Novel electroanalytical techniques for pollution analysis

Summary Two new analytical techniques are described. The so-called injection technique operates on evaluating a dynamic concentration signal as a result of following the concentration change in a certain part of a flow-through channel after injecting a sample or reagent at a small volume into the current of an appropriate solution flowing at a constant rate.The second technique, the programmed coulometric titration technique, also uses the flow-through channel principle; that means this novel technique allows the more precise titrimetric way of analysis in flowing solutions. In the case of both techniques potentiometric and voltammetric detectors were involved. Several examples proved the multifold advantages of these techniques for environmental analysis.

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Neue elektroanalytische Verfahren für die Umweltanalyse

Zusammenfassung Zwei neue Methoden werden beschrieben. Die sog. Injektionstechnik wertet ein dynamisches Konzentrationssignal aus, das sich aus der Änderung in einem Durchflußkanal ergibt, wenn Probe oder Reagens in kleinen Volumina in einen konstant fließenden Flüssigstrom injiziert werden. Das zweite Verfahren, die programmierte coulometrische Titration, erlaubt die Anwendung der genaueren titrimetrischen Technik auf fließende Lösungen. Bei beiden Methoden werden potentiometrische und voltammetrische Detektoren verwendet. Mehrere Beispiele zeigen die vielfachen Vorteile dieser Verfahren bei der Anwendung auf die Analyse von Umweltmaterial.

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

Assessment of drinking water radioactivity content by liquid scintillation counting: set up of high sensitivity and emergency procedures

In our institute, different procedures have been developed to measure the radioactivity content of drinking water both in normal and in emergency situations, such as those arising from accidental and terrorist events. A single radiometric technique, namely low level liquid scintillation counting (LSC), has been used. In emergency situations a gross activity screening is carried out without any sample treatment by a single and quick liquid scintillation counting. Alpha and beta activities can be measured in more than one hundred samples per day with sensitivities of a few Bq/L. Higher sensitivity gross alpha and beta, uranium and radium measurements can be performed on water samples after specific sample treatments. The sequential method proposed is designed in such a way that the same water sample can be used in all the stages, with slight modifications. This sequential procedure was applied in a survey of the Lombardia district. At first tap waters of the 13 largest towns were examined, then a more detailed monitoring was carried out in the surroundings of Milano and Lodi towns. The high sensitivity method for the determination of uranium isotopes was used to check the presence of depleted uranium in Lake Garda. Reduced equipment requirements and relative readiness of radiochemical procedures make LSC an attractive technique which can also be applied by laboratories lacking specific radiochemistry facilities and experience.     

Bestimmung von Ascorbinsäure auf Grund ihrer in einem Landolt-System ausgeübten reduzierenden Wirkung

Zusammenfassung Im Bromat-Jodid-Ascorbinsäure-System hängt die Zeit, die bis zur Jodausscheidung vergeht, von der Konzentration der Ascorbinsäure ab. Unter entsprechenden Versuchsbedingungen ist die Reaktionszeit proportional der Ascorbinsäurekonzentration. Danach kann die Ascorbinsäure sowohl mit Hilfe der Simultankomparationsmethode, als auch chronometrisch bestimmt werden. Die Genauigkeit ist ± 3% im Bereich von 5 bis 300g/5 ml. Die Grenzen der Bestimmung sind 1g bzw. 1000g Ascorbinsäure in 5 ml.

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Determination of ascorbic acid on the basis of its reducing action in a landolt system

Summary In the bromate-iodide-ascorbic acid system, the time that elapses until the iodine appears is dependent on the concentration of the ascorbic acid. Under appropriate experimental conditions, the reaction time is proportional to the ascorbic acid concentration. Accordingly, the ascorbic acid may be determined with the aid not only of the simultaneous comparison method but also chronometrically. The precision is ± 3% in the 5–300g/5 ml range. The limits of the determination are 1g and 1000g ascorbic acid in 5 ml respectively.

     

Effect of the specific activity of the tracer on rat luteinizing hormone radioimmunoassay

Rat luteinizing hormone /LH/ was labelled with¹²⁵I by the Chloramine T method.¹²⁵I-LH, used as tracer in radioimmunoassay, was separated from the labelling reaction mixture by gel filtration. By using the proper protein/radioiodine ratio in the labelling reaction mixture the specific activity of¹²⁵I-LH was adjusted to 2.5–20.5 MBq g^–1. The influence of the specific activity on the assay parameters as well as on the tracer stability was investigated.     

Die katalytischen Reaktionen bei der Spurenanalyse und die Untersuchung ihrer Mechanismen. II Untersuchung der Tiron—H2O2-Reaktion

Zusammenfassung Die Oxydation von Tiron durch H₂O₂ in basischem Milieu wird durch Kobalt stark katalysiert. Die katalysierten Vorgänge sind p_H-abhängig. Im p_H-Bereich 9 bis 11 entsteht ein rotes Oxydationsprodukt unbekannter Struktur; wahrscheinlich handelt es sich um ein o-Chinonderivat. Mit Hilfe der katalytischen Reaktion können 10^–4 g Kobalt/5 ml nachgewiesen werden. In diesem p_H-Bereiche stabilisiert Tiron H₂O₂ bei 100° C, bei 40° C jedoch katalysiert es — in Abhängigkeit von der Konzentration des Tirons — den Zerfall des H₂O₂. Der Effekt spielt im Mechanismus der katalysierten Reaktion wahrscheinlich eine Rolle, doch können die Zusammenhänge an Hand der bisher veröffentlichten Angaben nicht klar gedeutet werden. Der die Reaktion begleitende bzw. ihr folgende Nebenvorgang kann auf den katalytischen Zerfall des H₂O₂ · OOH-Komplexes zurückgeführt werden. Zwischen p_H 7 und 9 entsteht bei der katalysierten Reaktion Semichinon, über p_H 11 oxydiert Tiron das Semichinon unter Ringspaltung und Abspaltung von 1 Mol Sulfat zu Verbindungen, die Säurecharakter tragen.

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Summary The oxidation of Tiron by H₂O₂ in basic milieu is strongly catalyzed by cobalt. The catalyzed reactions are p_H-dependent. A red oxidation product of unknown structure results in the p_H range 9 to 11; probably it is ano-quinone product. As little as 10^–4 g cobalt/5ml can be detected by this catalytic action. In this p_H region, Tiron stabilizes H₂O₂ at 100° C, but at 45° C it catalyzes the decomposition of H₂O₂, in relation to the concentration of the Tiron. The effect probably plays a rôle in the mechanism of the catalyzed reaction, but the up to now published informations are not sufficient to clarify the relationships. The auxiliary process, accompanying or following the reaction, can be attributed to the catalytic decomposition of the H₂O₂-OOH^– complex. Semiquinone is produced by the catalytic reaction between p_H 7 and 9, above p_H 11, the Tiron oxidizes the semiquinone with opening of the ring and splitting off of 1 mol of sulfate yielding compounds which have an acidic character.

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Résumé L'oxydation du Tiron par H₂O₂ en milieu basique est fortement catalysée par le cobalt. Les processus de catalyse dépendent du p_H. Dans le domaine de p_H de 9 à 11, il apparaît un produit d'oxydation rouge, de structure inconnue; il s'agit probablement d'un dérivé de l'o-quinone. La réaction catalytique permet de déceler 10^–4 g cobalt/5 ml. Dans ce domaine de p_H, à 100° C le Tiron stabilise l'eau oxygénée et à 45° C, suivant sa concentration, il catalyse la décomposition de l'eau oxygénée. L'effet joue probablement un rôle sur le mécanisme de la réaction catalysée; on ne peut pourtant pas interpréter clairement ces relations au moyen des indications publiées jusqu'ici. Le processus secondaire qui accompagne la réaction ou qui la suit, peut être ramené à la décomposition catalytique du complexe H₂O₂-OOH^–. Entre p_H 7 et 9, la réaction catalysée donne naissance à une semiquinone; au-dessus de p_H 11, le Tiron oxyde la semi-quinone avec ouverture du cycle et élimination d'une mole de sulfate ce qui donne ensuite des composés qui portent le caractère acide.

     

Synthesis and electrochemistry of Group 6 tetracarbonyl (N,N′-bis(ferrocenylmethylene)ethylenediamine)metal(0) complexes

Thermal substitution reaction of Cr(CO)₄(η^2:2-1,5-cyclooctadiene), Mo(CO)₄(η^2:2-norbornadiene), and W(CO)₅(η²-bis(trimethylsilyl)ethyne) with N,N′-bis(ferrocenylmethylene)ethylenediamine (bfeda) yields M(CO)₄(bfeda) complexes which could be isolated from the reaction solution and characterized by elemental analysis, MS, IR, and NMR spectroscopy. In the case of tungsten, W(CO)₅(bfeda) is formed as intermediate and then undergoes the ring closure reaction yielding the ultimate product W(CO)₄(bfeda). The electrochemical behavior of the M(CO)₄(bfeda) complexes was studied by using cyclic voltammetry (CV) and differential pulse voltammetry (DPV) in dichloromethane with tetrabutylammonium tetrafluoroborate as electrolyte. Constant potential electrolysis of the complexes was performed successively at their peak potentials at 0 °C in their CH₂Cl₂ solution and the electrolysis was followed by in situ recording the electronic absorption spectra in every 5 mC. In the electrolysis of Cr(CO)₄(bfeda), the central Cr(0) is oxidized first and electrolysis continues with oxidations of two ferrocenyl groups until the end of totally three moles of electron passage per mole of complex. In the electrolysis of Mo(CO)₄(bfeda) and W(CO)₄(bfeda) the first oxidation occurs on the central atom forming a short-lived species which undergoes an intramolecular one-electron transfer and is reduced back to M(0) while one of the ferrocene units is oxidized to the ferrocenium cation at the same time. This indicates that the electron is transferred from iron to the central metal atom.     

Atomic spectroscopy for detection in thermal analysis

An atomic absorption spectrophotometer is coupled to a conventional thermoanalytical quartz furnace as used for TG and DTG to detect the thermally evolved products. In this combined system, the dry aerosol (smoke) obtained by cooling the vapour evolved is transported from the furnace to the flame for metal-specific atomic absorption detection. The particular design of the furnace outlet promotes the formation of stable aerosols. Optimum experimental conditions were determined, using zinc chloride solution, by varying the specimen mass, the heating rate and the flow rate of the furnace gas at a linear temperature program. The absorbancevs. temperature curves obtained with this method for various zinc compounds are compared with the corresponding DTG curves. The applicability of the technique for studying heterogeneous reactions with carbon tetrachloride and hexane vapours is presented. The utilization of an atomic absorption spectrophotometer equipped with a quartz cuvette for detecting the thermal evolution of mercury vapours is described, as well as detection potentials by molecular absorption (for NO and NH₃) and light scattering (for smoke evolved from organic matter). The results obtained with the suggested methods may, in some respects, valuably complement the results achieved with DTG and with flame ionization detection.

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Zusammenfassung Ein Atomabsorptionsspektrometer wurde mit einem konventionellen thermoanalytischen Quarzofen gekoppelt um thermische Abspaltprodukte nachzuweisen. In diesem kombinierten System wird das durch Kühlung des entwickelten Dampfes erhaltene Aerosol (Rauch) vom Ofen in die Flamme für den metallspezifischen Atomabsorptionsnachweis übergeleitet. Die spezielle Ausbildung der Austrittsöffnung gewährleistet die Bildung eines stabilen Aerosols. Die optimalen Versuchsbedingungen wurden durch Zinkchloridlösungen bei Anderung der Probenmasse, der Aufheizgeschwindigkeit und der Strömungsgeschwindigkeit des Ofengases im linearen Temperaturprogramm ermittelt. Die mit dieser Methode für verschiedene Zinkverbindungen erhaltenen Absorptions—Temperatur-Kurven wurden mit den entsprechenden DTG-Kurven verglichen. Die Anwendbarkeit dieser Technik bei dem Studium heterogener Reaktionen mit Kohlenstofftetrachlorid und Hexandämpfen wird gezeigt. Der Einsatz eines mit einer Quarzküvette zum Nachweis der thermischen Entwicklung von Quecksilberdampf versehenen Atomabsorptionsspektrometers wird beschrieben, sowie die Nachweisgrenze durch molekulare Absorption (für NO und NH₃) und Lichtstreuung (für aus organischem Material entwickelten Rauch). Die bei den beschriebenen Methoden erhaltenen Ergebnisse können, in mancher Hinsicht, die durch DTG und Flammenionisationsnachweis erhaltenen Ergebnisse wertvoll ergänzen.

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Presented in part at the 24th Hungarian Conference on Analytical Sptecroscopy, Miskolc, June 15–18, 1981. Abstracts pp. 159–162.

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The authors wish to express their thanks to S. Gál for his assistance in the present application of the temperature programmer developed by him and his group, and for the valuable discussions on the subject. Thanks are also due to K. Tomor and J. Kmives who participated in the comparative thermoanalytical measurements and their analysis.     

Analysis of Azithromycin in Human Plasma by LC–MS–MS

A simple sensitive and selective liquid chromatographic–tandem mass spectrometric method was developed and validated for the quantification of azithromycin in human plasma. Roxithromycin was used as the internal standard. The chromatographic separation was performed on a SunFire C18, 50 mm × 2.1, 3.5 μm column at 30 °C with mobile phase consisted of 1.54 g ammonium acetate, 250 mL water, 570 mL acetonitrile, 180 mL methanol and 0.6 mL glacial acetic acid. Flow rate was 0.2 mL min⁻¹. The work-up procedure involved a liquid–liquid extraction of the compounds. Mass spectrometric data were acquired in single ion monitoring. MRM mode of the ions 749.58 > 591.6 and 837.64 > 158.2 for azithromycin and roxithromycin, respectively. The method was validated in the concentration range of 2–1,000 ng mL⁻¹. Absolute recovery of azithromycin was 81.97%. Retention time for azithromycin was 0.9 and 1.1 min for roxithromycin. The run time was 2 min. This method was found suitable to analyse human plasma samples for application in pharmacokinetic, pharmacodynamic, bioavailability/bioequivalance studies.

     

Etude des métastannates de cadmium par spectrographie d'absorption infrarouge entre 5 et 40μ. Solutions solides entre l'oxyde d'étain et Poxyde de cadmium

Résumé Par chauffage à 1000° de mélanges d'oxyde stannique et d'oxyde de cadmium en proportions diverses, comme par déshydratation de précipités mixtes des hydroxydes correspondants, il se forme une série de solutions solides de l'oxyde de cadmium dans l'oxyde d'étain. Elles sont solubles dans l'acide chlorhydrique et présentent un spectre d'absorption infrarouge caractéristique que l'on a comparé avec celui des 2 métastannates de cadmium CdSnO₃, l'un de type ilménite, l'autre de type perovskite.

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Summary By heating various mixture of stannic oxide and cadmium oxide to 1000° C, a series of solid solutions of cadmium oxide in stannic oxide results as is the case when mixed precipitates of the corresponding hydroxides are dehydrated. They are soluble in hydrochloric acid and yield a characteristic infrared absorption spectrum that was compared with that of the two cadmium métastannates CdSnO₃, one of the ilmenite type, the other of the perovskite type.

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Zusammenfassung Erhitzt man verschieden zusammengesetzte Gemische von Zinnoxid und Cadmiumoxid auf 1000° C oder werden Mischfällungen der entsprechenden Hydroxide dehydratisiert, so entsteht eine Reihe fester Lösungen von Cadmiumoxid in Zinnoxid. Sie sind in Salzsäure löslich und zeigen ein charakteristisches Absorptionsspektrum im IR. Dieses wurde mit dem Spektrum zweier Cadmium-Metastannate (CdSnO₃) vom Typus des Ilmenits bzw. Perovskits verglichen.