Square-wave polarographic determination of traces of copper in water

Summary A square-wave polarograph [3] has been used to determine trace amounts of copper in potable water and in Iowa River water. By using a combination of sodium chloride (1.0 M) and perchloric acid (0.07 M) as a supporting electrolyte under acidic conditions (pH<1), 2 ppb copper could be determined in the samples without and with preconcentration. Copper in the samples was determined with reproducibility of ± 0.13 ppb and so this technique is more reliable than a more used determination of complex salts by atomic absorptionspectrophotometry.

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Bestimmung von Spuren Kupfer in Wasser durch Square-Wave-Polarographie

Zusammenfassung Ein früher [3] beschriebener Square-Wave-Polarograph wurde zur Spurenbestimmung von Kupfer in Trink- und Flußwasser (Iowa River) benutzt. Der verwendete Grundelektrolyt war 1,0 M an NaCl und 0,07 M an HClO₄ (pH<1). Noch 2 ppb Cu konnten mit und ohne Vorkonzentrierung bestimmt werden. Die Reproduzierbarkeit war ± 0,13 ppb. Das Verfahren ist zuverlässiger als die Bestimmung über Komplexsalze durch Atomabsorptionsspektrophotometrie.

One of the authors wishes to thank Prof. Dr. F. Duke for the acception at the University of Iowa and Prof. Dr. B. Teak for the discussion.     

Determination of cadmium, lead and copper in wine by differential pulse anodic stripping voltammetry

Summary The simultaneous determination of cadmium, lead and copper in wine by differential pulse anodic stripping voltammetry at the hanging mercury drop electrode is described. The wine samples are decomposed in a mixture of sulphuric acid and hydrogen peroxide at 180° C. The procedure is controlled by recovery tests and compared with other wet digestion methods. The results for ten red and white wine samples of different origin are given. The lead values (65–230 ppb) were below the accepted maximum level for this metal, but some of the wines contained relatively large amounts of copper (0.08–1.04 ppm). Very low values (1.4–6.6 ppb) were found for cadmium.

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Bestimmung von Cadmium, Blei und Kupfer in Wein durch Differentialpulse-anodic-stripping Voltammetrie

Zusammenfassung Bei dem beschriebenen Verfahren werden die Proben mit Schwefelsäure/Wasserstoffperoxid bei 180° C aufgeschlossen. Recovery Tests und Vergleiche mit anderen Naßaufschluß-methoden wurden durchgeführt. Ergebnisse für 10 Proben von Rot- und Weißweinen verschiedenen Ursprungs werden angegeben. Die Bleigehalte (65–230 ppb) lagen unter den zugelassenen Maximalwerten. Einige Weine wiesen jedoch relativ hohe Kupfergehalte auf (0,08–1,04 ppm). Cadmium wurde nur in sehr geringen Mengen gefunden (1,4–6,6 ppb).

We would like to thank A/S Vinmonopolet for supplying the wine samples, and the Royal Norwegian Council for Scientific and Industrial Research for a postdoctoral fellowship (M. Oehme).     

Zur Invers-Voltammetrie einiger Kupferchelate an der Kohlepaste-Elektrode. Bestimmung von Kupfer in Trinkwasser durch Oxidation von Kupferdithiooxamid

Zusammenfassung Dithiooxamid, 2,2-Bichinolin, Neocuproin und Bathocuproin lassen sich ebenso wie die entsprechenden Kupferchelate an der Kohlepaste-Elektrode oxidieren. Besonders Dithiooxamid ist für die Bestimmung von Kupfer im ppb-Bereich auch in Gegenwart eines 10⁵-fachen Überschusses anderer Metalle geeignet. — Zur invers-voltammetrischen Kupferbestimmung als Gleichstromverfahren in Trinkwasser genügt bei 3 min Vorelektrolysedauer ein Probenvolumen zwischen 1 und 10 ml. Die Oxidation des Kupferdithiooxamid-chelats erfolgt in acetatgepuffertem Leitelektrolyten (pH 4,1) bei +0,25 V (Bezugselektrode: Ag/AgCl/KCl gesätt). — Das beschriebene Verfahren hat gegenüber der Kupferbestimmung an einer Quecksilberelektrode den Vorteil, weniger störanfällig zu sein. Die Durchführung einer Bestimmung nach der Additionsmethode nimmt etwa 15min in Anspruch.Herrn Prof. Dr. E. Blasius zum 60. Geburtstag gewidmet     

Determination of copper in niobium in the sub-ppm range by differential pulse anodic stripping voltammetry

Summary Low levels of copper in niobium may be determined rather rapidly and accurately by differential pulse anodic stripping voltammetry (DPASV). Three sigma detection limit of about 10 ppb can be achieved with a stripping time of 10 min. Wire, sheet and rod samples are dissolved by anodic oxidation in methanol and powder samples in a mixture of hydrofluoric acid and nitric acid. The methanolic solution is transferred into an aqueous one by the addition of an aqueous 1 M oxalic acid solution and by the evaporation of the methanol. The oxalic acid and oxalic acid + hydrofluoric acid solutions, respectively, are analysed by DPASV without any separation of the matrix. Only a few metals interfere with the copper signal when they are present in large excess, but these interferences can be overcome by changing the electrolyte, the solution or the pH. — This method can also be applied to the determination of copper in niobium salts that are soluble in oxalic acid or in hydrofluoric acid.

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Bestimmung von Kupfer in Niob im Sub-ppm-Bereich durch inverse differenzielle Pulspolarographie

Zusammenfassung Niedrige Gehalte an Kupfer in Niob können ziemlich schnell und genau mit Hilfe der inversen differenziellen Pulspolarographie bestimmt werden. Mit einer Anreicherungszeit von 10 min erreicht man eine Drei-Sigma-Nachweisgrenze von ungefähr 10 ppb. Draht-, Platten- und Stangenproben werden durch anodische Oxidation in Methanol und Pulverproben in einer Mischung aus Flußsäure und Salpetersäure gelöst. Die methanolische Lösung wird durch Zugabe von 1 M Oxalsäure und durch Verdampfen des Methanols in eine wäßrige Lösung überführt. Die oxalsaure Lösung ohne bzw. mit Flußsäure wird mit Hilfe der inversen differentiellen Pulspolarographie ohne Abtrennen der Matrix analysiert. Nur wenige Metalle stören die Kupferstufe, wenn sie in großem Überschuß zugegen sind. Man kann diese Störungen u.a. durch Änderung des Elektrolyten, durch Lösungswechsel oder pH-Änderung beseitigen. — Diese Analysenmethode kann auch bei der Bestimmung von Kupfer in Niobsalzen angewandt werden, die sich in Oxalsäure oder Flußsäure lösen.

Presented in part at the International Symposium on Microchemical Techniques, Davos, Switzerland, May 22–27, 1977     

Contributions to automated trace analysis

Summary A reliable and robust automated device for simultaneous voltammetric analysis (by differential pulse anodic stripping voltammetry) of several of the most toxic trace metals (Cu, Pb, Cd, Zn) in drinking and ground water is described. It enables in water works the required round the clock on line-monitoring of drinking water over extended periods (one week or longer) without supervision by staff. The device consists of adapted commercial polarographic instrumentation, a punch card program controller and automatic sampling and standard addition facilities. Extended tests under realistic routine working conditions in water works over several months have established the suitability and the potentialities of the concept and the satisfactory performance of the device.Ref. [4], [10] and [11] referring to automated flameless AAS methods for the study of biological materials constitute part I–III of this series     

Invers-voltammetrische Untersuchungen zur Speziation des Quecksilbers in Flu?wasser

Zusammenfassung Bindungscharakteristik und Bindungskapazität der Oberflächenwässer des anthropogen stark belasteten Ginsheimer Altrheins gegenüber dem Quecksilber wurden mittels der Differential-Pulse Anodic Stripping Voltammetrie (DPASV) untersucht. In den Wasserproben lag das Quecksilber bei einer durchschnittlichen Gesamt-Hg-Konzentration von 6,4 g/l zu 100% stabil gebunden vor. Auch bei pH 3 war die Bindungskapazität der untersuchten Wasserproben gegenüber dem Quecksilber noch ca. 70%. Es wird angenommen, daß für diese hohe Bindungskapazität sowohl natürliche als auch künstliche Chelatbildner verantwortlich sind.

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Investigation of mercury speciation in river water by anodic stripping voltammetry

Summary The binding characteristics and binding capacity of Ginsheimer Altrhein river water in respect to mercury were investigated by differential-pulse anodic stripping voltammetry (DPASV). With an average concentration of 6.4 g/l mercury was completely bound and not exchangeable. Even at a pH 3 70 % of mercury was similarly complexed. It is assumed that naturally occurring macroligands as well as artificial chelating ligands are responsible for this high binding capacity.

Die Untersuchungen wurden durch Mittel der Deutschen Forschungsgemeinschaft (To 53/5-8) unterstützt.     

Prevention of contamination and other accuracy risks in voltammetric trace metal analysis of natural waters

Summary General and specific contamination factors affecting accuracy of results in heavy metal analysis at the trace level, with particular reference to the determination of Zn, Cd, Pb, Bi and Cu, are evaluated. Precautions are described to achieve a contamination controlled laboratory in general and manipulation places in particular. Pretreatment and cleaning procedures for sampling bottles and other labware, contamination-free filtration of samples and their long-term storage are dealt with. The recommended procedures ensure a satisfactory elimination of contamination and emphasize the significance of the described preparatory steps and precautions during sample handling, to achieve accurate and consequently relevant analytical results, points which have been frequently underestimated in the past.Taken from the Doctor Thesis L. Mart, RWTH Aachen, 1979     

Automatic amperometric microtitration of barbiturates with mercury(II) at the glassy carbon electrode

Summary The amperometric, mercurimetric microtitration of barbiturates at the glassy carbon electrode with an improved model of an automatic recording titrator is described. The reduction of mercury at the glassy carbon electrode has been studied by automatic steady-state voltammetry. A new, two-phase titration (Na acetate/organic solvent) and two methods of which the medium (KNO₃ resp. Na acetate) of the titration has been described in literature, are compared with a macro reference titration. Phenobarbital, sodium phenobarbital, barbital, sodium barbital, sodium amobarbital and pentobarbital have been titrated. The two-phase titration is better than the other two methods for samples in the range of 10^–4–10^–5 M. The titration of 50 g of barbiturate is possible with a precision and accuracy of about 2%.

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Automatische amperometrische Mikrotitration von Barbituraten mit Quecksilber(II) an der glasartigen KohlenstoffelektrodeVergleich von Ein- und Zweiphasentitrationen

Zusammenfassung Für die Titrationen wurde ein verbesserter automatisch registrierender Titrator benutzt. Die Reduktion des Quecksilbers an der Kohlenstoffelektrode wurde mit Hilfe der automatischen steady-state Voltammetrie untersucht. Eine neuartige Zweiphasentitration (Naacetat/organ. Lösungsmittel) sowie zwei Verfahren in bekannten Medien (KNO₃ bzw. Na-acetat) wurden mit einer Makrotitration verglichen. Phenobarbital, Phenobarbitalnatrium, Barbital, Barbitalnatrium, Amobarbitalnatrium und Pentobarbital wurden titriert. Für den Konzentrationsbereich 10^–4 bis 10^–5 M ist das Zweiphasenverfahren am besten geeignet. Eine Titration von 50 g eines Barbiturats ist auf etwa 2% genau durchzuführen.

     

Selective spectrographic determination of trace elements in pure copper

Summary For the determination of various trace elements with the globule-arc technique a method is used where individual shutters are employed in front of the film plane of the spectrograph. The shutters are automatically operated by a conventional tape reader. It permits to optimate the sensitivity in tracing various elements as the analytical lines are registered only at maximum vaporization and excitation. Further it is possible to eliminate coincidence of some lines by using one shutter for each element to be determined. In the analysis a 2m ARL grating spectrograph with photographic registration is used. A sample of 1 g is placed on a carrier electrode of copper. Graphite is used as counter electrode. The sample is melted in a 9 A continuous direct current arc. The total time of exposure is 240 s.

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Selektive spektrographische Bestimmung von Elementspuren in reinem Kupfer

Zusammenfassung Zur Bestimmung von Elementspuren in Kupfer mit der Kugelbogenmethode werden individuelle Blenden vor der Filmebene des Spektrographen verwendet, die automatisch durch ein konventionelles Lochstreifengerät gesteuert werden. Dadurch wird eine optimale Empfindlichkeit für jedes Element erzielt, da die Analysenlinien nur bei maximaler Verdampfung und Anregung aufgenommen werden. Außerdem werden Koinzidenzen vermieden, da für jedes Element eine Blende verwendet wird. Zur Anwendung kommt ein 2m ARL Gitterspektrograph mit photographischer Registrierung. Eine 1 g-Probe wird auf eine Trägerelektrode aus Kupfer gegeben, wobei Graphit als Gegenelektrode dient. Die Probe wird in einem kontinuierlichen Gleichstrombogen von 9 A geschmolzen. Die Gesamtbelichtungszeit beträgt 240 s.

     

Vorschlag zur Bestimmung des Selens im Trinkwasser

Ohne Zusammenfassung

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Proposed determination of selenium in potable water

     

Determination of mercury and mercury compounds in air and other non-corrosive gases

Summary Mercury is adsorbed on cellulose powder and activated charcoal. The contents of the adsorber are burnt in the oxy-hydrogen flame, and the mercury determined by the flameless atomic absorption procedure. The method is applicable to mercury present as metallic vapour, organo mercurical compounds and particulate matter containing adsorbed mercury compounds. The combustion step eliminates all possible non-atomic absorption interferences in the measuring procedure and ensures quantitative recovery of the mercury from the adsorption material.Quantitative adsorption recovery over a wide range of flow rate from 2–200 l/h allows the use of small battery operated pumps for personal monitoring, or vacuum pumps for high speed and large volume sampling. The range of flow rate makes isokinetic sampling conditions possible.

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Bestimmung von Quecksilber und Quecksilberverbindungen in Luft und anderen nicht korrodierenden Gasen

Zusammenfassung Quecksilber wird an Cellulosepulver und Aktivkohle adsorbiert. Der Inhalt des Adsorbers wird in der Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme verbrannt und das Quecksilber durch flammenlose Atomabsorption bestimmt. Die Methode erfa\t Quecksilber als Metalldampf, in Form von Organo-Quecksilberverbindungen sowie Quecksilberverbindungen, die an Staubpartikel adsorbiert sind. Die Verbrennung in der Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme eliminiert Störungen durch nicht-atomare Absorption bei der AAS-Messung und garantiert die quantitative Erfassung des adsorbierten Quecksilbers.Die quantitative Adsorption über einen gro\en Bereich der Durchflu\geschwindigkeit von 2–200 l/h erlaubt batteriebetriebene Pumpen für die Quecksilbermessung am Mann, oder den Einsatz von Vakuumpumpen für die Probenahme bei hoher Durchflu\rate und gro\em Probenvolumen. Der gro\e Bereich der Durchflu\rate gestattet isokinetische Bedingungen für die Probenahme.

     

Atomic-absorption determination of copper impurities in zirconium salts using an air-acetylene flame

Summary An AAS method is described for the direct determination of traces of copper in zirconium(IV) oxide chloride and nitrate. An interference study of the zirconium matrix is reported. Best conditions for the removal of the suppressive effect of zirconium on the copper signal by addition of hydrofluoric acid are described. Results obtained by analyzing commercial samples from different manufacturers are presented.The author thanks Prof. P. Lanza for helpful discussions.     

Capabilities of voltammetric techniques for water quality control problems

Summary In the first part of the paper, the factors which can be varied to improve the sensitivity of voltammetric and polarographic techniques are discussed. Emphasis is laid on the potentials of techniques, other than the determination of total concentrations of ions, such as chemical speciation, which are often under-rated. Two examples dealing with chemical speciation, namely: a) the study of the properties of hydrolysed iron(III) solutions and the application of cathodic stripping voltammetry to the control of coagulation processes, and b) the study of the interactions between lead ions and natural organic matters (fulvic and humic acids) are given.

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Einsatzfähigkeit voltammetrischer Methoden in der Wasserüberwachung

Zusammenfassung Zunächst werden die Faktoren besprochen, die zur Verbesserung der Empfindlichkeit voltammetrischer und polarographischer Methoden variiert werden können. Dabei werden mehr solche Verfahren betont, die eine chemische Spezifizierung erlauben als solche, die nur die Gesamtkonzentration an Ionen erfassen. Erstere werden oft unterbewertet. Zwei Beispiele werden angeführt: a) Untersuchung der Eigenschaften hydrolysierter Eisen(III)-Lösungen und Anwendung der anodic-stripping Voltammetrie zur Kontrolle von Koagulationsprozessen; b) Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen Bleiionen und natürlichen organischen Substanzen (Fulvound Huminsäuren).

Presented at the 6th Chemical Symposium on Recent Advances in the Analytical Chemistry of Pollutants, April 21–23, 1976; Vienna, Austria