimittel- und gerichtliche Chemie, möchte ich für eine Diskussion dieses Themas danken.     

Zum gegenw?rtigen Stand der Probenahme von Spurenstoffen in der freien Atmosph?re

Zusammenfassung Der Beitrag entstand im Auftrage der Diskussionsgruppe Analytik im Umweltschutz (DAU) der Fachgruppe Analytische Chemie in der Gesellschaft Deutscher Chemiker und ist ein Versuch, den gegenwärtigen Stand der Technik bei der Probenahme von Spurenstoffen in der freien Atmosphäre zusammenfassend darzustellen. Dieser Zielsetzung entsprechend gliedert sich der Beitrag in folgende Kapitel: Charakterisierung des Untersuchungsmaterials, Strategie der Probennahme, Technik der Probenahme, Funktionssicherung und Überwachung des Probenahmesystems, Sicherung und Entsorgung des Meßplatzes.Das zentrale Kapitel dieses Überblicks, Technik der Probenahme, ist aus mehreren Unterabschnitten aufgebaut, die sich an der praktischen Vorgehensweise bei der Probenahme orientieren. So werden in-situ-Techniken, die ohne Probenmanipulation auskommen und integrierende Verfahren zur Ermittlung von Massenströmen bzw. Depositionsraten ebenso behandelt wie die zahlreichen, auf kontrollierter Förderung von Luft beruhenden Möglichkeiten zur nicht anreichernden und anreichernden Probenahme gas- und partikel-förmiger Luftinhaltsstoffe. Hierbei werden nicht nur die verschiedenen Methoden und Geräte diskutiert, sondern häufig auch die damit verbundenen Schwierigkeiten und die Möglichkeiten zu deren Behebung.

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The present state of sampling of trace substances in ambient air

Summary This treatise has been prepared on behalf of the Diskussionsgruppe Analytik im Umweltschutz (DAU) in the Analytical Chemistry Division of the Gesellschaft Deutscher Chemiker. It is an attempt to portray in a condensed form the state of the art in sampling of atmospheric trace substances. According to this intention, the contribution is divided into the following chapters: characterization of the material to be investigated, strategy of sampling, techniques of sampling, maintenance and supervision of sampling systems, protection of sampling sites and measures to prevent self-contamination. The central chapter of this survey, i.e. techniques of sampling, consists of several subsections which are oriented according to the sampling procedures employed in practice. Hence, openpath in-situ techniques and methods for estimating mass fluxes and deposition rates, respectively, are treated as well as the numerous possibilities for collection of gaseous and particulate airborne matter through controlled air moving, without or with employing preconcentration. In this context not only methods and instruments are discussed but likewise the inherent difficulties and the means for their elimination.

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Dem langjährigen Vorsitzenden der DAU, Herrn Prof. Dr. W. Fresenius, in dankbarer Anerkennung gewidmet

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Unter Mitarbeit von H. Hartkamp (Wuppertal), E. Lahmann (Berlin), P. G. Laubereau (Wiesbaden), R. Nießner (Dortmund), H. Puxbaum (Wien), G. Rönicke (Schallstadt), B. Sansoni (Jülich), B. Seifert (Berlin) und O. Vierle (München)     

Ein besonders einfaches Verfahren der spektrochemischen Lokalanalyse

Ohne Zusammenfassung     

Methoden der Spurenanalyse und ihre Anwendungsgrenzen

Zusammenfassung Die notwendigen Begriffe für die Spurenanalyse, Empfindlichkeit, Nachweisgrenze und Garantiegrenze für Reinheit werden definiert und an praktischen Beispielen erläutert. Bei den elektrochemischen Verfahren können 10^–9 bis 10^–10 m Lösungen noch bestimmt werden; in der Photometrie liegt die Nachweisgrenze einiger Verfahren bei 10^–7 m Lösungen. In der spektrochemischen Analyse sind nach der Theorie absolute Mengen bis 10^–13 g zu erfassen; die Atomabsorptionsspektroskopie erreicht dieselbe Größenordnung. In der Massenspektroskopie sind bei Ausschaltung des Untergrundes auf der Platte 10^–16 g, das sind ungefähr 100000 Ionen, noch erkennbar. Die Aktivierungsanalyse ermöglicht in Sonderfällen den Nachweis von 10^–14 g. Die katalytischen Nachweisreaktionen gestatten zwar den Nachweis sehr kleiner Mengen; zur Zeit sind aber nur sehr wenige spezifische Reaktionen zur Anwendung in der Spurenanalyse bekannt.

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Summary The necessary terms for trace analysis, sensitivity, limit of detection and guarantee-limit are defined and illustrated by some practical examples. With electrochemical methods it is possible to determine 10^–9 to 10^–10 m solutions whereas the detection limit with photometrical methods is 10^–7 m solution. In spectrochemical analysis, theoretically, it is possible to detect up to 10^–13 g absolute amounts of substances. The atomic-absorption spectrochemical method approaches the same limit. In mass spectroscopy, after eliminating the background of the photographic plate, 10^–16 g, that means about 100,000 ions, can be detected. In activation analysis the detection limit is 10^–14 g (in special cases). Catalytic reactions permit the determination of very small amounts of substances, however, at present very few selective reactions are known for the application in trace analysis.

     

Anwendung der Röntgenfluoreszenz in der Spurenanalyse

Zusammenfassung Qualitative Messungen und quantitative Bestimmungen von Extrakten mit organischen Reagenzien, die auf Filterpapier oder auf einem Träger aus Reinstaluminium eingedampft werden, gestatten den Nachweis und die Bestimmung von Mikro- und Submikrogrammengen von Spurenmetallen. Anhand mathematisch-statistischer Formeln werden die Reproduzierbarkeit, Empfindlichkeit und Bestimmungsgrenze röntgenfluoreszenzanalytischer Meßverfahren diskutiert. Die Untersuchungen werden fortgesetzt.

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Summary The detection and determination of micro- and submicrogram quantities of trace metals can be accomplished through qualitative measurements and quantitative determinations of extracts by means of organic reagents that are evaporated an filter paper or on a carrier made of purest aluminium. The reproducibility, sensitivity and determination limit of X-ray fluoresence analytical measurement procedures are discussed. The studies are being continued.

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Résumé Des mesures qualitatives et des dosages quantitatifs des extraits par des réactifs organiques, évaporés sur papier-filtre ou sur un support en aluminium extra-pur, permettent la recherche et le dosage de métaux à l'état de traces en quantités micro et submicro. En s'aidant de formules mathématiques statistiques, on discute la reproductibilité, la sensibilité et les limites du dosage par le procédé de mesure par analyse par fluorescence X. Les recherches se poursuivent.