Bestimmung der organischen Bestandteile von Aerosolpartikeln aus Reinluft

Zusammenfassung Das für die Untersuchung der organischen Bestandteile von Reinluft-Aerosolteilchen entwickelte Analysenverfahren beruht auf der Kombination von klassischen Trennmethoden mit Verfahren der Dünnschicht- und der Gas-Chromatographie bzw. der Gas-Chromatographie/Massenspektrometrie. Im Gegensatz zu älteren Verfahren werden alle vorkommenden organischen Verbindungen, soweit sie äther-löslich sind bzw. in eine äther-lösliche Form überführt werden können, erfaßt. Die verfahrensbedingten Substanzverluste sind so gering, daß schon 100 mg Aerosolteilchen ausreichend sind für die Analyse der organischen Bestandteile (bei ca. 10% organischer Substanz). Ein Anwendungsbeispiel für das Analysenverfahren wird gegeben. Best. von Organ. Substanzen in Luft; Chromatographie, Dünnschicht/Chromatographie, Gas/Massenspektrometrie; Aerosolbestandteile in Reinluft.

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Determination of the organic constituents of aerosol particles from clean air

The method developed for analysing the organic matter of atmospheric particles from clean air is based on the combination of classical separation procedures and thinlayer chromatography together with gas chromatography and gas chromatography/mass spectrometry, respectively. In contrast to methods published earlier, all organic compounds present can be detected (if they are or can be converted to compounds soluble in ether). The loss of organic matter inherent in the analytical procedure is small enough to allow the determination of the organic constituents of 100 mg of aerosol particles (with about 10% organic matter). An example for the application of the analytical method is presented.

     

KOH/t-Butanol, eine wertvolle Alternative bei der Ma?analyse sehr schwacher S?uren

Zusammenfassung Ein neues Verfahren zur Bestimmung von Wasser in organischen Lösungsmitteln (auch in Spuren) wird beschrieben. Die Solvatochromie des Pyridiniumphenolbetains E _T30, die über eine einfach auszuführende UV-Absorptionsmessung bestimmt wird, ermöglicht zusammen mit einer zwei-Parameter-Gleichung eine exakte Wasserbestimmung in organischen Lösungsmitteln als Schnelltest und stellt damit eine Alternative zur Karl-Fischer-Titration dar.

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A new, uncomplicated procedure for the determination of small concentrations of water in organic solvents

Summary A new procedure for the determination of water (even in trace amounts) in organic solvents is described. The solvatochromism of the pyridiniumphenol betaine, E _T30, determined by a simple UV-absorption measurement, together with a two-parameter equation, permits an exact determination. The procedure is rapid and is, therefore, an alternative to the Karl-Fischer titration.

Herrn Prof. Dr. C. Rüchardt wird für die Unterstützung gedankt.     

Synthesis of the monomeric antioxidant

The thermal decomposition oftrans-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-cinnamic acid (BHC) in the solid state, in aqueous solution and in solutions in organic solvents was studied in order to develop a preparative method for the synthesis of the monomeric antioxidant 3,5-di-tertbutyl-4-hydroxystyrene (BHS). Thermal methods of analysis showed that, during the solidstate decomposition of BHC, its decarboxylation was accompanied by desalkylation and polymerization of the styrenic decomposition products. BHC decarboxylation is aqueous solution was also accompanied by polymerization. A kinetic study of BHC decomposition in organic solvents by 1 H-NMR spectrometry revealed that only the decomposition of BHC in aprotic dipolar solvents such as dimethylsulphoxide and dimethylformamide, at temperatures lower than 150°C, could be used as a preparative method for the synthesis of BHS. The decarboxylation of BHC took place by zero-order kinetics through a mechanism involving the ionization of BHC in the aprotic dipolar solvent. The reaction rate increased drastically with increasing solvent polarity and in the presence of trace amounts of BHC sodium salt. Both monomeric antioxidants, i.e. BHS and BHC, may be used to obtain polymer-bound antioxidants, e.g. by melt-grafting onto polyethylene.

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Zusammenfassung Für die Ausarbeitung eines Verfahrens zur Herstellung des monomeren Antioxidans 3,5-Di-terc-butyl-4-hydroxystyrol (BHS) wurde die thermische Zersetzung vontrans-3,5-Di-terc-butyl-4-hydroxyzimtsäure (BHC) im festen Zustand, in wäßriger Lösung und in Lösungen mit organischen Lösungsmitteln untersucht. Thermoanalytische Verfahren zeigten, daß bei der Feststoffzersetzung von BHC ihre Decarboxylierung durch Desalkylierung und durch Polymerisierung der Styrol-Zersetzungsprodukte begleitet wird. Auch die BHC-Decarboxylierung in wäßriger Lösung wurde durch Polymerisierung begleitet. Mittels 1H-NMR Spektroskopie angefertigte kinetische Studien der Zersetzung von BHC in organischen Lösungsmitteln zeigten, daß die Zersetzung von BHC nur in aprotischen dipolaren Lösungsmitteln, wie z.B. in Dimethylsulfoxid und Dimethylformamid und nur bei Temperaturen unterhalb von 150C als präparatives Verfahren zur Synthese von BHS geeignet ist. Die Decarboxylierung von BHC verlief nach einer Reaktionsordnung 0-ter Ordnung, am Mechanismus ist die Ionisierung von BHC im aprotischen dipolaren Lösungsmittel beteiligt. Die Reaktionsgeschwindigkeit wird mit steigender Lösungsmittelpolarität und in Gegenwart von Spuren von BHC-Natriumsalz drastisch angehoben. Beide monomeren Antioxidationsmittel, d.h. BHS und BHC, können verwendet werden, um Polymerbindungs-Antioxidationsmittel herzustellen, z.B. durch Schmelz-Auf-polymerisieren auf Polyethylen.

     

Über die Löslichkeit von Na2SeO4 und das Verhalten von Na2SeO4·10H2O in organischen Lösungsmitteln

Zusammenfassung Untersucht wurde die Löslichkeit von Na₂SeO₄ in den organischen Lösungsmitteln CH₃OH, C₂H₅OH,n-C₃H₇OH und Aceton bei 20°, 30°, 40°, 50°C und die Dichte der so erhaltenen gesätt. Lösungen bestimmt. Das Verhalten von Na₂SeO₄·10 H₂O zu diesen organischen Lösungsmitteln zeigte Entwässerung zu Na₂SeO₄ in CH₃OH und C₂H₅OH, während bein-C₃H₇OH und Aceton der Entwässerungsprozeß nicht zu Ende geht. Es wurde auch die Löslichkeit von Na₂SeO₄·10 H₂O in obigen Lösungsmitteln sowie die Dichte der Lösungen bestimmt.

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The solubility of Na₂SeO₄ and the behaviour of Na₂SeO₄·10H₂O in organic solvents

The solubility of Na₂SeO₄ in the organic solvents CH₃OH, C₂H₅OH,n-C₃H₇OH and acetone at 20°, 30°, 40° and 50°C has been determined, and the specific gravity of the solutions measured. The behaviour of Na₂SeO₄·10 H₂O in the same solvents was also studied. Dehydration to Na₂SeO₄ occurs in CH₃CH and C₂H₅OH, whereas inn-C₃H₇OH and acetone, dehydration is incomplete. The solubility of Na₂SeO₄·10 H₂O in these solvents and the specific gravity of the solutions have also been determined.

     

Untersuchungen zur Extraktion Selenorganischer Verbindungen mit Ketonen als Reaktionspartner aus salzsauren L?sungen

Zusammenfassung Die Extraktion von Selen(IV)-organischen Ketonverbindungen mit inerten organischen Lösungsmitteln aus salzsauren Lösungen wird systematisch untersucht. Verwendet wurden 70 aliphatische, aromatische, cyclische und heterocyclische Ketone sehr unterschiedlicher Struktur. Es wurden Verbindungen extrahiert, bei denen ein -Wasserstoffatom der der CO-Gruppe benachbarten CH₂-Gruppe substituiert wird. Zum Verständnis des Extraktionsmechanismus und zur günstigsten Festlegung der äußeren Bedingungen für eine hochselektive Extraktion werden die Geschwindigkeitskonstanten der einzelnen Ketone mit Se(IV) berechnet und mehrere organische Lösungsmittel in den Kreis der Untersuchungen einbezogen. Durch ¹H-NMR-Spektroskopie wird die besonders azide Eigenschaft der der CO- benachbarten CH₂-Gruppe bestätigt.

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Studies on the solvent extraction of selenium organic compounds from hydrochloric acid media using ketones as reagentsA systematic analysis

Summary Systematic studies on the solvent extraction of selenium(IV) organic keto-compounds from hydrochloric acid media are carried out using inert organic solvents. About 70 aliphatic, aromatic, cyclic and heterocyclic ketones of very different structures are used. The compounds are extracted by substituting an -hydrogen atom of the CH₂-group adjacent to the carbonyl function. The rate constants of the single ketones with selenium(IV) are calculated and conclusions are drawn for several organic solvents to understand the extraction mechanism and to define the conditions for a highly selective extraction. The special acidity of the CH₂-group adjacent to the CO-function is confirmed by ¹H-NMR-spectroscopy.

Für die Gewährung eines Stipendiums (L.F.) danken wir der Alexander von Humboldt-Stiftung.     

Water analysis by Zeeman atomic absorption spectrometry

Summary The determination of trace element concentrations in fresh and marinewaters presents many difficulties because the quantities generally found are below ppb. It is possible to achieve such low detection limits by extraction followed by atomic absorption spectrometry with electrothermal atomization, provided errors due to non-specific absorption are eliminated as completely as possible. The employment of the Zeeman effect gave a mean for effective correction.The techniques selected for the determination of trace metallic elements are based on the analysis of dry residues for fresh waters and on extraction by organic solvents or ion-exchange resins for fresh and marine waters. In the case of brines, some elements are determined directly, making the Zeeman correction and employing a modifier of the matrix.

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Wasseranalyse mit der Zeeman-AAS

Zusammenfassung Die Bestimmung von Elementspuren in Süß- und Meereswasser bietet Schwierigkeiten, da die Konzentrationen unter dem ppb-Bereich liegen. Solche niedrigen Nachweisgrenzen lassen sich durch Extraktion mit nachfolgender AAS mit elektrothermischer Atomisierung erreichen, vorausgesetzt, daß Fehler durch nicht-spezifische Absorption möglichst eliminiert werden. Dazu wurde der Zeeman-Effekt benutzt. Das beschriebene Verfahren beruht auf der Analyse von Trockenrückständen bei Süßwasser bzw. der Extraktion mit organischen Lösungsmitteln oder Ionenaustauschern bei Süß- und Meereswasser. Im Falle von Solen können einige Elemente direkt mit Hilfe von Zeeman-Korrektur und Matrixmodifizierung bestimmt werden.

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Lecture given at the Collogium on the Analysis of Solids by AAS, Wetzlar, October 8–10, 1984     

Fluorimetric microdeterminations in organic solvents by using mercurated fluorescein

Summary To identify and determine amounts above 10^–10 mole of such substances as thiols, dithiocarbamates and thioureas in organic solvents, the use of an alcoholic solution of tetramercurated fluorescein (TMF) with oxine or prominal has been suggested. The determination is based on the displacement of oxine or prominal from their complexes with TMF and recording the change in fluorescence. The fluorescence of TMF complexes relative to the prominal complex as reference has been established for aqueous and organic solvent media. Fluorimetric titration with TMF-oxine and TMF-prominal is illustrated by determination of butanethiol in chloroform and thiomalic acid in hexanol.

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Zusammenfassung Zum Nachweis und zur Bestimmung von Thiolen, Dithiocarbamaten, Thioharnstoffderivaten und ähnlichen Verbindungen in organischen Lösungsmitteln wird die Verwendung einer alkoholischen Lösung von tetramercuriertem Fluoreszein (TMF) mit Oxin bzw. mit Prominal vorgeschlagen. Die Bestimmung beruht auf der durch Dekomplexierung verursachten Fluoreszenzänderung. Die Fluoreszenz von TMF-Komplexen wurde mit der von Prominalkomplexen in Wasser und in organischen Lösungsmitteln verglichen. Als Beispiel für fluorimetrische Titrationen mit TMF—Oxin wurde die Bestimmung von Butanthiol in Chloroform, für die Titration mit TMF—Prominal die Bestimmung von Thioäpfelsäure in Hexanol beschrieben. Der Schnittpunkt zweier Geraden zeigt den Endpunkt an.