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Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle ; Department Analytik
Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
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Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle ; Department Analytik
Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
Flammenemission
Funken – AES (OES)
Bogenspektralanalyse
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Gas-stabilisierte Lichtbögen
Glimmentladung
(Graphitrohremissionsspektrometrie)
(FANES, FAPES)
MIP – AES (OES)
Lasermikrospektralanalyse ; Laser – AES (OES)
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Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle ; Department Analytik
Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
Flammenemission
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Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle ; Department Analytik
Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
Flammenspektralanalyse
Anforderungen: Lösungen (Gase)
Charakteristik: Richtigkeit: hohe apparative Selektivität
Linienarmut (wenig Interferenzen)
Matrixeffekte groß (Zerstäubung, Dissoziation, Ionisation)
LOD (limit of detection) ~0.05 –1 mg l-1– Bereich (analytbedingt)
Arbeitsbereich 1 …. < 3 Zehnerpotenzen
RSD (Reproduzierbarkeit) 0.1 % (bei 100 mg l-1)
10 % (bei 0.1 mg l-1)
Analyte Alkalielemente; Erdalkalien, Ga, Tl, In, REE
Probenvorbereitung wässrige Proben : gering, Feststoffe: Aufschluß, etc.
Probenvolumen: > 5 ml; (FIA (< 100 µl)
Kosten rel. gering
Arbeiten mit Standardaddition empfehlenswert leicht automatisierbar
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Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
Funken – AES (OES)
Anforderungen: elektrisch leitendes Material
Charakteristik: Analytik im oberflächennahen Bereich
LOD (limit of detection) mg kg-1 – Bereich
Arbeitsbereich 10-2 – 5 % (Masse)
RSD (Reproduzierbarkeit) < 5 – 1 %
Probenvorbereitung gering
Oberflächenglättung verbessert RSD
Arbeiten mit innerem Standard empfehlenswert
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
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Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
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Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
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Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Linienart ist von Bedeutung auf Emissionsintensität
Beobachtungshöhe (Temperatur, Elektronendruck)
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Aufbaustudium "Analytik und Spektroskopie“
Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Linienart ist von Bedeutung auf Emissionsintensität
Gasfluss des Injektorgases (Temperatur, Elektronendruck)
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Linienart ist von Bedeutung auf Emissionsintensität
Vergleich Atom und Ionenlinien
Gasfluss des Injektorgases (Temperatur, Elektronendruck)
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Linienart ist von Bedeutung auf Emissionsintensität
Plasma - Leistung (Temperatur, Elektronendruck)
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Linienart ist von Bedeutung auf Emissionsintensität und Untergrund-Intensität
Δ Netto-Linienintensität
Plasma - Leistung (Temperatur, Elektronendruck)
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ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Interferenz durch spektrale Überlagerung: zwei Analyte
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Interferenz durch spektrale Überlagerung: zwei Analyte
Matrix-Elemente mit sehr linienreichen Emissionsspektren, z.B.
Fe, W, Mo, Ni, REE
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Interferenz durch spektrale Überlagerung: zwei Analyte
Matrix erzeugt sehr hohen molekularen Untergrund
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ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Interferenz durch spektrale Überlagerung: zwei Analyte
Komplexe Matrix
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Interferenz : Auswahl einer alternativen Emissionslinie
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Interferenz durch spektrale Überlagerung: Untergrundkorrekturen
z.B. durch Quarzplatte am Eintrittsspalt des Spektrometers
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Interferenz durch spektrale Überlagerung:
mathematische Varianten für Untergrundkorrekturen
Positionen für Korrektur und mathematische Modelle für Kalkulation
A; B; C recht einfach
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Matrix – Effektephysikalisch: Matrix beeinflusst direkt
Anregung der Atome & Ionen
Ionisation
chemisch: Matrix beeinflusst direkt
Verdampfung (z.B. Aerosolpartikel)
Dissoziation
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ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
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Atomemission : analytische Methoden
ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
Matrixeffekte
Beispiel :
Konzentration von
Ca in Lösung
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Vorgehensweise bei Erstellung einer Analysen-Methode
• Ausgangsinformation
welche Elemente
welche Matrix (Zusammensetzung, Aufschlüsse erforderlich)
Stabilität der Proben (Konservierungsstrategien)
welche Konzentration der Analyte ist von Bedeutung
welche Reproduzierbarkeit bei welcher Konzentration ist erforderlich
welche Anforderungen an Richtigkeit (Auswahl von Referenzmaterialien, etc.)
gibt es Richtlinien (Normative) nach denen die Analysen erfolgen müssen
(Vergleichbarkeit)
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ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
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Vorgehensweise bei Erstellung einer Analysen-Methode
• Voruntersuchungen (qualitativ; semi-quantitativ)
„scannen“ der Lösungen hinsichtlich Matrixkomponenten und Interferenzen
Abschätzung des Konzentrationsbereiches der für die Probe relevanten
Elemente durch Vergleich mit Kalibrationslösungen
Auswahl von interferenzfreien Linien und Festlegung von Korrekturmaßnahmen
(spektrale Interferenzen, Untergrund)
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ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
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Vorgehensweise bei Erstellung einer Analysen-Methode Optimierung der Methode
apparativen Parameter (Plasmaleistung, Beobachtungsposition, Gasfluss, Zerstäuber, Förderleistung
Anpassung der zu untersuchenden Proben an Kalibrationsbereiche (Verdünnen, Anreichern)eventuell Matrix – Abtrennung
KalibrationHerstellen von Kalibrationslösungen min. 5 (besser 7) Kalibrationslösungen
unterschiedlicher Konzentration matrix-angepaßt eventuell StandardadditionstechnikErstellen von Kalibrationsfunktionen Regression mit Zielfunktionen Empfindlichkeit, LOD, VarianzÜberprüfung der Richtigkeit mit Refernzmaterial
Messung der Probeständige Überprüfung der Richtigkeit der Ergebnisse durch Bestimmung in Kontroll- und
Blindproben (memory-Effekte, Änderung der apparativen Parameter)
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ICP – Atomemissionspektrometrie ICP-AES (OES)
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