A new nitrogen oxide absorber,and also other improvements to the C & H determination

Summary The new absorber for removal of N-oxides in the C & H determination consists of finely dispersed silver oxide on copper oxide. It is placed at the end of the combustion tube and kept at 210°C. Because the absorber has no affinity for water and carbon dioxide, the results are not affected by C, H, N variations between samples. It can absorb up to 9% of cone. nitric acid. The absorber withheld large quantities of oxidised mercury. It also retained oxidation products of phosphorus, boron, arsenic, halogens and sulphur. The preparation is simple, silver and copper being precipitated as oxalates, filtered and combusted.

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Ein neues Absorptionsmittel für Stickoxide bei der C-H-Bestimmung

Zusammenfassung Als neues Absorptionsmittel für Stickoxide bei der C-H-Bestimmung wurde fein verteiltes Silberoxid auf Kupferoxid vorgeschlagen. Es wird am Ende des Verbrennungsrohres eingesetzt und auf 210°C erhitzt. Da es keine Affinität zu Wasser und zu Kohlendioxid hat, beeinflussen unterschiedliche Zusammensetzungen der Proben die Resultate nicht. Das Absorptionsmittel kann bis zu 9% Salpetersäure aufnehmen. Große Mengen von oxydiertem Quecksilber sowie Verbrennungsprodukte von Phosphor, Bor, Arsen, Halogen und Schwefel werden von dem angegebenen Absorptionsmittel zurückgehalten. Seine Zubereitung ist einfach: Silber und Kupfer werden als Oxalate gefällt, filtriert und verbrannt.

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This paper was presented at IMS, Graz, 1980.     

Eine neue Mikro- und Ultramikro-Bestimmung von Sauerstoff in organischen Verbindungen mit Hilfe eines W?rmeleitf?higkeitsdetektors

Zusammenfassung Zur Bestimmung des Sauerstoffs wird die organische Probe in Helium-Atmosphäre gecrackt; die sauerstoffhaltigen Crackprodukte werden über Kohle zu Kohlenmonoxid konvertiert. Um das Kohlenmonoxid von den übrigen Crackprodukten, wie H₂, N₂ und CH₄ abzutrennen, wird es zu Kohlendioxid oxydiert und danach an einem Molekularsieb bei 20° C durch Adsorption zurückgehalten; H₂, N₂ und CH₄ werden aus der Apparatur gespült. Sobald in der Probeleitung reines Spülgas auftritt, wird das adsorbierte Kohlendioxid durch Erhitzen desorbiert und im Detektor gemessen.

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Summary For the determination of oxygen the organic sample is cracked in helium atmosphere. Cracking products, containing oxygen, are converted to carbon monoxide by coal. For separation from the remaining cracking products (H₂, N₂, CH₄) carbon monoxide is oxidized and then adsorbed on molecular sieve 5A at 20°C; H₂, N₂ and CH₄ are flushed out. As soon as pure carrier gas flows through the sample pipe, carbon dioxide is desorbed by heating the molecular sieve and flushed to the detector.

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Es ist uns eine angenehme Pflicht, der Shell Austria AG., Wien, insbesondere Herrn Direktor Dipl.-Ing. R. Wallner, für die Gewährung eines Forschungsstipendiums an den einen von uns (E. W.) ergebenst zu danken.     

Determination of total carbon and total organic carbon from volatile air pollutants. Part I

Summary A new method of collection of representative air samples for the determination of TC and TOC from volatile air pollutants has been developed. The organic substances undergo combustion and only the carbon dioxide produced is concentrated on molecular sieve 5 A at ambient temperature. The CO₂ is subsequently liberated by thermal desorption at ca. 380°C in a stream of purified gas. Atmospheric CO₂ must be removed first and this can be done (at the sample flow rate of 700 ml/min) by a layer of Ascarite heated at 90° C. Organic compounds passing through the layer are then combusted by a dynamic method utilizing Körbl catalyst and the CO₂ formed is concentrated on a molecular sieve 5 A, followed by thermal desorption and final determination. Organic acids are also retained by the first CO₂ absorber. A diffusion cell for preparation of the mixtures of purified air with vapours of organic compounds is described.

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Zusammenfassung Eine neue Anreicherungsmethode zur Gewinnung representativer Luftproben zur Bestimmung des Gesamtkohlenstoffgehaltes und des Gehaltes an organischem Kohlenstoff (TOC) aus flüchtigen Luftverunreinigungen wurde entwickelt. Während der Probenahme werden die flüchtigen Verunreinigungen verbrannt und nur das entstandene Kohlendioxid bei Zimmertemperatur am Molekularsieb 5A angereichert. Anschließend wird CO₂ bei ca. 380° C im gereinigten Gasstrom thermisch desorbiert. Bei der TOC-Bestimmung muß atmosphärisches CO₂ vorangehend aus dem Luftstrom entfernt werden und wird an einer auf 90° C erwärmten Ascariteschicht gebunden. Die durchfließenden organischen Verbindungen werden dann im dynamischen System am Körblkatalysator oxydiert, das entstandene CO₂ am Molekularsieb 5A angereichert, thermisch desorbiert und einer Endbestimmung zugeführt. Organische Säuren werden gleichfalls durch den ersten CO₂-Absorber gebunden. Eine Diffusionszelle zur Herstellung von Gemischen gereinigter Luft mit Dämpfen organischer Verbindungen wurde beschrieben.

     

Versuche zur Automatisierung der gravimetrischen C,H-Bestimmung

Zusammenfassung Es wird über ein Verfahren zur gravimetrischen C,H-Bestimmung berichtet, bei dem der Wägevorgang weitgehend automatisiert ist. Nach konventioneller Verbrennung der Probe im Sauerstoffstrom werden die Verbrennungsprodukte durch eine beheizte Rohrleitung in eine Tiefkühlfalle (Peltier-Kühlung) gebracht. Hier wird das Wasser vorübergehend festgehalten, das Kohlendioxid gelangt zu einem mit einer Mikrowaage verbundenen Absorber. Dieser besteht aus einem mit Natronasbest und Magnesiumperchlorat gefüllten Drahtnetzgefäß, welches reibungsfrei in einem Metallgehäuse schwingt. Nach der Absorption des Kohlendioxids wird es gewogen und anschließend das Wasser aus der Tiefkühlfalle verdampft und im gleichen Absorber zur Wägung gebracht.

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Summary A report is given on a gravimetric determination of carbon and hydrogen with a automatic weighing procedure. After conventional combustion in a stream of oxygen, the combustion products are fed into a deep-freeze trap (Peltier cooled) by a heated tube. The water is temporarily frozen out, the carbon dioxide reaches an absorber connected with a micro balance. It consists of a wire-gauze vessel filled with ascarite and anhydrone, moving without friction in a metal casing. After absorption, the carbon dioxide is weighed. Then the water is vaporized from the freeze-trap, adsorbed and weighed in the same vessel.

     

Coulometric microdetermination of carbon and hydrogen in organic compounds

Summary An apparatus for accurate determination of carbon and hydrogen has been developed, based on a previously described coulometric Karl Fischer method for determination of small amounts of water in solids. Hydrogen and carbon in a sample are oxidized to water and carbon dioxide, respectively. The water is trapped first, and the carbon dioxide is converted into water by lithium hydroxide and determined in a coulometric cell. Then the water from the hydrogen is released and determined in the same cell. An alternative method for the determination of hydrogen alone with very high precision has also been developed. Samples weighing 0.1–5 mg can be analysed and the standard deviations obtained for a complete C, H determination are ±0.17% and ±0.08%, respectively. That for determination of hydrogen alone is ±0.009%.

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Zusammenfassung Eine Apparatur zur exakten Bestimmung von Kohlenstoff und Wasserstoff wurde auf der Basis einer früher beschriebenen coulometrischen Karl-Fischer-Methode zur Bestimmung geringer Wassermengen in Feststoffen entwickelt. Wasserstoff und Kohlenstoff werden zu Wasser bzw. Kohlendioxid oxydiert. ZunÄchst wird das Wasser absorbiert und das Kohlendioxid anschlie\end mit Lithiumhydroxid in Wasser übergeführt und in einer coulometrischen Zelle bestimmt. Das vom Wasserstoff herrührende Wasser wird in derselben Zelle bestimmt. Eine alternative, sehr genaue Bestimmungs-methode nur für Wasserstoff wurde ebenfalls entwickelt. Bei Probenmengen von 0,1–5 mg betrÄgt bei einer vollstÄndigen CH-Bestimmung die Standardabweichung ±0,17% bzw. ±0,08%; für die alleinige Wasserstoff-Bestimmung ist die Standardabweichung ±0,009%.

     

Simultane Dezimilligrammbestimmung von Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff in organischen Substanzen

Zusammenfassung Die früher beschriebene Methode für die simultane Dezimilligrammbestimmung von Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff ist weiter entwickelt worden. Stickstoff wird unter vermindertem Druck gemessen und Kohlendioxid und Wasser werden ausgefroren und nicht mehr mit Lauge absorbiert. Die Standardabweichungen von 17 direkt nacheinander ausgeführten Analysen von Substanzen mit weit verschiedener Zusammensetzung (enthaltend unter anderem Fluor, Chlor, Brom, Jod, Schwefel, Phosphor und Kalium) betrugen für Kohlenstoff 0,21%, Wasserstoff 0,23% und Stickstoff 0,10% (nur sechs der analysierten Substanzen enthielten Stickstoff). Die Zuverlässigkeit der Methode ist sehr gut. In der Regel brauchen nur Einzelanalysen ausgeführt zu werden.

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Summary The earlier described method for the simultaneous decimilligram determination of carbon, hydrogen and nitrogen has been further developed. Nitrogen is measured at reduced pressure and carbon dioxide and water are frozen out and no longer absorbed in potassium hydroxide. The standard deviations of a series of 17 analyses of samples with widely different compositions (containing among other elements fluorine, chlorine, bromine, iodine, sulfur, phosphorus and potassium) were: 0.21% for carbon, 0.23% for hydrogen and 0.10% for nitrogen (only six of the analyzed substances contained nitrogen). The reliability of the method is very good. As a rule it is not necessary to carry out duplicate analyses.

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Frühere Mitteilung W. Kirsten⁴.

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Die Arbeit wured durch Unterstützung durch die schwedischen staatlichen medizinischen und naturwissenschaftlichen Forschungsräte ermöglicht.     

Mikrobestimmung von Kohlenstoff und Wasserstoff in organischen Verbindungen durch konduktometrische Bestimmung der Verbrennungsprodukte

Zusammenfassung Die konduktometrische Bestimmung von Kohlenstoff und Wasserstoff nach Verbrennung der Probe wurde vereinfacht. Zur Absorption von Kohlendioxid und Wasser wurde eine Rührzelle entwickelt. Das Absorbens wird durch einen Magnetrührer intensiv gerührt. Das eintretende Gas rotiert zunächst mit dem Rührkörper mit und steigt dann in eine Glocke auf. Als Absorbens für Wasser wird Eisessig mit 2% Schwefelsäure verwendet, als Absorbens für Kohlendioxid dient 0,01-n Natronlauge mit 2% Äthanolamin. Die Probe wird in reinem Sauerstoff bei 900° C verbrannt. Die Oxydation wird durch eine Co₃O₄-Schicht vervollständigt. Wasser wird zunächst durch Adsorption an einer CaCl₂-Schicht zurückgehalten, CO₂ wird in die Rührzelle geleitet und konduktometrisch bestimmt. Dann wird das Wasser durch Erhitzen der CaCl₂-Schicht auf 350° C desorbiert und nach Absorption konduktometrisch bestimmt.

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Summary The conductometric determination of carbon and hydrogen after combustion of the sample is simplified. A stirring cell was developed for the absorption of carbon dioxide and water. The absorbent is vigorously stirred by means of a magnetic agitator. The entering gas rotates at first with the stirrer and then ascends into a bell. Glacial acetic acid containing 2% sulfuric acid serves as absorbent for the water; 0.1N sodium hydroxide containing 2% ethanolamine is employed to absorb the carbon dioxide. — The sample is burned in pure oxygen at 900° C. The oxidation is completed by means of a layer of Co₃O₄. Water is retained initially by adsorption on a CaCl₂ layer. The CO₂ is led into the stirring cell and determined conductometrically. Then the water is desorbed by heating the CaCl₂ layer to 350° C and determined conductometrically.

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Herrn Univ.-Prof. Dr.Hans Lieb zum 80. Geburtstag in Dankbarkeit und Verehrung gewidmet.     

Graschromatographische Untersuchung des Azotometergases, das bei der Stickstoffbestimmung nach Dumas entsteht

Zusammenfassung Mit Hilfe der Gaschromatographie ist das Azotometergas der Dumas-Bestimmung untersucht worden. Neben Stickstoff (bei N-haltigen Substanzen) ist als Fremdgas Methan gefunden worden. Die Methanmenge hängt in entscheidendem Maße von der Ofentemperatur und von der Vergasungsgeschwindigkeit ab. Zur Bildung von Methan neigen vor allem die Sterine sowie die aliphatischen Kohlenwasserstoffe. Bei 700°C führt nur die individuelle Verbrennung nach Pregl zu einem praktisch methanfreien Azotometergas. Hingegen werden bei der heute vielfach üblichen automatischen Verbrennung bei 700° C noch beachtliche Methanmengen erhalten. Erst bei 850°–900° C ist das Azotometergas auch bei automatischer Verbrennung methanfrei.     

Stickstoff-15- und Gesamtstickstoff-Bestimmung durch Kopplung eines emissionsspektrometrischen N-15-Analysators mit einem automatischen N-Analysator

Zusammenfassung Die Kopplung eines emissionsspektrometrischen N-15-Analysators mit einem automatischen N-Analysator wird beschrieben. Im N-Analysator wird die Probe nach dem Dumas-Prinzip verbrannt und mit einem Wärmeleitfähigkeitsdetektor der Gesamtstickstoff-Gehalt bestimmt. Der Stickstoff wird nach der quantitativen Bestimmung durch selektive Adsorption an Molekularsieb 5 Å bei –90° C vom Helium-Trägergas abgetrennt. Nach der Desorption bei 300° C wird der Stickstoff zur emissionsspektrometrischen N-15-Analyse in das evakuierte QuarzEntladungsröhrchen überführt. Die Gesamtanalysenzeit beträgt ca. 30 min je Probe, die einen StickstoffGehalt von mindestens 200 g aufweisen sollte.Meinem Mitarbeiter, Herrn F. Gottselig, danke ich für die gute Zusammenarbeit bei der Verwirklichung dieses Vorhabens, Herrn Dr.Ing. Th. Grünewald für die Unterstützung bei der Lösung der mathematischen Probleme.