Störungen der Flammen-ES und -AAS

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1 Helmut Schinkel Störungen der Flammen-ES und -AAS Ursachen - Auswirkungen - Gegenmaßnahmen V

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung Einteilung der Störungen Einteilung gemäß der IUPAC-Richtlinie III Andere Einteilungsbegriffe Einteilung nach der Erscheinungsart Einteilung nach charakteristischem Verhalten Einteilung nach dem Reaktionsmechanismus Einteilung bezogen auf die verschiedenen Anzeigewerte Übersicht der Gegenmaßnahmen Geeignete Kalibrierverfahren Geeignete Meßmethoden Spektrochemische Puffermethoden Neuere instrumentelle Anordnungen Die nichtspektralen Störungen Übersicht Anwendung eines Doppelzerstäubers Transportstörung Begriffserläuterung Anwendung des Bezugselementverfahrens Brauchbarkeit des Verfahrens in der Praxis Anwendung des Additionsverfahrens Unbrauchbarkeit in Ausnahmefällen Flammenspektrometrie mit Fließinjektion Hydraulische Hochdruckzerstäubung Räumliche Verteilungsstörungen Störungen der Flammengeometrie Seitliche (laterale) Diffusionsstörung Verdampfungsstörungen durch Verbindungsbildung 32 Begriffserläuterung 32

3 VIII Inhaltsverzeichnis 7.2 Verdampfungsstörungen der Erdalkalien Einführung Verdampfungsbehinderung der Erdalkalien durch Aluminium Verdampfungsbehinderung der Erdalkalien durch andere Kationen Verdampfungsbeeinflussung der Erdalkalien durch Phosphat, Silikat, Sulfat, Borat, Nitrat und Perchlorat Verdampfungsbehinderung der Erdalkalien durch weniger häufig vorkommende Anionen Gegenmaßnahmen bei Verdampfungsstörungen der Erdalkalien Übersicht Strontiumchlorid als Abfangsubstanz Lanthanchlorid als Abfangsubstanz Demonstrationsversuch: Verdampiungsstörung des Calciums durch Aluminium und Wirkung von Lanthanchlorid als Abfangsubstanz Verwendung von Schutzreagentien Anwendung des Sättigungsverfahrens Anwendung anderer Verfahren Verdampfungsstörungen bei Nichterdalkalien und geeignete Gegenmaßnahmen Einführung Verdampfüngsstörungen des Eisens Verdampfungsstörungen des Chroms Verdampfungsstörungen des Mangans Verdampfungsstörungen des Platins Verdampfungsstörungen des Aluminiums Abschließende Betrachtungen 72 Verdampfungsstörungen durch Einschluß 73.1 Verdampfungsbehinderung durch Einschluß 73.2 Verdampfüngsbegünstigung durch Einschluß 7 9 Störungen in der Gasphase Einleitende Übersicht Dissoziationsstörungen Dissoziationsvorgänge Störungen der Dissoziationsvorgänge Anregungsstörungen Anregungs-und Strahlungsvorgänge Störungen der Anregungsvorgänge 4

4 Inhaltsverzeichnis IX 9.4 Ionisationsstörungen Ionisationsvorgänge Störungen der lonisationsvorgänge Ionisationsstörungen in der analytischen Praxis Alkalisalze als Ionisationspuffer Demonstrationsversuch: Ionisationsstörung des Kaliums durch Natrium und Wirkung von Cäsiumchlorid als Ionisationspuffer Lanthanchlorid als Ionisationspuffer Anwendung anderer Verfahren Gasphasenstörungen durch Halogenkohlenwasserstoffe Untersuchungen mit Halogenen Bildung von Halogenidbanden und Beeinflussung von Hydroxidbanden, Atom- und Ionenlinien Störungen durch Halogenkohlenwasserstoffe und deren Beseitigung Die spektralen Störungen Ursachen Spektrale Aussonderung mit Monochromatoren Spektrale Aussonderung mit Interferenzfiltern Feststellung spektraler Störungen Abschließende Betrachtungen Spektrale Störungen und Gegenmaßnahmen bei der Flammen-ES Verwendung von Filtern und Monochromatoren Spektrale Störungen bei der FES-Bestimmung von Kalium, Natrium und Calcium Spektrale Störungen bei der FES-Bestimmung anderer Elemente mit Monochromatoren mittlerer Dispersion Spektrale Störungen bei der FES-Bestimmung anderer Elemente mit hochdispersen Monochromatoren Korrekturmöglichkeiten bei bekannter Massenkonzentration des Störelementes Anpassungsverfahren Leerwertmessung bei der Analysenwellenlänge Kurvenscharverfahren \ Querempfindlichkeits-Korrekturkurven Eingabelungsverfahren Einsatz eines Mikrocomputers Korrekturmöglichkeiten bei unbekannter Massenkonzentration des Störelementes 121

5 X Inhaltsverzeichnis Basislinienmethode Messung neben der Linie Anwendung der Derivativspektrometrie Verwendung von spektrochemischen Puffern Phosphates Unterdrückungssubstanz bei Störung des Kaliums durch Calcium Aluminiumsalze als Unterdrückungssubstanzen bei Störung der Alkalien durch Erdalkalien FAAS als Alternative zur FES Spektrale Störungen bei Alkalien und Erdalkalien Spektrale Störungen bei anderen Elementen Spektrale Störungen der Flammen-AAS Übersicht Lichtstreuung an Partikeln von Begleitstoffen Spektrale Störungen durch Bandenabsorption von Begleitelementen Spektrale Störungen durch Linienabsorption von Begleitelementen Spektrale Störungen durch den primären Linienstrahler Gegenmaßnahmen bei spektralen Störungen der Flammen-AAS Übersicht Untergrundermittlung durch Messen neben der Absorptionslinie Untergrundkompensation mit Kontinuumstrahlern Historische Einleitung Apparative Verwirklichung der automatischen Untergrundkompensation Untergrundkompensation mit Deuteriumlampe Untergrundkompensation mit Halogenlampe Nachteile und Grenzen der Untergrundkompensation mit Kontinuumstrahlern Überprüfung der Untergrundkompensation auf richtige Funktion Untergrundkompensation mittels Zeeman-Effekt Über den Zeeman-Effekt Allgemeines zur Anwendung des Zeeman-Effektes in der AAS Kommerzielle ZAAS-Geräte für die FAAS Vorteile der ZAAS Nachteile und Grenzen der ZAAS 160

6 Inhaltsverzeichni s XI 13. Untergrundkompensation durch Hochstrompulsen des Meßverfahrens Prinzip der Untergrundkompensation Kommerzielle Geräte Vorteile des Hochstrompulsens Nachteile und Grenzen des Hochstrompulsens Gegenüberstellung der drei apparativen Möglichkeiten zur Untergrundkorrektur Untergrundkorrektur bei Absorptionsmessungen mit kontinuierlicher Primärstrahlung Störeffekte Begriffserläuterungen Matrixeffekt Allgemeines Kalibrierung mit Analysenkontrollproben Kationeneffekt Anioneneffekt Effekte verschiedener Anionen des Analysenelementes Säureeffekte bei der Calciumbestimmung Säureeffekte bei der Kupferbestimmung Organische Effekte Einleitung Meßwerterhöhung durch flüssige organische Stoffe Meßwerterniedrigung durch organische Stoffe Einfluß der Bindungsart bei metallorganischen Verbindungen Indirekte Effekte Veränderungen des Flammenuntergrundes durch Begleitstoffe Fehler durch Untergrundkompensation mit Kontinuumstrahlern 19 1 Arbeitsvorschriften mit Störungsbeseitigung durch Kombinationspuffer Einleitung Herstellen der Proben- und Blindprobenlösung Wasser- und Abwasserproben, Bodenauszüge Wasserlösliche Salze Gesteine, Erze, Schlacken, Aschen, Gläser, Baustoffe Eisen, Stahl und ihre Legierungen Kupfer und seine Legierungen Aluminium und seine Legierungen 194

7 XII Inhaltsverzeichnis Stoffe mit anorganischen und organischen Bestandteilen 19 Die Bestimmung von Natrium, Kalium und Lithium mittels FAES 19 Meßbedingungen 19 Erforderliche Hilfs- und Kalibrierlösungen 197 Kalibrierung 199 Herstellen der Meß- und Blindwertmeßlösung 200 Messung und Auswertung 202 Kritische Punkte und Ausweichmöglichkeiten 204 Genauigkeit der Analysenwerte 20 Die Bestimmung von Natrium, Kalium,Lithium, Calcium, Magnesium, Strontium, Eisen, Mangan, Chrom, Nickel, Kupfer, Kobalt, Zink und Cadmium mittels FAAS 207 Meßbedingungen 207 Erforderliche Hilfs- und Kalibrierlösungen 209 Kalibrierung (Direkte Konzentrationsmessung) 213 Herstellen der Meß- und Blindwertmeßlösung 21 Messung und Auswertung 216 Kritische Punkte und Ausweichmöglichkeiten 21 Genauigkeit der Analysenwerte 21 Anhang: Verdünnungshinweise 220 Ansatz von einzelnen Meßlösungen 220 Ansatz einer Serie von Meßlösungen 220 Verwendung von Verdünnungsapparaturen 222 Literaturverzeichnis 223 Stichwortverzeichnis 236