Solid phase extraction and preconcentration of uranium(VI) and thorium(IV) on Duolite XAD761 prior to their inductively coupled plasma mass spectrometric determination

A simple and effective method is presented for the separation and preconcentration of thorium(IV) and uranium(VI) by solid phase extraction on Duolite XAD761 adsorption resin. Thorium(IV) and uranium(VI) 9-phenyl-3-fluorone chelates are formed and adsorbed onto the Duolite XAD761. Thorium(IV) and uranium(VI) are quantitatively eluted with 2 mol L⁻¹ HCl and determined by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS). The influences of analytical parameters including pH, amount of reagents, amount of Duolite XAD761 and sample volume, etc. were investigated on the recovery of analyte ions. The interference of a large number of anions and cations has been studied and the optimized conditions developed have been utilized for the trace determination of uranium and thorium. A preconcentration factor of 30 for uranium and thorium was achieved. The relative standard deviation (N = 10) was 2.3% for uranium and 4.5% for thorium ions for 10 replicate determinations in the solution containing 0.5 μg of uranium and thorium. The three sigma detection limits (N = 15) for thorium(IV) and uranium(VI) ions were found to be 4.5 and 6.3 ng L⁻¹, respectively. The developed solid phase extraction method was successively utilized for the determination of traces thorium(IV) and uranium(VI) in environmental samples by ICP-MS.     

R?ntgenspektrometrische Bestimmung von Eisen-55 in Luftstaub- und Niederschlagsproben

Zusammenfassung Eisen-55 wurde in Neuherberg bei München seit März 1970 in monatlich gesammelten Luftstaubproben und seit Januar 1971 in Monatsniederschlagsproben bestimmt. Nach dem Veraschen der Proben wurde Eisen durch Extraktion' mit Di-iso-propyläther abgetrennt. Zur weiteren Entfernung störender Radionuklide des Fallouts wurde eine Ionenaustauschertrennung angeschlossen. Nach der elektrolytischen Abscheidung des Eisens auf Kupferplättchen wurden die Röntgenspektren mit einem Proportionalzähler sowie einem Si(Li)-Detektor aufgenommen.Die mittlere spezifische Luftaktivität betrug in Neuherberg 1,0 fCi/m³ im Jahr 1970 (ab März), 1,2 fCi/m³ im Jahr 1971 und 0,36 fCi/m³ im Jahr 1972. Die dem Boden durch den Niederschlag zugeführte Aktivität wurde zu 697 pCi/m² · Jahr für 1971 und 178 pCi/m² · Jahr für 1972 bestimmt.Vortrag anläßlich der Tagung Spurenanalyse, 2. bis 5. April 1973 in Erlangen.     

Hochselektive differentialpulspolarographische Spurenbestimmung von Uran (katalytische Nitratreduktion) nach Extraktionsabtrennung

Zusammenfassung Die polarographische Spurenbestimmung von Uran durch katalytische Reduktion des NO ₃ ^– ist eine sehr empfindliche Analysenmethode. Sie kann aber nur unter Ausschluß einer Reihe von störenden Kationen und Anionen durchgeführt werden und erfordert eine genau zusammengesetzte Grundlösung. Darum wurde für das Uran eine einfache und rasche Extraktionsabtrennungsmethode mit Triphenylarsinoxid in CHCl₃ ausgearbeitet. Die Rückextraktion aus der organischen Phase mit 0,02 N Na₂CO₃ und anschließendes definiertes Ansäuern mit HNO₃ ermöglichen die Überführung des Urans in eine für die differentialpulspolarographische Bestimmung geeignete, reproduzierbare Grundlösung. Über 60 untersuchte Kationen und 20 Anionen stören die Bestimmung in weiten Grenzen nicht, was eine vielseitige Anwendung erlaubt. Die Nachweisgrenze liegt bei 1 ppb Uran in wäßriger Lösung. Die relative Standardabweichung beträgt für 100 ppb Uran ±2%.

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Highly selective trace determination of uranium by differential pulse polarography (catalytic nitrate reduction), following extraction separation

Summary The trace determination of uranium by differential pulse polarography, using the catalytic reduction of nitrate is known to be very sensitive, if certain interfering ions are excluded and if the composition of the base solution remains constant. In order to fulfil these conditions a simple and selective method for extracting uranium with triphenylarsine oxide in chloroform was developed. Back extraction with 0,02 N Na₂CO₃ and addition of HNO₃ lead to an appropriate base solution for the determination of uranium by differential pulse polarography. The influence of 60 cations and 20 anions was found to be negligible in a wide range. The limit of detection is about 1 ppb U and the standard deviation with 100 ppb U is ±2%.

Für die Überprüfung des Manuskripts möchte ich den Herren Dr. P. Baertschi und O. Antonsen herzlich danken.     

Spectrographic estimation of Ga, In and Tl in semiconductor grade selenium

Summary An emission spectrographic method for the estimation of Ga, In and Tl in semiconductor grade selenium at less than a ppm concentration has been developed. The impurities were separated from 1 g of selenium by volatilizing it from its solution in nitric acid and sulphuric acid. The residue containing the impurities was dissolved in small amounts of 6 M HCl and was loaded along with the washings on 10 mg mixture containing graphite (90%) and sodium chloride carrier (10%) in the electrode crater. The spectra were excited in a d.c. arc carrying 13 A current. The detection limits lie in the range of 0.0025–0.005 ppm. The precision of the method ranges from 7–12% for these elements. The recoveries of impurities from selenium were confirmed using radioactive tracers.

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Spektrographische Bestimmung von Gallium, Indium und Thallium in Halbleiterselen

Zusammenfassung Eine 1 g-Probe wird in Salpeter- und Schwefelsäure gelöst und die Verunreinigungen durch Verflüchtigung des Selens isoliert. Sie werden in 6 M HCl gelöst und zusammen mit einem Graphit/NaCl-Gemisch (91) in die Elektrode eingebracht. Zur Anregung dient ein Gleichstrombogen (13 A). Die Nachweisgrenzen liegen im Bereich von 0.0025–0.005 ppm, der Variationskoeffizient bei 7–12%. Die Wiedergewinnung der Verunreinigungen wurde mit Hilfe von Radioindicatoren geprüft.

     

Coordination around thorium(IV) in aqueous perchlorate,chloride and nitrate solutions

The coordination around the thorium(IV) ion in aqueous perchlorate, chloride and nitrate solutions has been determined from large angle X-ray scattering measurements. In perchlorate solutions, where inner-sphere complexes are not formed, the first coordination sphere contains 8.0±0.5 water molecules with Th-H₂O bond lengths of 2.48₅ Å. In chloride solutions inner-sphere complexes are formed, which lead to an increase in the coordination number. In nitrate solutions the nitrate ions are bonded as bidentate ligands to the thorium ion. The bond lengths are similar to those found in crystalline hydrates of thorium nitrate. The coordination numbers found for thorium(IV) in solution are compared with previously reported values for lower charged ions of similar size.On leave from Department of Inorganic Chemistry Royal Institute of Technology S-10044 Stockholm Sweden     

Determination of traces of impurities in high-purity sodium chloride by differential pulse polarography and flame spectrometry

Summary Detection limits for the determination of a number of elements in solid sodium chloride by differential pulse polarography, flame absorption and emission spectrometry were established. These methods were used for a quantitative investigation on the distribution of ppm quantities of Cu, Pb, Cd, Zn, Mn, Mg, Sr and Ba between the crystallizate and the mother solution obtained in a partial crystallization of sodium chloride from its saturated solution. Recoveries of the crystallization process, calculated from the results of the analysis, vary from 86% for Pb to 115% for Sr.

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Bestimmung von Spurenverunreinigungen in reinstem Natriumchlorid durch Differential-Pulspolarographie und Flammenspektrometrie

Zusammenfassung Die Nachweisgrenzen für die Bestimmung einer Zahl von Elementen im festen Natriumchlorid wurden mit Differential-Pulspolarographie, Absorptions- und Emissions-Flammenspektrometrie bestimmt. Diese Methoden wurden benutzt zur quantitativen Untersuchung der Verteilung von ppm-Mengen Cu, Pb, Cd, Zn, Mn, Mg, Sr und Ba zwischen kristallisiertem Salz und Mutterlösung bei teilweiser Kristallisation vom Natriumchlorid aus seiner gesättigten Lösung. Die Ausbeuten des Kristallisationsprozesses, berechnet aus den Analysenergebnissen, schwanken von 86% für Pb bis 115% für Sr.

Lecture presented at Euroanalysis I Conference, 28. 8.–1. 9. 1972 in Heidelberg, Germany.     

High resolution field desorption mass spectrometry III

Summary For the examples shown in this study in all cases FD-MS allowed the determination of the molecular weight and the elemental composition. Some of the characteristic features of sulphonic acids and sulphonates in field desorption are described. The method is obviously very well suited for the analysis of non-volatile technical products (e.g. dyestuffs, detergents, drugs). Information about the molecular weight, the structure, organic and inorganic by-products and impurities is obtained and thus the applicability of FD-MS to the analysis of actual analytical problems is clearly demonstrated.

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Hochauflösungs-Felddesorptions-MassenspektrometrieIII. Sulfonsäuren und Sulfonate

Zusammenfassung Für die untersuchten Verbindungen ergab FD-MS in allen Fällen das Molekulargewicht und die Bruttoformel. Einige der charakteristischen Merkmale von Sulfonsäuren und Sulfonaten bei der Felddesorption werden beschrieben. Die Methode ist für die Analyse nichtflüchtiger, technischer Produkte (z. B. Farbstoffe, Detergentien, Pharmazeutica) sehr gut geeignet. Sie liefert Informationen über das Molekulargewicht, die Struktur, organische und anorganische Nebenprodukte und Verunreinigungen.

Part II.: Schulten, H.-R., Games, D. E.: Glycosides. Biomed. Mass Spectrom. 1, 120 (1974).     

Bestimmung von Sauerstoff auf Al-Oberfl?chen durch R?ntgenspektralanalyse mit Prim?ranregung in Kombination mit einem Hei?extraktions-Verfahren

Zusammenfassung Die Röntgenspektralanalyse mit Elektronenstrahlanregung stellt eine leistungsfähige Methode zur Bestimmung von Sauerstoff auf metallischen Oberflächen dar, wenn man das Heißextraktions-Verfahren zur Eichung heranzieht. Dies wird am Beispiel von 99,5%igem Aluminium mit einem Oberflächen-Sauerstoffgehalt von ca. 0,5 g/cm² demonstriert. Die Ergebnisse stehen in guter Übereinstimmung mit denen der Deuteronenaktivierung.Wir danken Frau A. Kahles für ihre exakten Heißextraktionsanalysen und manche sachverständige Anregung sowie Frau Dr. D. Heesen für ihre Hilfe bei der Probenpräparation und den Messungen an der Makrosonde recht vielmals.     

Untersuchung einer Methode zur Bestimmung von Blei, Cadmium, Quecksilber, Arsen und Tellur in Lebensmitteln mit Hilfe der R?ntgenfluorescenzanalyse

Zusammenfassung Der Aufschluß von Nahrungsmitteln tierischen Ursprungs mit Salpetersäure-Schwefelsäure in einer Polyäthylenflasche bei 60° C und mit Salpetersäure in einem Bombengefäß bei 150° C wurde untersucht. Beide Verfahren liefern befriedigende Ergebnisse. Im zweiten Fall besteht wegen kleinerer Reagensmengen jedoch eine geringere Gefahr des Einschleppens von Blindwerten. Blei, Cadmium und Quecksilber können aus der Aufschlußlösung durch Adsorption an dem Austauscherharz Chelex 100 oder durch Fällung mit Ammonium-pyrrolidindithiocarbamat unter Zusatz von Kupfer als Träger abgetrennt werden. Arsen und Tellur lassen sich anschließend zusammen mit Kupferträger durch Schwefelwasserstoff ausfällen. Die Ausbeuten für Aufschluß und Abtrennung liegen bei 90% oder darüber. — Die quantitative Bestimmung wurde mit Hilfe der energiedispersiven Röntgenfluorescenzanalyse durchgeführt, wobei ¹⁰⁹Cd bzw. ²⁴¹Am oder eine Röntgenröhre mit Zirkon oder Molybdän als Sekundärstrahler zur Anregung verwendet wurden. Beim Blei und Quecksilber konnten noch 1 g, beim Arsen und Tellur noch 0,5 g quantitativ bestimmt werden.

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Investigation of a method for the determination of lead, cadmium, mercury, arsenic and tellurium in food by means of X-ray fluorescence analysis

The decomposition of food of animal origin with a mixture of nitric acid and sulphuric acid in a polyethylene flask at 60° C and with nitric acid in a steel vessel at 150° C was investigated. Both procedures give satisfactory results. The advantage of the second procedure lies in the small amounts of reagents needed, thus keeping blank values low. Lead, cadmium and mercury can be separated from the decomposition solution by the chelating resin Chelex 100 or by precipitation with ammonium pyrrolidine dithiocarbamate, using copper as carrier. Arsenic and tellurium may be precipitated in the filtrate by hydrogen sulphide, using copper as carrier. The overall yields are about 90% or more. — The quantitative determination was performed by means of the energy dispersive X-ray fluorescence analysis, using ¹⁰⁹Cd or ²⁴¹Am sources or an X-ray tube with zirconium or molybdenum as secondary target for the excitation. 1 g of lead and mercury and 0.5 g of arsenic and tellurium could still be determined.

     

Die Probleme der Nachweisgrenzen und Empfindlichkeiten von Lanthanoiden mit protoneninduzierter R?ntgenspektralanalyse an dicken Proben

Zusammenfassung Zum Vergleich der Leistungsfähigkeit von zerstörungsfreien Verfahren der Rastermikroanalyse wurden Lanthanoiden-Standardproben für die energiedispersive Röntgenspektralanalyse auf der Basis von synthetischem Ca-Al-Silicat-Glas mit je 3–5 Lanthanoidenelementen (3–4 Gew.-%) hergestellt. Mit protoneninduzierter Röntgenspektralanalyse wurden bei einer Analysenzeit von 60 s Nachweisgrenzen von 100–400 g/g an diesen dicken Proben bestimmt. Diese Nachweisgrenzen sind um den Faktor 2 bis 15 günstiger als die unter vergleichbaren Bedingungen mit wellenlängendispersiver Elektronenmikroanalyse bestimmten Nachweisgrenzen. Messungen mit energiedispersiver Röntgenspektranalyse am Rasterelektronenmikroskop zeigen, daß die Protonenanregung gegenüber der Elektronenanregung an diesen dicken Proben ein um den Faktor 20 besseres Signal/Untergrund-Verhältnis liefert.Wir danken der Deutschen Forschungsgemeinschaft für die Gewährung von Sach- und Personalmitteln für die Durchführung dieser Arbeit.