Photocatalytic oxidation of aqueous ammonia (ammonium ion) to nitrite or nitrate at TiO2 particles

Summary The photocatalytic oxidation of ammonia (ammonium ion) in the presence of air or pure oxygen at titanium(IV) oxide powder surfaces and induced by UV light was investigated. Experimental conditions were varied and the effect ofpH, sparging gas, as well as the concentration of both ammonia (ammonium ion) and photocatalyst were investigated. It has been established that the principal product of photocatalytic oxidation depends onpH, and is either nitrite or nitrate. A gas-diffusion flow injection analysis system with conductivity detection was used for on-line monitoring of ammonia concentration. In addition, ion-chromatography with UV detection was utilized for offline monitoring of nitrite and nitrate concentrations. The use of a photocatalyst such as TiO₂ may prove to be a viable method for conversion of ammonia (ammonium ion) to either nitrite or nitrate.

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Photokatalytische Oxidation von wäßrigem Ammoniak (Ammoniumion) zu Nitrit oder Nitrat an TiO₂ Partikeln

Zusammenfassung Es wurde die photokatalytische Oxidation von Ammoniak (Ammoniumion) mittels Luft oder reinem Sauerstoff an Titan(IV)oxid-Pulveroberflächen unter Induktion von UV-Licht untersucht. Die experimentellen Bedingungen wurden variiert, wobei der Effekt despH-Wertes, des Spülgases und sowohl die Ammoniak- als auch die Photokatalysator-Konzentration berücksichtigt wurde. Dabei ergab sich, daß das Hauptprodukt der photokatalytischen Oxidation vompH abhängt und entweder Nitrit oder Nitrat ist. Ein Gasdiffusions-Fließinjektions-Analysensystem wurde zur on-line-Kontrolle der Ammoniak-Konzentration verwendet. Off-line-Ionenchromatographie mit UV-Detektion wurde zur Konzentrationsbestimmung für Nitrit und Nitrat herangezogen. Die Verwendung von Photokatalysatoren wie Titanoxid könnte sich als gangbarer Weg erweisen, um Ammoniak (Ammoniumion) entweder zu Nitrit oder zu Nitrat umzusetzen.

     

Flow-injection determination of nitrate in natural waters with copper- and copperised cadmium tubes in the reaction manifold system

Summary An automated method for the determination of nitrate-nitrogen in surface, ground and domestic water based on flow-injection spectrophotometry is described. Nitrate is reduced to nitrite with a copperised cadmium tube in the reaction manifold. Nitrite is diazotised with sulphanilamide and the product is coupled with N-(1-naphthyl)ethylenediammonium dichloride to form a highly coloured azo dye, which is measured at 520 nm. A copper tube, incorporated into the reaction manifold before the copperised cadmium tube not only improves accuracy in the long run, but also extended the lifetime of the copperised cadmium tube. The sampling rate is 50 samples per hour. The method is suitable for the determination of nitrate-nitrogen with a coefficient of variation of better than 1.5%.

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Fließinjektionsbestimmung von Nitrat in natürlichen Wässern mit Hilfe von Cu- und Cu/Cd-Röhren im Reaktionssystem

Zusammenfassung Ein automatisiertes Verfahren zur Bestimmung von Nitrat-Stickstoff in Oberflächen-, Grund- und Leitungswasser mit Hilfe der Fließinjektions-Spektral-photometrie wird beschrieben. Dabei wird Nitrat im Reaktionssystem in einer verkupferten Cadmiumröhre zu Nitrit reduziert; das Nitrit wird mit Sulfanilamid diazotiert und mit N-(1-Naphthyl)-ethylendiammoniumdichlorid zu einem intensiv gefärbten Azofarbstoff gekoppelt, der bei 520 nm gemessen wird. Eine Kupferröhre, die vor die verkupferte Cadmiumröhre im Reaktionssystem geschaltet wird, verbessert die Genauigkeit und verlängert die Lebensdauer der Cu/ Cd-Röhre. Je Stunde werden 50 Proben verarbeitet. Das Verfahren ist zur Nitratstickstoff-Bestimmung mit einem Variationskoeffizienten besser als 1,5% geeignet.

     

Spectrophotometric determination of nitrite produced by flow-electrolysis of nitrate

Summary The electrocatalytic reduction of nitrate to nitrite with a carbon column electrode in the presence of Cu²⁺ and Cd²⁺ was investigated in a flow system. Electrogenerated nitrite was mixed with colour-producing reagents and detected colorimetrically. In acetate and phosphate buffer solutions, the reduction of nitrate to nitrite or further reduction of nitrite was monitored by scanning the electrode potential. In phosphate buffer solution, the yield of nitrite went up to a maximum in the presence of Cu²⁺ and Cd²⁺ at about –1.1V. The electrocatalytic reduction method was applied to the determination of nitrate in river water instead of the conventional Cu-coated Cd column.

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Spektralphotometrische Bestimmung von Nitrit, das durch Durchfluß-Elektrolyse von Nitrat erzeugt wurde

Zusammenfassung Die elektrokatalytische Reduktion von Nitrat zu Nitrit mit Hilfe einer Kohlenstoff-Säulenelektrode in Gegenwart von Cu²⁺ und Cd²⁺ wurde in einem Durchflußsystem untersucht. Das erzeugte Nitrit wurde mit Farbreagentien versetzt und colorimetrisch bestimmt. In Acetat- und Phosphatpufferlösungen wurde die Reduktion von Nitrat zu Nitrit sowie dessen weitere Reduktion mit Hilfe des Elektrodenpotentials verfolgt. Bei –1,1 V in Phosphatpuffer erreicht die Ausbeute an Nitrit in Gegenwart von Cu²⁺ und Cd²⁺ ein Maximum. Die elektrokatalytische Reduktionsmethode wurde an Stelle des konventionellen Verfahrens mit einer Cd-Säule mit Cu-Überzug zur Nitratbestimmung in Flußwasser angewendet.

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This research was supported by Grant-in-Aid for Scientific Research No. 57740288 from the Ministry of Education, Science and Culture of Japan.     

Derivatographische Untersuchung von in geschmolzener Phase ablaufenden Reaktionen

Zusammenfassung Derivatographische Untersuchungen der Reaktionen von Chrom(III)-oxid und Phosphaten mit Halogeniden, Sulfat und Nitrat in geschmolzener Phase ergaben, da\ dabei Halogene, Schwefel- bzw. Stickstoffoxide ausgetrieben werden, wodurch Gewichtsveränderungen auftreten. Dies mu\ beim Glühen analytischer Fällungen von Chromoxidhydrat oder Phosphaten, die mit solchen Salzen verunreinigt sind, beachtet werden. Weiterhin wird eine Möglichkeit aufgezeigt, Nitrat und Sulfat derivatographisch nebeneinander zu bestimmen.

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Summary Derivatographic investigations have been carried out on the reactions of chromium(III) oxide and phosphates with halogenides, sulphate and nitrate in melted phase. It has been shown that these reactions result in the liberation of halogens, sulphur and nitrogen oxides, respectively, causing deviations in weight. This fact has to be considered when igniting analytical precipitations of chromium oxide hydrate or phosphates contaminated by the above salts. Furthermore, the possibility of a determination of sulphate and nitrate in presence of each other by derivatography has been demonstrated.

     

Determination of the total calcium concentration of serum by ICAP-AES

Summary The determination of nitrate, nitrite, phosphate, chloride and sulphate in aqueous extracts of salads and vegetables by ion chromatography is described. The method is reliable and fast, and needs no derivatisation nor clean-up besides filtration. Without using a preconcentration column, the detection limits are 0.1 ppm for nitrate, nitrite and sulphate, 0.04 ppm for chloride and 0.4 ppm for phosphate. Calibration curves with reference to peak heights are linear within the concentration range usually obtained.

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Bestimmung von Nitrat und anderen anorganischen Anionen (NO ₂ ^– , PO ₄ ^3– , Cl^–, SO ₄ ^2– ) in Salat und Gemüse durch Ionen-Chromatographie

Zusammenfassung Es wird die Bestimmung von Nitrat, Nitrit, Phosphat, Clorid und Sulfat in wässrigen Extrakten von Salat und Gemüse durch Ionen-Chromatographie beschrieben. Die Methode ist zuverlässig und schnell und bedarf neben der Filtration keiner weiteren Derivatisierungsoder Reinigungsschritte. Die Nachweisgrenze liegt für Nitrat, Nitrit und Sulfat bei 0,1 ppm, für Chlorid bei 0,04 ppm und für Phosphat bei 0,4 ppm, dies ohne Vorkonzentrierung. Im üblicherweise verwendeten Konzentrationsbereich sind alle Eichkurven linear.

     

Notiz über den Mechanismus der Oxydation von Nitrit zu Nitrat

Zusammenfassung Es wird der oxydierende Schritt bei der Oxydation von Nitrit (salpetriger Säure) zu Nitrat (Salpetersäure) durch Sauerstoff in electron transfer zwischen Stickoxyd und OH-Radikal gesehen; ersteres entstammt der bekannten Zerfallsreaktion von HNO₂, die Herkunft des letzteren wird einem primären Umsatz zwischen molekularem Sauerstoff und O^2–-Ion zugeschrieben. Einige weitere Bemerkungen zum Mechanismus der genannten Oxydation werden angeschlossen. *** DIRECT SUPPORT *** A3615018 00003     

Volumetric determination of lithium in lithium carbonate and nitrate and in lithium ferrites in non-aqueous media

Summary Lithium carbonate was titrated after dissolution in a glacial acetic acid/carbon tetrachloride mixture with 0.05 N perchloric acid in glacial acetic acid in the presence of gentian violet indicator. In the case of lithium nitrate the nitrate was firts reduced with ascorbic acid and the lithium titrated in an acetic anhydride/glacial acetic acid medium with the same measuring solution and indicator. The lithium content of lithium ferrites and lithium-nickel-zinc ferrites was measured after the extraction of iron and nickel by means of methyl-isobutyl ketone in a glacial acetic acid/carbon tetrachloride solution in the presence of tropeoline OO/methylene blue indicator mixture.

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Volumetrische Bestimmung von Lithium in Lithiumcarbonat und -nitrat sowie in Lithiumferriten in nichtwärigem Medium

Zusammenfassung Lithiumcarbonat wird nach Auflösung in Eisessig/Tetrachlorkohlenstoff mit 0,05 N Perchlorsäure in Eisessig titriert, wobei Gentianaviolett als Indicator dient. Bei der Analyse von Lithiumnitrat wird zunächst das Nitrat mit Ascorbinsäure reduziert und dann die Titration mit Perchlorsäure gegen Gentianaviolett durchgeführt. Im Falle von Lithium- und Lithium-Nickel-Zink-Ferriten werden Eisen und Nickel durch Extraktion mit Isobutylmethylketon abgetrennt und anschließend wird mit Perchlorsäure in Eisessig/Tetrachlorkohlenstoff gegen ein Indicatorgemisch aus Tropäolin OO und Methylenblau titriert. Die Fehler liegen bei ± 0,5% für Carbonat und Nitrat und 0,5–1% für Ferrite.

     

Indirect bromometric microdetermination of nitrate and perchlorate,using nitron as reagent

Summary An indirect bromometric method for the determination of nitrate or perchlorate is described. A known excess of standard nitron acetate solution is added to the sample solution to precipitate the anion to be determined; the excess of reagent is then determined in the supernatant liquid by bromatometric titration. The relative standard deviation of the method is 0.7% for nitrate and 0.5% for perchlorate. Sulphate, phosphate and fluoride do not interfere and chloride does not interfere up to a concentration of 0.1 M. Bromide, iodide, chromate, nitrite and chlorate interfere but can be eliminated.

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Zusammenfassung Ein indirektes bromatometrisches Verfahren zur Bestimmung von Nitrat oder Perchlorat wurde beschrieben. Ein gemessener Überschuß einer Nitronacetatlösung bekannter Konzentration wird zur Fällung des Anions der Probe zugesetzt und im Überstand bromatometrisch zurücktitriert. Die rel. Standardabweichung beträgt 0,7% für Nitrat und 0,5% für Perchlorat. Sulfat, Phosphat und Fluorid stören nicht; Chlorid stört nicht bis zu 0,1-m Konzentration. Bromid, Jodid, Chromat, Nitrit und Chlorat stören zwar, können aber eliminiert werden.

     

Indirekte polarographische Bestimmung von Nitrat und Nitrit

Zusammenfassung Die ausgearbeitete Methode zur Bestimmung von Nitrit und Nitrat geht auf eine Nitratbestimmungsmethode zurück, die auf der Nitrierung von 2,4-Xylen-1-ol und der polarographischen Messung des entstandenen Nitroproduktes beruht. Man entfernt aus einer Probe des zu untersuchenden Nitrat-Nitritgemisches das vorhandene Nitrit durch Verflüchtigung als Methylnitrit und bestimmt das Nitrat allein polarographisch. In einer zweiten Probe wird das Nitrit mit Permanganat oxydiert, die darauffolgende polarographische Messung ergibt die Summe Nitrit + Nitrat. Der Nitratgehalt wird dann aus der Differenz berechnet. Das Verfahren hat den Vorzug, daß Fremdstoffe, wie sie in biologischem Material, in oberflächenaktiven Materialien, in Metallsalzen usw. vorliegen, gar nicht stören. Die Analyse ist einfach durchzuführen und liefert hinreichend genaue Resultate.     

Multiple potentiometric system for continuous determination of chloride, fluoride, nitrate and ammonia in natural waters

Summary A flow-through system for the simultaneous determination of chloride (30–150 ppm), fluoride (0.08-0.4 ppm), nitrate (5–20 ppm) and ammonia (0.05-0.5 ppm) in water was developed. Solid-state chloride and fluoride electrodes, a nitrate PVC membrane electrode with solid silver contact and a gassensing ammonia ORION 95-10 electrode were employed. The air-segmented sample stream is mixed with appropriate buffering solutions before entering the measuring cells. Mean accuracy of the determinations is usually better than ± 10%.

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Multiples potentiometrisches System zur kontinuierlichen Bestimmung von Chlorid, Fluorid, Nitrat und Ammoniak in natürlichen Wässern

Zusammenfassung Ein Durchflußsystem wurde entwickelt zur gleichzeitigen Bestimmung von Chlorid (30–150 ppm), Fluorid (0,08-0,4 ppm), Nitrat (5–20 ppm) und Ammoniak (0,05-0,5 ppm). Folgende Elektroden wurden eingesetzt: Festkörperelektroden für Chlorid und Fluorid, PVC-Membranelektrode für Nitrat und die ORION 95-10 Gassensor-Elektrode für Ammoniak. Der Luft-segmentierte Probestrom wird vor Eintritt in die Meßzellen mit geeigneten Pufferlösungen gemischt. Die mittlere Genauigkeit beträgt ±10%.

     

Comparison of two electrodes for the determination of ammonia and nitrogen compounds

Summary Two types of electrodes for the determination of ammonia are compared: one of the liquid membrane and one of the gas detecting type. Important electrode characteristics as response time, sensitivity and selectivity are commented. The ammonia electrode was tested in practice by analysis of ammonia and nitrate in canal water. The precision of the methods described was tested by analysis of synthetic samples, and by comparison with a volumetric and colorimetric method.

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Vergleich zweier Elektroden für die Bestimmung von Ammoniak und von Stickstoffverbindungen

Zusammenfassung Zwei Elektrodentypen (Flüssig-Membran und Gasdetektor) für die Ammoniakbestimmung wurden einem Vergleich unterzogen. Wichtige Charakteristiken (Ansprechzeit, Empfindlichkeit und Selektivität) werden diskutiert. Die praktische Prüfung erfolgte an Hand der Bestimmung von Ammoniak und Nitrat in Kanalwasser. Die Präzision wurde mit synthetischen Proben getestet sowie durch Vergleich mit einer volumetrischen und einer colorimetrischen Methode.

     

Dynamics of pollutant photoreactions in the hydrosphere

Summary Light-induced transformations of organic chemicals have been studied to provide kinetic results concerning the influence of sunlight on pollutant behavior in lakes and rivers. A review of these studies shows that the humus component of the dissolved organic matter in natural water affects aquatic photoreactions in two important ways: by attenuating sunlight and by sensitizing photoreactions. Studies of humus-sensitized photoreactions of furans, sulfides, dienes, nitroaromatic compounds, and other chemicals are discussed. Research concerning effects of aquatic particulates on pollutant photoreaction rates are reviewed. Suspended sediments mainly affect photolysis rates through light attenuation and scattering. Algae, diatoms, and bacteria accelerate light-induced transformations of anilines and phosphorothioate insecticides, suggesting that photobiological processes may play a significant role in the breakdown of certain pollutants in aquatic environments. Evidence is presented that nitrate, iron species, and peroxides may be responsible for sunlight-initiated free radical oxidations of pollutants in some natural waters.

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Dynamik der Photoreaktionen von Verunreinigungen in der Hydrosphäre

Zusammenfassung Um kinetische Daten über den Einfluß von Sonnenlicht auf das Verhalten von Verunreinigungen in Seen und Flüssen zu erhalten, wurden licht-induzierte Umwandlungsreaktionen von organischen Chemikalien untersucht. Es ergab sich, daß die Humuskomponente der in natürlichen Wässern gelösten organischen Substanzen auf zwei Arten die aquatischen Photoreaktionen beeinflußt. durch Schwächung des Sonnenlichtes und durch Sensibilisierung der Photoreaktionen. Humus-sensibilisierte Photoreaktionen von Furanen, Sulfiden, Dienen, nitroaromatischen Verbindungen u.a. werden diskutiert. Ein Überblick wird gegeben über die Wirkung aquatischer Partikel auf die Geschwindigkeit der Photoreaktion von Verunreinigungen. Suspendierte Sedimente wirken hauptsächlich durch Lichtabschwächung und Streuung auf die Photolysegeschwindigkeit. Algen, Diatomeen und Bakterien beschleunigen lichtinduzierte Umwandlungen von Anilinen und Phosphorthioat-Insecticiden, was darauf hindeutet, daß photobiologische Prozesse eine bedeutende Rolle beim Abbau gewisser Verunreinigungen in aquatischer Umgebung spielen könnten. Es wird gezeigt, daß Nitrat, Eisenverbindungen und Peroxide für die Sonnenlicht-induzierte Oxidation freier Radikale von Verunreinigungen in natürlichen Wässern verantwortlich sein können.

     

A fast determination of nitrate in rain and surface waters by means of UV spectrophotometry

Summary Organic substances are the main interference in the direct U.V. spectrophotometric determination of nitrate at 210 nm. An active carbon filter (Filopur) is therefore proposed which adsorbs all organic interferences. With this filter the U.V. spectrophotometric method gives the same results as the Na-salicylate method. The reproducibility is generally better than 5 %. One determination takes 50 s.

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Rasche Nitratbestimmung in Regen- und Oberflächenwasser mittels UV-Spektralphotometrie

Zusammenfassung Organische Substanzen sind die größte Störungsquelle bei der UV-spektralphotometrischen Bestimmung von Nitrat in Regen- und Oberflächenwasser bei 210 nm. Ein Filter (Filopur), der aktive Kohle als wirksame Komponente enthält, wird daher zur Entfernung der organischen Substanzen vorgeschlagen. Unter Verwendung dieses Filters erzielt man mit dem UV-spektralphotometrischen Verfahren die gleichen Ergebnisse wie mit der Na-salicylat-Methode. Die Reproduzierbarkeit ist meistens besser als 5%. Eine Bestimmung erfordert einen Zeitaufwand von 50 s.

     

Indirect determination of micro amounts of medicinal drugs by atomic-absorption spectrometry-measurement of L-ascorbic acid

Summary Indirect determination of medicinal drugs by atomic-absorption spectrometry is reported. The principle of the method is (1) metal chelate formation, and (2) solvent extraction, (3) AAS determination of the metal. The paper describes the determination of L-ascorbic acid by the reduction of the Cu²⁺-neocuproine chelate to the Cu⁺-neocuproine chelate, which is extracted into chloroform in the presence of nitrate.

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Indirekte Bestimmung von Mikromengen Arzneimittel durch Atomabsorptions-Spektrometrie

Zusammenfassung Die indirekte Bestimmung von Arzneimitteln durch AAS wurde beschrieben. Das Prinzip der Methode besteht in der Bildung eines Metallchelates, der Extraktion mit einem Lösungsmittel und der AAS-Bestimmung des Metalls. Beschrieben wurde die Bestimmung der Askorbinsäure durch Reduktion des Kupfer(II)-Neocuproin-Chelates zu der entsprechenden Cu(I)-Verbindung, die in Gegenwart von Nitrat mit Chloroform extrahiert wird.

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

Enhanced raman scattering from small metallic particles and Metallic Films

Summary We report surface enhanced Raman scattering of benzene adsorbed on nickel and platinum particles and on cold evaporated copper films. The vibrational bands of benzene are only slightly shifted with respect to solid benzene. Additional bands are found, which are symmetry forbidden in the free benzene molecule. These bands result from the low site symmetry of the molecule at the surface. The Raman enhancement depends strongly on the size and shape of the metal particles involved. To better understand this geometrical dependence, we made up a program to study the interaction of small metal clusters with adsorbed molecules. Some preliminary results obtained with matrix isolated copper clusters are reported.

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Verstärkte Ramanstreuung an kleinen Metallteilchen und Metallfilmen

Zusammenfassung Es wurde der oberflächenverstärkte Ramaneffekt von Benzol adsorbiert auf katalytischen Nickel- und Platinteilchen und von kalt aufgedampften Kupferfilmen untersucht. Die Schwingungsbanden von Benzol sind nur unwesentlich verschoben verglichen mit festem Benzol. Es wurden zusätzliche Schwingungsbanden gefunden, die im freien Benzol symmetrieverboten sind. Diese Banden resultieren von der niedrigen Mikrosymmetrie des Moleküls auf der Oberfläche. Die Ramanverstärkung ist stark abhängig von Größe und Form der Metallteilchen. Um ein besseres Verständnis der Abhängigkeit von geometrischen Faktoren zu erlangen, haben wir damit begonnen, die optischen Eigenschaften kleiner Teilchen und ihre Wechselwirkung mit adsorbierten Molekülen zu studieren. Es werden erste Ergebnisse von matrixisolierten Kupferclustern diskutiert.

     

Capillary apparatus for nascent hydrogen production: Application to the detection of nitrate,nitrite, sulfur anions,antimony, and arsenic

Summary Two capillary apparatus are described for the performance of reactions where nascent hydrogen is required. Tests for nitrite, nitrate, sulfur anions of low valence, arsenic, and antimony have been developed with special consideration to the problem of mixtures.

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Zusammenfassung Zwei Kapillargeräte für die Durchführung von Reaktionen mit naszierendem Wasserstoff wurden beschrieben. Nachweisverfahren für Nitrit, Nitrat, schwefelhaltige Anionen niederer Wertigkeit, Arsen und Antimon wurden unter besonderer Berücksichtigung von Gemischen ausgearbeitet.