Elektrochemische Hydriderzeugung als Probenzuführung zur Bestimmung von Selen mit der optischen Emissionsspektrometrie am mikrowelleninduzierten Plasma

Abstract

Für die Bestimmung von Elementen, die flüchtige Hydride bilden, wie z. B. Se, As und Sb sind oft Analysenverfahren mit einem hohen Nachweisvermögen erforderlich. Im Rahmen dieser Arbeit wurden ein emissionsspektrometrisches sowie ein rein elektrochemisches Verfahren für die Bestimmung von Selen optimiert. Außerdem wurden grundlegende Untersuchungen zu einer Kopplung der beiden Systeme mit dem Ziel der Entwicklung einer elektrochemischen Voranreicherungseinheit durchgeführt, um auf diese Weise eine Steigerung des Nachweisvermögens für Se zu erreichen. Im ersten Abschnitt der Arbeiten wurden die Betriebsparameter der elektrochemischen Hydriderzeugung in Verbindung mit der optischen Emissionsspektrometrie (OES) an einem in Argon betriebenen mikrowelleninduzierten Plasma (MIP) in einem TE101-Rechteckresonator in kontinuierlicher Betriebsweise optimiert. Optimierungskriterium war das Linien-Untergrund-Verhältnis für Se(IV). Als Probenzuführungssystem wurden eine miniaturisierte Elektrolysezelle mit poröser Durchflußelektrode, sowie die ebenfalls miniaturisierten Komponenten Gasflüssigkeitsseparator und Trocknungseinheit verwendet. Der Einfluß verschiedener Matrixelemente (leichte Elemente, Übergangsmetalle, andere Hydridbildner) wurde geprüft. Um die Möglichkeiten einer Speziation von Se in seinen verschiedenen Oxidationsstufen zu untersuchen, wurden neben Lösungen von Se(IV) auch Lösungen mit Se(VI) und Seleno-DL-methionin analysiert. Nach der Optimierung konnte eine Nachweisgrenze von 0,6 ng/ml für Se(IV) erreicht werden. Im zweiten Teil dieser Arbeit wurde die Durchfluß-Stripping-Chronopotentiometrie für die Bestimmung von Se optimiert, wobei im Absolutmodus und im Kalibrationsmodus gearbeitet wurde. Auch diese Methode erwies sich als geeignet für die Bestimmung von Se im Spurenbereich. Um das Nachweisvermögen zu verbessern und eine Abtrennung der die Hydridbildung störenden Begleitsubstanzen zu ermöglichen, sollten die Möglichkeiten einer elektrochemischen Voranreicherung vor der Hydridbildung in Verbindung mit der MIP-OES untersucht werden. Bei diesen Experimenten konnte gezeigt werden, daß Ni und Co als Begleitsubstanzen problemlos elektrochemisch von Se getrennt werden können. Cu wird bei den gewählten Betriebsparametern zwar ebenfalls auf der Arbeitselektrode abgeschieden, geht aber bei deutlich niedrigerem Potential wieder in Lösung als Se. Wird die elektrochemische Durchflußzelle als Voranreicherung für die elektrochemische Hydriderzeugung eingesetzt, kann also eine Verringerung der Übergangsmetallinterferenzen erwartet werden, weil diese vom Analyten abgetrennt werden. Mit ersten Versuchen wurde gezeigt, daß eine Kopplung der beiden Systeme möglich ist. Dabei wurden transiente Signale für Se erhalten.