DD136301B1 - DEVICE FOR THE CHEMICAL IMPLEMENTATION OF SMALL SAMPLES - Google Patents

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DD136301B1 DD20514878A DD20514878A DD136301B1 DD 136301 B1 DD136301 B1 DD 136301B1 DD 20514878 A DD20514878 A DD 20514878A DD 20514878 A DD20514878 A DD 20514878A DD 136301 B1 DD136301 B1 DD 136301B1
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Kurt Mauersberger
Guenter Meier
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Akad Wissenschaften Ddr
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  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

Schließlich kann auch das Reagensvorratsgefaß mit der Inertgasleitung verbunden sein, so daß der Transport des Reagens vom Vorratsgefaß in das Probengefaß ebenfalls mit dem Inertgas erfolgen kannFinally, the reagent storage vessel can also be connected to the inert gas line, so that the transport of the reagent from the storage vessel into the sample vessel can likewise be effected with the inert gas

Die Vorrichtung ist sehr variabel ausfuhrbar und ohne Schwierigkeiten an das jeweilige Analysenproblem anpaßbar Ist es ζ B erforderlich, aus der Probe die maximal gewinnbare Gasmenge zu erhalten, wird ein solcher Überschuß an Reagens zugegeben, daß auch bei der größte zu erwartenden Probe einer Meßreihe eine vollständige chemische Umsetzung garantiert ist Wird dagegen eine möglichst konstante Menge an gasformigem Reaktionsprodukt verlangt, die unabhängig von der im Probengefaß vorliegenden Art und Menge der flussigen bzw festen Probe ist, wird nur so viel Reagens zugesetzt, wie zur Freisetzung einer erforderlichen gasformigen Probemenge notwendig istIf it is necessary to obtain the maximum recoverable amount of gas from the sample, such an excess of reagent is added that even with the largest sample to be expected in a series of measurements, a complete one is required If, on the other hand, a quantity of gaseous reaction product which is as constant as possible and independent of the type and quantity of liquid or solid sample present in the sample vessel is required, then only as much reagent is added as is necessary to release a required amount of gaseous sample

Ausfuhrungsbeispielexemplary

Figur 1 zeigt die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Umsetzung sehr kleiner Probemengen unter Bildung eines gasformigen ReaktionsproduktesFigure 1 shows the schematic representation of a device for the implementation of very small amounts of sample to form a gaseous reaction product

Die Vorrichtung besteht aus dem Probengefaß 1, aus dem mit einer Dichtung versehenen Deckel 2, durch den die Leitungen 3 fur die Zufuhr von Inertgas, 4 fur die Zufuhr von Reagens und 5 fur die Ableitung von Inertgas und gasformigem Reaktionsprodukt gefuhrt sind, sowie aus dem Reagensvorratsgefaß 8, das über die Leitung 7 und das Ventil 11 entlüftet werden kann und über die Leitung 6 und die Drossel 14 mit der Inertgasleitung 3 verbunden ist Außerdem befindet sich in der Inertgasleitung 3 die Drossel 12 und die Druckkonstanthaltungseinrichtung 9,in der Reagensleitung 4 das Ventil 10 und in der Leitung 5 fur das Inertgas-Probengas-Gemisch die Drossel 13 und das Trocknungsrohr 15 Die beschriebene Vorrichtung wird fur die Umsetzung flussiger stickstoffhaltiger Proben fur die Isotopenanalytik eingesetzt und arbeitet wie folgtThe device consists of the sample vessel 1, from the lid provided with a seal 2, through which the lines 3 for the supply of inert gas, 4 for the supply of reagent and 5 for the discharge of inert gas and gaseous reaction product are guided, and from the Reagent storage vessel 8, which can be vented via the line 7 and the valve 11 and is connected via the line 6 and the throttle 14 with the inert gas line 3. In addition, in the inert gas line 3, the throttle 12 and the pressure maintenance device 9, in the reagent line 4 the Valve 10 and in the line 5 for the inert gas sample gas mixture, the throttle 13 and the drying tube 15 The device described is used for the implementation of liquid nitrogen-containing samples for isotopic analysis and operates as follows

Das Probengefaß 1 enthalt max 0,1 ml einer wäßrigen Losung mit Ammoniumionen. Mit Hilfe einer Andruckvorrichtung 16 wird das Probengefaß 1 so an den Deckel 2 gedruckt, daß das Probengefaß 1 luftdicht abgeschlossen ist und die Leitungen 3, 4 und 5 in das Gefäß 1 hineinragen Die Inertgasleitung 3 wird über die Druckkonstanthaltungseinrichtung 9 an eine Heliumdruckgasflasche angeschlossen Probegefaß 1, Leitung 5 und die Analyseneinrichtung zur Bestimmung der relativen Isotopenhaufigkeit des N-15 werden so lange mit Helium gespult, bis der Reststickstoffgehalt unter einen bestimmten Pegel gesunken ist Durch Offnen des Ventils 10 wird mittels des im Vorratsgefaß 8 angestehenden Inertgasdruckes über die Leitung 4 eine definierte Menge Hypobromitlosung in das Probengefaß 1 gedruckt Das über die Leitung 3 weiterhin zugefuhrte Helium sorgt fur die Durchmischung der Proben- und Reagensflussigkeit, nimmt die Mikroblasen des entstehenden molekularen Stickstoffsauf und transportiert ihn durch das Trocknungsrohr 15 über die Leitung 5 und die Drossel 13 zur Analyseneinrichtung Nach Abschluß der Messungen in der Analyseneinrichtung wird das Probengefaß 1 gewechselt Vor Beginn einer Meßreihe wird durch Offnen des Ventils 11 über die Leitung 6 die im Vorratsgefaß 8 befindliche alkalische Hypobromitlosung mit Helium gespultThe sample vessel 1 contains max 0.1 ml of an aqueous solution with ammonium ions. With the aid of a pressure device 16, the sample vessel 1 is printed on the lid 2, that the sample vessel 1 is airtight and the lines 3, 4 and 5 protrude into the vessel 1. The inert gas line 3 is connected via the pressure maintenance device 9 to a helium gas cylinder sample vessel. 1 , Line 5 and the analysis device for determining the relative isotopic abundance of N-15 are spooled with helium until the residual nitrogen content has dropped below a certain level by opening the valve 10 by means of standing in the reservoir 8 inert gas pressure via the line 4 a defined Quantity of hypobromite solution printed in sample vessel 1 Helium, which continues to be supplied via line 3, mixes the sample and reagent liquids, captures the microbubbles of the resulting molecular nitrogen and transports it through the drying tube 15 via line 5 and throttle 13 for analysis neinrichtung After completion of the measurements in the analyzer, the sample vessel 1 is changed Before starting a series of measurements, the alkaline hypobromite solution in the storage vessel 8 is spooled with helium by opening the valve 11 via the line 6

Figur 2 zeigt die schematische Darstellung einer Vorrichtung mit einer zusätzlichen Schalteinheit Die Vorrichtung besteht aus den im ersten Beispiel genannten Bauteilen und der zusätzlichen Leitung 17 und dem Vierwegehahn 18. Bei dieser Vorrichtung ist das Auswechseln der Probengefaße 1 ohne Lufteinbruch in die Analyseneinrichtung möglich Wird der Vierwegehahn 18 in die Stellung „a" gebracht, strömt das Inertgas zum einen durch das Probegefaß 1, das Trocken rohr 15 und die Leitung 5 über den Hahn 18 ins Freie und zum anderen über die Leitung 17, die Drossel 13 und den Hahn 18 in die Analyseneinrichtung Bei Drehung des Vierwegehahns 18 in die Stellung ,b strömt das Inertgas aus dem Probengefaß 1 in die Analyseneinnchtung, wahrend der Inertgasstrom aus der Leitung 17 ms Freie geleitet wird Das Ventil 10 wird erst geöffnet, wenn der Vierwegehahn 18 Stellung „b ' einnimmt Zur Erzielung gleicher Druck- und Stromungsverhaltnisse in der Analyseneinrichtung beim Umschalten des Vierwegehahns 18 haben die Drosseln 12 und 13 den gleichen StromungswiderstandFigure 2 shows the schematic representation of a device with an additional switching unit The device consists of the components mentioned in the first example and the additional line 17 and the Vierwegehahn 18. In this device, the replacement of the sample vessels 1 without air intrusion into the analyzer is possible becomes the Vierwegehahn 18 brought into position "a", the inert gas flows through a first through the sample vessel 1, the drying tube 15 and the line 5 via the cock 18 to the outside and on the other via the line 17, the throttle 13 and the cock 18 in the Analysis device When the four-way valve 18 is turned to position b, the inert gas flows from the sample vessel 1 into the analysis device, while the inert gas flow is passed out of the line for 17 ms. The valve 10 is only opened when the four-way valve 18 assumes position "b" Achieving equal pressure and Stromungsverhaltnisse in the analysis device when switching the V The stopcock 18, the chokes 12 and 13 have the same flow resistance

Claims (2)

Patentanspruchclaim Vorrichtung zur chemischen Umsetzung sehr kleiner flussiger oder fester Probenmengen unter Bildung gasformiger Reaktionsprodukte, bestehend aus einem verschließbaren wechselbaren Probengefaß, einem Reagensvorratsgefaß, einer Inertgasquelle, Drosseln, Leitungen fur Gas bzw Flüssigkeit und Ventilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertgasquelle über eine Druckkonstanthaltungseinrichtung einerseits mit dem Reagensvorratsgefaß zur Spulung und Forderung der Reagensflussigkeit und andererseits mit dem Probengefaß zur Spulung und Durchmischung der Probenflussigkeit und zur Ableitung des gasformigen Reaktionsproduktes verbunden und in der Flüssigkeitsleitung vom Reagensvorratsgefaß zum Probengefaß ein Dosierventil installiert istApparatus for the chemical conversion of very small liquid or solid sample quantities with the formation of gaseous reaction products, consisting of a closable exchangeable sample vessel, a reagent storage vessel, an inert gas source, throttles, gas or liquid conduits and valves, characterized in that the inert gas source is connected to the vessel via a pressure maintenance facility Reagensvorratsgefaß for winding and requirement of Reagensflussigkeit and on the other hand connected to the Probengefaß for winding and mixing of Probenflussigkeit and for discharging the gaseous reaction product and in the liquid line from Reagenzgensvorratsgefaß to Probengefaß a metering valve is installed HierzuFor this 2 Seiten Zeichnungen2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention DieErfindung betrifft eine Vorrichtung zur chemischen Umsetzung kleiner Proben mengen flussiger oder fester Art unter Bildung gasformiger Produkte zum Zwecke einer nachfolgenden AnalyseThe invention relates to a device for the chemical reaction of small sample quantities of liquid or solid species to form gaseous products for the purpose of a subsequent analysis Charakteristik der bekannten technischen Losungen ,Characteristic of the known technical solutions, Vorrichtungen zur chemischen Umsetzung flussiger oder fester Proben unter Bildung gasformiger Reaktionsprodukte fur Analysenzwecke sind bekannt Bei einigen dieser Vorrichtungen wird die umzuarbeitende flussige oder feste Probe in einem abschließbaren Reaktionsgefaß durch Zugabe einer Reagenzflussigkeit unter Bildung gasformiger Reaktionsprodukte umgesetzt Der Transport dergasformigen ProbezurAnalyseneinrichtung wird mittels Unterdruckvorgenommen(z BPJ Ross und A E Martin „A rapid procedure for preparing gas samples for mtrogen-15 determination ",The Analyst 95 [1970], 817-822) Durch Zusatzeinrichtungen fur Ausfrieren oder Absorbieren kann der Anteil störender Komponenten verringert werden Bei anderen Vorrichtungen bzw Anordnungen wird die zu analysierende Probeflussigkeit mittels eines Fordermittels gefordert, durch ein Inertgas segmentiert und mit einem Strom einer Reagenzflussigkeit vermischt Das gasformige Reaktionsprodukt wird mittels Unterdurck oder eines Inertgasstromes zu einer Analyseneinrichtung geleitet Bei anderen Varianten wird die Reagenzflussigkeit durch das Hilfsgas segmentiert oder eine Waschflüssigkeit zum Spulen des Gefaßsystems eingesetzt Schließlich gibt es noch Verfahren, bei denen eine Verdünnung der Probe vorgenommen wird (DL-WP 101 014, DT-PS 1 064259 DT-PS 1209775, DT-AS 1448242, DT-AS 1 523046, US-PS 2797149, US-PS 3186235, US-PS 3282651) Nachteilig ist bei den genannten Vorrichtung, daß durch ungunstige Volumenverhaltnisse im Gasraum oder durch unzureichende Abtrennung des gasformigen Reaktionsprodukts von der flussigen oder festen Phase ein Anteil dergasformigen Probe der Analyse verlorengeht, wodurch insbesondere bei sehr kleinen Probemengen Unsicherheiten auftreten oder die Analyse verhindert wirdApparatuses for the chemical reaction of liquid or solid samples to form gaseous reaction products are known in some of these apparatuses. The liquid or solid sample to be reprocessed is reacted in a lockable reaction vessel by adding a reagent liquid to form gaseous reaction products. Transport of the gaseous sample to the analyzer is carried out by vacuum (e.g., BPJ Ross et al. Martin, "The Analyst 95 [1970], 817-822). By freezing or absorbing additives, the proportion of interfering components can be reduced required to be analyzed Probeflussigkeit by means of a Fordermittels, segmented by an inert gas and mixed with a stream of Reagenzflussigkeit The gaseous reaction product is by means of Unterdurck or an inert gas stream to e In other variants, the reagent liquid is segmented by the auxiliary gas or a washing liquid used to coil the Gefaßsystems Finally, there are methods in which a dilution of the sample is made (DL-WP 101 014, DT-PS 1 064259 DT-PS A disadvantage of the said device is that unfavorable volume ratios in the gas space or by insufficient separation of the gaseous reaction product from the liquid or solid phase, a portion of the gaseous sample of the analysis is lost, whereby uncertainties occur or the analysis is prevented, in particular in the case of very small amounts of sample Bei Einsatz bestimmter Fordermittel, wie ζ B Schlauchpumpen, kann es außerdem zum Auftreten solcher Schwierigkeiten, wie nicht konstante Fordermengen, Memoryeffekte, erheblicher Verschleiß, kommenWhen using certain Fordermittel, such as Schlauch B peristaltic pumps, it may also come to the occurrence of such difficulties as non-constant Fordermengen, memory effects, significant wear Ziel der ErfindungObject of the invention Das Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung гиг chemischen Umsetzung flussiger oder fester Proben unter Bildung gasformiger Reaktionsprodukte zum Zwecke einer nachfolgenden Analyse, die sich insbesondere fur die Umsetzung sehr geringer Probemengen eignetThe object of the invention is a device гиг chemical reaction of liquid or solid samples to form gaseous reaction products for the purpose of subsequent analysis, which is particularly suitable for the implementation of very small amounts of sample Wesen der ErfindungEssence of the invention Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur chemischen Umsetzung sehr kleiner flussiger oder fester Proben unter Bildung gasformiger Reaktionsprodukte zu schaffen, die die bei Verwendung von mechanischen Fordermitteln auftretenden Nachteile nicht besitztIt is an object of the invention to provide an apparatus for the chemical reaction of very small liquid or solid samples to form gaseous reaction products, which does not have the disadvantages associated with the use of mechanical Fordermitteln Die erfindungsgemaße Vorrichtung zur chemischen Umsetzung sehr kleiner flussiger oder fester Probenmengen unter Bildung gasformiger Reaktionsprodukte besteht aus Probengefaß, Leitungen, Ventilen (Drosseln, Hahne) und ist dadurch charakterisiert daß das die Probe enthaltende Probengefaß auswechselbar und gasdicht verschließbar und mit Leitungen fur die Zufuhr von Inertgas und Reagens sowie die Ableitung von Inertgas und gasformigem Reaktionsprodukt verbunden ist Über diese Leitungen ist das Probengefaß an eine (Druck-)lnertgasquelle, an ein Reagensvorratsgefaß und an eine Analyseneinrichtung angeschlossen In die Leitungen konnen Ventile, Drosseln oder Hahne eingebaut sein Die Vorrichtung arbeitet wie folgt Nach der Verdrängung der Luft aus Probengefaß und Leitungen (und Analyseneinnchtung) durch einen Inertgasstrom — in den Fallen, in denen die Luft stört — wird Reagens in das Probengefaß gegeben, so daß die zur Bildung eines (oder mehrerer) gasformigen Produktes fuhrende chemische Reaktion ablaufen kann Das entstehende Gas wird mit dem Inertgasstrom (evtl nach Trocknung durch Passieren eines Trocknungsroh res) zur Analyseneinrichtung transportiert Bei der beschriebenen Vorrichtung werden jeglicher Transport flussiger oder fester Proben durch Leitungen und die damit verbundenen Memoryeffekte vermieden Das Wechseln der Proben erfolgt durch Wechseln der die Proben enthaltenden Probengefaße Soll der bei diesem Wechsel auftretende Lufteinbruch in die Analyseneinrichtung vermieden werden, wird die Vorrichtung mit einer zusätzlichen Leitung und einem Ventilsystem bzw Vierwegehahn ausgerüstet Die zusatzliche Leitung verbindet die Analyseneinnchtung über das Ventilsystem (Vierwegehahn) direkt mit der Inertgasleitung Mit Hilfe des genannten Ventilsystem bzw Vierwegehahns kann die Analyseneinrichtung wahlweise mit dem Probengefaß oder mit der Inertgasleitung unter Umgehung des Probengefaßes verbunden werdenThe inventive device for the chemical reaction of very small liquid or solid sample quantities to form gaseous reaction products consists of sample vessel, lines, valves (throttles, Hahne) and is characterized in that the sample vessel containing the sample interchangeable gas-tight and closed with lines for the supply of inert gas The sample vessel is connected to a (pressurized) inert gas source, to a reagent storage vessel and to an analyzer via these conduits. Valves, throttles or taps may be installed in the conduits. The device operates as follows After displacement of the air from the sample vessel and lines (and analysis device) by an inert gas flow - in the traps where the air interferes - reagent is added to the sample vessel causing the formation of one (or more) gaseous product The resulting gas is transported with the inert gas (possibly after drying by passing a Trocknungsroh res) to the analysis device in the described device, any transport of liquid or solid samples are avoided by lines and the associated memory effects Changing the sample vessels containing the samples If the air infiltration into the analyzer occurring during this change is to be avoided, the device is equipped with an additional line and a valve system or four-way valve. The additional line connects the analysis unit via the valve system (four-way valve) directly to the inert gas line said valve system or four-way valve, the analysis device can be optionally connected to the Probengefaß or with the inert gas, bypassing the Probengefaßes
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