Anwendungen und Interferenzen der Fließinjektions-Kaltdampftechnik (FI-CV) zur Bestimmung von Quecksilber und Iodid

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden Anwendungen und Interferenzen der Fließinjektions-Kaltdampftechnik (FI-CV) zur Bestimmung von Quecksilber und Iodid untersucht. Sämtliche Untersuchungen wurden mit einem kommerziell erhältlichen Hg-Analysator der Fa. Spectro Analytical Instruments GmbH (Kleve) durchgeführt. Im ersten Teil der Arbeit wurde der Einfluß der Halogenide Fluorid, Bromid und Iodid auf die Fließinjektions-Kaltdampfatomabsorptionsspektrometrie (FI-CV AAS) zur Bestimmung von Hg untersucht. Hiermit wurden die Ergebnisse der vorangegangen Diplomarbeit (siehe auch Analyst 123, 1219-1222 (1998)) zum Einfluß des Chlorids auf die FI-CV AAS ergänzt und ein vollständiger Überblick über die Anionen der 7. Hauptgruppe des Periodensystems erstellt. Im Fall des Fluorids wurde im Bereich zwischen 0 und 35 g/L an NaF kein signifikanter Einfluß auf die Extinktion für Hg festgestellt. Bei Betrachtung des Bromids wurde ein Interferenzeffekt festgestellt, der im Bezug auf die Größenordnung und die Abhängigkeit von der Konzentration an Halogenid mit dem Chlorid vergleichbar ist. Daher wurde eine detaillierte Untersuchung des Einflusses auf die analytischen Güteziffern durchgeführt. Sowohl mit als auch ohne Voranreicherung durch Amalgamierung wurden die Stabilität und Reproduzierbarkeit, die Empfindlichkeit und die Nachweisgrenze als Funktionen der Konzentration an NaBr dargestellt. Ohne Voranreichung wurde auch die Signalform in Abhängigkeit von der Konzentration an NaBr untersucht. Schließlich wurde der Einfluß von Iodid auf die Extintionen für Hg untersucht und ein Interferenzeffekt festgestellt, der um Größenordnungen stärker ausgeprägt ist als im Fall des Bromids. Im zweiten Teil der Arbeit wurde der beobachtete starke Einfluß von Iodid auf die FI-CV AAS zur Entwicklung eines indirekten Verfahrens zur Bestimmung von Iodid ausgenutzt. Beim erarbeiteten Verfahren wurden Lösungen mit konstanter Konzentration an Hg unterschiedliche Konzentrationen an Iodid zugesetzt. Bei einer Auftragung der bei der AAS für Hg erhaltenen Extinktionen gegen die Konzentration an Iodid wird eine Kalibriergerade für Iodid mit negativer Steigung erhalten. Zunächst wurde nach einem "off-line" Verfahren gearbeitet, bei dem Hg und Iodid in jeweils einer Probe miteinander vermischt und die resultierenden Lösungen mit der FI-CV AAS analysiert wurden. Weiterhin wurde nach einem "on-line" Verfahren gearbeitet, bei dem einer Lösung mit konstanter Konzentration an Hg in einem Fließinjektionssystem sequentiell Lösungen mit unterschiedlichen Konzentrationen an Iodid zugegeben wurden. Bei diesem Verfahren wurden die Konzentrationen an SnCl2 und HNO3 im Hinblick auf die analytischen Güteziffern optimiert. Unter den als optimal erhaltenen Bedingungen wurde eine Soleprobe analysiert. Die indirekte Bestimmung von Iodid wurde durch Einbeziehen der Möglichkeit zur Voranreicherung weiterentwickelt. Hierbei mußte die Konzentration an Hg optimiert werden. Nach der Ermittlung der analytischen Güteziffern konnte auch mit der so erhaltenen Methode eine Soleprobe wie bei der Methode ohne Voranreicherung analysiert werden. Im dritten Teil der vorliegenden Arbeit wurde die FI-CV Technik als Probenzuführungssystem für ein neues miniaturisiertes Mikrowellenplasma, das MicroStrip Plasma (MSP), eingesetzt. Dieses Plasma wurde durch Engel et. al. an der Universität Dortmund im Arbeitskreis für Analytische Chemie in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik entwickelt. Das FI-CV Gerät und das neuentwickelte Plasma wurden über Gaswaschflaschen mit H2SO4 zur Trocknung des Trägergasstromes gekoppelt. Die Geometrie dieses Systems mußte so optimiert werden, bis ein Austreten der Säure durch Schäumen verhindert wurde. Beim erhaltenen FI-CV / MSP-OES System wurden die eingekoppelte Mikrowellenleistung und der Arbeitsgasstrom optimiert und die analytischen Kennziffern unter diesen Bedingungen charakterisiert. Die entwickelte Methode konnte für die Analyse einer zertifizierten und nach DIN 38414 - S7 aufgeschlossenen Bodenprobe eingesetzt werden. Abschließend wurden orientierende Messungen zum Einsatz des Reduktionsmittels NaBH4 bei der FI-CV / MSP-OES zur Bestimmung von Hg durchgeführt, um somit die Toleranz des MSP gegenüber H2 zu überprüfen. Mit NaBH4 könnte dann auch eine Bestimmung der hydridbildenden Elemente durchgeführt werden, wobei die Multielementkapazität des MSP ausgenutzt wird.