DE19903860A1 - Durchflußverfahren zur kalibrierfreien Konzentrationsbestimmung in diskreten Volumina von Probenlösungen - Google Patents

Abstract

Erfindungsgemäß werden zur kalibrierfreien Konzentrationsbestimmung in diskreten Volumina von Probenlösungen diese vorzugsweise in kleinen Volumina in mindestens einen Vorlagenkanal angesaugt und nach Flußumkehr die Erzeugung jeweils von zwei zueinander inversen, vorzugsweise eine konstante Gesamtdurchflußgeschwindigkeit einhaltenden, stufenförmigen Pumpgeschwindigkeits-Zeit-Verläufen der Reagenz- und der Verdünnungslösung oder der Reagenz- und der Probenlösung bewirkt, wobei in einem nachfolgenden Strömungskanal die Vermischung der Probenlösung mit der Reagenzlösung und die Reaktion der Probensubstanz mit dem Reagenz abläuft und mit einem Durchflußdetektor der Konzentrationsverlauf von mindestens einem Reaktionspartner oder einer Indikatorsubstanz aufgezeichnet und die Zeitpunkte oder die Volumina ermittelt werden, bei denen sich Reagenz und Probensubstanz in einem definierten, vorrangig stöchiometrischen Verhältnis und vorzugsweise quantitativ umgesetzt haben, wobei die Konzentration der Probensubstanz aus diesen Zeitpunkten, der Stöchiometrie der Bestimmungsreaktion, gegebenenfalls unter Hinzuziehung des Umsatzgrades, und der Reagenzkonzentration berechnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchflußverfahren zur kalibrierfreien Konzentrationsbe­ stimmung in voneinander getrennten Volumina von Probenlösungen.

Bisher bekannte Verfahren zur Konzentrationsbestimmung beruhen überwiegend auf dem Einsatz chemischer und biochemischer Sensoren, Detektoren oder komplexeren analytischen Verfahren, die mehr oder weniger häufig kalibriert werden müssen, was ihre meßtechnische Robustheit und Zuverlässigkeit wesentlich einschränkt. Andererseits sind auch weitgehend kalibrierfreie Analysenverfahren, wie die Gravimetrie und die Maßanalyse in diskontinuierlichen Rührkesseln, meistens als Titrationsgefäß bezeich­ net, bekannt. Die Maßanalyse kann im Vergleich zur sehr zeitaufwendigen Gravimetrie schneller und einfacher durchgeführt werden.

Je nach Zuführung eines Titrationsmittels werden volumetrische und coulometrische Ti­ trationen unterschieden, die in fast allen Anwendungsfällen in diskontinuierlichen Rühr­ kesseln, hier Titrationsgefäß genannt, durchgeführt werden, die entweder nach jeder Ti­ tration oder nach einer sehr begrenzten Zahl von Titrationen geleert, gespült und gerei­ nigt werden müssen. Dadurch sind relativ lange Analysenzeiten und ein erhöhter Ar­ beitsaufwand bedingt. Solche im folgenden als Batchtitrationen bezeichneten Verfahren zur Konzentrationsbestimmung setzen bei jeder denkbaren analytischen Anwendung die quantitative Umsetzung der Gesamtmenge des zu bestimmenden Analyten voraus. Nachteilig ist ein hoher Aufwand zur Kombination mit instrumentellen Detektoren, z. B. für die photometrische und die fluorimetrische Detektion des Titrationsverlaufes. Strö­ mungsabhängige Detektoren zur Erkennung des Titrationsendpunktes haben unter die­ sen Meßbedingungen ein relativ niedriges Signal/Rauschverhältnis und eine ver­ schlechterte Meßsignalstabilität, was die Präzision der Titrationsendpunkterken­ nung und damit der Konzentrationsbestimmung erheblich einschränkt. Ein weiterer Nachteil besteht in der sehr eingeschränkten Möglichkeit, solche Titrationen on line, d. h. über automatische, direkt an einen zu überwachenden oder sogar verzögerungsarm zu steuernden chemischen oder biotechnischen Stoffwandlungsprozeß todvolumen- und todzeitarm anzukoppeln. Der on line Betrieb wird durch die Notwendigkeit der häufigen Entleerung, Spülung und Füllung des Titrationsgefäßes in erheblichem Maße erschwert. Die für die Prozeßüberwachung und insbesondere für die Prozeßregelung gefor­ derten kurzen Analysenzeiten können oft nicht erreicht werden.

Deshalb wird bisher auch versucht, Titrationen in durchflossenen, sogenannten Rührkesseln, seltener in Strömungsrohren durchzuführen, wobei jedoch die Titrations­ reagenzzugabe in den meisten bekannten Anwendungsfällen auf einen konstanten Sig­ nalwert eines Detektors eingeregelt wird. Dadurch ist jedoch die kontinuierliche Titra­ tionsreagenzzuführung direkt von der Stabilität des Detektors abhängig und eine Funk­ tion der Differenz zwischen Ist- und Sollwert des Detektorsignals. Ändert sich die Ab­ hängigkeit des Detektorsignals von der Konzentration des zu detektierenden Reak­ tionsteilnehmers, was häufig der Fall ist, wird das Titrationsergebnis in erheblichem Maße verfälscht.

Um dies zu umgehen, werden Konzentrationsgradienten des Titrationsreagenzes erzeugt und mit der kontinuierlich fließenden Probenlösung im Durchfluß vermischt (G. Nagy, K. Toth und E. Pungor, Anal. Chem. 47 (1975) 1460-1462.; G. Nagy, Z. Fehér, K. Toth und E. Pungor, Anal. Chim. Acta. 91(1977) 87-96.; B. Führmann, U. Spohn, Anal. Chim. Acta, 282 (1983) 397.). Dies ermöglicht es, komplette Titra­ tionsverläufe aufzuzeichnen und hieraus den Äquivalenzpunkte zu bestimmen. Da es bisher jedoch nicht möglich war, solche Konzentrationsgradienten mit der notwendigen Präzision zu erzeugen oder die entsprechenden Konzentrationszeitverläufe oder Titra­ tionsverläufe ausreichend präzis zu berechnen, müssen diese Durchflußtitrationsverfah­ ren bei hohen Genauigkeitsansprüchen ebenfalls kalibriert werden. Der entscheidende Nachteil aller bisher bekannten Durchflußtitrationsverfahren besteht im relativ großen Verbrauch von Probenlösungen, die ja kontinuierlich durch den Titrator gepumpt wer­ den müssen.

Die als Alternative entwickelte FIA (Flow Injection Analysis) Titration (J. Ruzicka und E. H. Hansen, Flow Injection Analysis, John Wiley & Sons, New York 1988, A. Ramsing, J. Ruzicka and E. Hansen, Anal. Chim. Acta 129 (1981)1.) beruht auf der Injektion diskreter Probenlösungen in einen Titrationsmittelstrom oder umge­ kehrt, was zumindest die Spülung eines Schleifeninjektions- oder hydrodynamischen Injektionssystems voraussetzt. Der Nachteil der Methode besteht in der Erzeugung stark verzerrter, nichtlinearer Konzentrations-Zeit-Profile, die zu ebenso verzerrten Titra­ tionsverläufen führen und nur mit hohem Aufwand oder gar nicht berechenbar sind. Alle FIA-Titrationen müssen deshalb sorgfältig kalibriert werden. Da die Titrationser­ gebnisse z. B. von Viskositätsdifferenzen zwischen Probenlösung und Titrationsreagenz und der Reaktionswärme der angewendeten Bestimmungsreaktion abhängen, sind häufige Kalibrierungen notwendig, die zudem an die Probenmatrix und den Be­ stimmungsbereich angepaßt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Konzentrationsbestim­ mung in diskreten, voneinander getrennten Volumina fließender Probenlösungen zu re­ alisieren, die die fortlaufende Durchführung genauer Konzentrationsbestimmungen in kleinen Probenlösungsvolumina, vorzugsweise kleiner 500 µL ohne Kalibrierung er­ möglichen.

Erfindungsgemäß wird das gemäß dem Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.

Zur kalibrierfreien Konzentrationsbestimmung in diskreten Volumina von Probenlö­ sungen werden diese vorzugsweise in kleinen Volumina in mindestens einen Vorla­ genkanal angesaugt und nach Flußumkehr die Erzeugung jeweils von zwei zueinander inversen, vorzugsweise eine konstante Gesamtdurchflußgeschwindigkeit einhaltenden, stufenförmigen Pumpgeschwindigkeits-Zeit-Verläufen der Reagenz- und der Verdün­ nungslösung oder der Reagenz- und der Probenlösung bewirkt, wobei in einem nachfol­ genden Strömungskanal die Vermischung der Probenlösung mit der Reagenzlösung und die Reaktion der Probensubstanz mit dem Reagenz abläuft und mit einem Durchflußde­ tektor der Konzentrationsverlauf von mindestens einem Reaktionspartner oder einer Indikatorsubstanz aufgezeichnet und die Zeitpunkte oder die Volumina ermittelt wer­ den, bei denen sich Reagenz und Probensubstanz in einem definiertem, vorrangig stö­ chiometrischen Verhältnis und vorzugsweise quantitativ umgesetzt haben, wobei die Konzentration der Probensubstanz aus diesen Zeitpunkten, der Stöchiometrie der Be­ stimmungsreaktion, gegebenenfalls unter Hinzuziehung des Umsatzgrades, und der Rea­ genzkonzentration berechnet wird.

Das Verfahren ist in unterschiedlicher Weise durchführbar und in seinen Ver­ fahrensschritten variierbar.

So ist es möglich, daß bei stöchiometrischer Umsetzung der Probensubstanz mit dem Titrationsmittel und bekannten Durchflußgeschwindigkeiten die Probenkonzentra­ tion ohne vorherige Kalibrierung durch Messung der Zeitdifferenz zwischen durchlau­ fenen Äquivalenzpunkten oder der entsprechenden, geflossenen Volumina bestimmt werden.

Bei stöchiometrischer Umsetzung der Probensubstanz mit dem Reagenz und be­ kannten Durchflußgeschwindigkeiten wird die Probenkonzentration aus den den durch­ laufenen Äquivalenzpunkten zugeordneten Zeiten oder Volumina und der Konzentration des Reagenzes berechnet.

Die zeitliche Stufenlänge bei der rechnergesteuerten Änderung der Pumpge­ schwindigkeit kann variabel eingestellt und dadurch an die Meßzeit angepaßt werden.

Weiterhin ist es möglich, daß die Probenlösung bei ihrem Weg zum Durchfluß­ detektor mit Verdünnungs-, Konditionier- und Reagenzlösungen bekannter Konzentra­ tion vermischt wird.

Die zwischen dem Zusammenfluß von Proben- und Reagenzlösung und der De­ tektion vorliegende Verweilzeit wird über die Pumpgeschwindigkeiten und gegebenen­ falls die Pumpstopzeiten eingestellt.

Nach entsprechender Wahl der Reagenzlösungen oder deren in situ Herstellung werden katalysierte und nichtkatalysierte Redox-, Säure-Base-, Komplexbildungs- und Fällungsreaktionen als Bestimmungsreaktionen angewendet.

Neben direkten Umsetzungen der diskret dosierten Probenlösung mit einer Rea­ genzlösung werden Umsetzungen mit einem Überschußreagenz bekannter Konzentra­ tion angewendet, dessen unverbrauchte Menge mit einem weiteren Reagenz bekannter Konzentration vermischt wird.

Die Reagenz- und Überschußreagenzlösungen können vorgelegt oder in ihren Zuführungskanälen in line durch chemische Reaktion, Elektrolyse und Verdünnung er­ zeugt werden.

Die Verfahren soll in der Folge mit Hilfe der Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 den Zeitablaufplan für eine automatisierte, kalibrierfreie Konzentrations­ bestimmung, durchgeführt in der in Fig. 4 gezeigten Durchflußanordnung;

Fig. 2 den Verlauf der Pumpgeschwindigkeiten für a - die Probenlösung und b - die Reagenzlösung;

Fig. 3 den Konzentrationsverlauf von a - der Probensubstanz und b - des Rea­ genzes nach jeweiliger Vermischung mit einer chemisch nicht reagierenden Verdün­ nungslösung sowie c den resultierende Konzentrationsverlauf des Reagenzes nach Ver­ mischung mit der Probenlösung am Eingang zum Durchflußdetektor;

Fig. 4 eine einfache Meßanordnung zur kalibrierfreien, reaktiven Konzentra­ tionsbestimmung in diskreten Volumina fließender Probenlösungen;

Fig. 5 eine Meßanordnung mit separater Erzeugung des Reagenzprofils und anschließender Vermischung mit der Probenlösung;

Fig. 6 eine Meßanordnung mit Vorlagekanälen zur Aufnahme einer Reagenz­ lösung und der Probenlösung sowie zur jeweils weiter vorgelagerten Aufnahme von Reinigungs- oder Spüllösung;

Fig. 7 eine Meßanordnung zur Durchführung von Rücktitrationsverfahren mit einer dritten Pumpe für die Zuführung eines Überschußreagenzes.

Die Fig. 1 und 2 verdeutlichen ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren zur Konzen­ trationsbestimmung in fließenden Probenlösungen. So saugt Pumpe 1, die in der in Fig. 4 dargestellten Meßanordnung eingebaut ist, entsprechend dem in Fig. 1 gezeigten Zeit­ ablaufplan ein definiertes Volumen der Salzsäure enthaltenden Probenlösung in den Vorlagekanal 5 an. Das Volumen der Probenlösung ergibt sich als das Produkt aus der varüerbaren Pumpgeschwindigkeit und der Pumpzeit im Bereich von einigen bis 60 Sekunden. Nach Umschaltung des todvolumenarmen Umschaltventils 4 wird die Probenlösung über den Zusammenfluß 3 in den Durchflußreaktor 6 transportiert. Kurze Zeit davor wird die Pumpe 2 gestartet, die als Reagenzlösung eine standardisierte Na­ tronlaugelösung transportiert. Mit zeitlicher Verzögerung werden die Pumpen vom Steuer- und Auswerterechner 8 so angesteuert, daß sich die Pumpgeschwindigkeiten zu einer konstanten resultierenden Durchflußgeschwindigkeit ergänzend in Form recht­ eckig gestufter Rampen verändern. Zur Zeit t_T,o wird eine der Pumpgeschwindigkeiten auf 0, die andere auf einen vorher festgelegten Maximalwert V_max gestellt und das in Fig. 2 gezeigte Pumpgeschwindigkeits-Zeit-Programm gestartet, nach dem die Ge­ schwindigkeit von Pumpe P1 zunächst, vorzugsweise in gleichen Stufenlängen auf null vernngert oder anschließend erhöht wird. Die Pumpgeschwindigkeit der Pumpe 2, die die Reagenzlösung transportiert, durchläuft ein zeitlich synchronisiertes, spiegelsym­ metrisches Programm, das zu dem von der Pumpe 1 erzeugtem Pumpgeschwindigkeits- Zeit-Programm invers ist.

Fig. 3 verdeutlicht die entsprechenden Konzentrationsverläufe der Probensubstanz und des Reagenzes sowie den nach der Vermischung resultierenden Konzentrations­ verlauf der in diesem Fall detektierten Reagenzsubstanz.

Die Proben- und die Reagenzlösung durchströmen nach dem Zusammenfluß 3 den als geknoteten oder gehäkelten Kapillarschlauch ausgeführten, dispersionsarmen Durch­ flußreaktor 6, der das erzeugte, sich einem Dreieck in Abhängigkeit von der Schrittweite der Pumpgeschwindigkeiten annähernde Konzentrationsprofil nur sehr wenig defor­ miert. Im Durchflußreaktor erfolgt sowohl die vollständige und schnelle Vermischung der Proben- mit der Reagenzlösung als auch die quantitative Umsetzung der zu be­ stimmenden Probensubstanz Salzsäure mit der standardisierten Natronlaugelösung. Der nachfolgende potentiometrische, mit einer pH-Glaselektrode arbeitenden Durchflußde­ tektor zeichnet den Konzentrations-Zeit-Verlauf der Protonenaktivität auf, die mit der Konzentration der an der Bestimmungsreaktion (1) beteiligten Reaktionspartner korreliert, auf.

H⁺ + OH^- → H₂O (1)

Die Berechnung der Äquivalenzzeitpunkte der Bestimmungsreaktion (1) erfolgt durch automatische Auswertung des Potentialverlaufs der Glaselektrode, der an den Äquivalenzpunkten steil durchlaufene Wendepunkte zeigt, z. B. durch einen Personal­ computer.

Mit diesem Verfahren ist also die kalibrierfreie, reaktive Konzentrationsbestimmung durch Umsetzung der Probensubstanz mit einem Reagenz bekannter Konzentration in diskreten Volumina fließender Probenlösungen möglich.

Durch Anwendung der in Fig. 5 gezeigten Meßanordnung wird das Konzentra­ tionsprofil des Reagenzes durch Vermischung der Reagenzstammlösung R mit einer Verdünnungslösung D, die durch Pumpe 10 transportiert wird, in der Mischschleife 9 vor der Vermischung mit der Probenlösung erzeugt. Bei der Bestimmung von Chlorid­ konzentrationen wird eine Silbernitratlösung bekannter Konzentration als Reagenz­ stammlösung eingesetzt. Ein amperometrischer Detektor mit Silberindikatorelektrode zeigt die nicht nach Reaktion (2) umgesetzte Silberionenkonzentration an.

Ag⁺ + Cl^- → AgCl ↓ (2)

Die zu bestimmende Chloridkonzentration C_Cl- wird entsprechend Gleichung (3) aus der Zeitdifferenz Δt der beiden durch Extrapolation bestimmten Äquivalenzpunkte, der Durchflußgeschwindigkeit V_S der Probenlösung, der maximalen Reagenzdurchfluß­ geschwindigkeit V_R,max und der Konzentration C_Ag+ der eingesetzten Silbernitratlösung berechnet. V_R,max ist gleich der nach dem Zusammenfluß von Reagenzstamm- und Ver­ dünnungslösung resultierenden Durchflußgeschwindigkeit V_R.

C_Cl- = C_Ag+ (1 - Δt/T)) V_S/V_R,max (3)

Das Verfahren kann unter Anwendung der in Fig. 6 gezeigten Anordnung dahin­ gehingehend auch so modifiziert werden; daß definierte Volumina sowohl der Probenlö­ sung, z. B. eine Thioglycolatlösung als auch der Reagenzlösung, z. B. einer standardi­ sierten Trijodidlösung über die Umschaltventile 4 und 13 angesaugt werden. Nach Umkehr der Pumprichtungen der Pumpen 1 und 2 werden wie oben beschrieben die zueinander inversen Pumpgeschwindigkeits-Zeit-Profile so gestaltet, daß sich die Pro­ ben- mit der Reagenzlösung im als Schlauchspirale ausgeführten Durchflußreaktor 6 kontinuierlich vermischen und miteinander reagieren. Anschließend wird das sich ergebende Konzentrations-Zeit-Profil des nicht umgesetzten Trijodids in einem ampe­ rometrsichen Durchflußdetektor 7 an einer gegen eine Ag/AgCl-Referenzelektrode und eine Platingegenelektrode geschalteten Glaskohlenstoffelektrode detektiert. Fig. 3c zeigt einen möglichen Konzentrationsverlauf mit den eingezeichneten, durch Extrapolation bestimmten Äquivalenzpunkten. Aus der zeitlichen Differenz Δt zwischen den beiden Äquivalenzpunkten t_ä2 und t_ä1 und der Konzentration der eingesetzten Trijodidlösung C_R wird nach Gleichung (4) die Konzentration des Thioglycolats in der Probenlösung berechnet. T ist die Zeit der Pumpgeschwindigkeitsänderung oder gleichbedeutend damit der Erzeugung der Konzentrations-Zeit-Verläufe.

C_S = (T/Δt - 1).a/b.C_R (4)

Nach Ablauf der Konzentrationsbestimmung werden die Ventile 11 und 15 um­ geschaltet und die Pumpgeschwindigkeiten umgekehrt, so daß jetzt Reinigungslösung in die Vorlagekanäle 12 und 16 gesaugt wird. Anschließende Umschaltung der Ventile 11 und 15 und Pumpgeschwindigkeitsumkehr bewirkt, daß die Vorlagekanäle 5 und 14 vor der nächsten Aufnahme von Proben- bzw. Reagenzlösung mit einer Reinigungslösung, z. B. bidestilliertem Wasser gespült werden. Durch diese Verfahrensweise werden uner­ wünschte Ablagerungen von Proben- und Reagenzlösung in der Pumpe selbst und in den Vorlagekanälen selbst verhindert.

In einer anders, entsprechend Fig. 7 erweiterten Meßanordnung wird ein defi­ niertes Volumen einer peroxodisulfathaltigen Probenlösung in den Vorlagekanal 5 ge­ saugt und nach Umkehr der Pumprichtung von Pumpe 1 und Umschaltung von Ventil 4 im Durchflußreaktor 6 mit einer Thiosulfat-Jodid-Lösung, die als Überschußreagenz mit bekannter Thiosulfatkonzentration eingesetzt wird, vermischt. Das zu bestimmende Peroxodisulfat reagiert unter katalytischen Wirkung von Eisen(III)ionen simultan mit dem Jodid und dem Thiosulfat entsprechend den Reaktionsgleichungen (5) und (6)

S₂O₈ ^2- + 3I^- → 2 SO₄ ^2- + I₃ ^- (5)

S₂O₈ ^2- + 2 S₂O₃ ^2- → 2 SO₄ ^2- + S₄O₆ ^2- (6)

Das überschüssige Thiosulfat reagiert mit dem Trijodid nach Gleichung (7)

2 S₂O₃ ^2- + I₃ ^- → 3I^- + S₄O₆ ^2- (7)

Die resultierende, den verbleibenden Thiosulfatüberschuß enthaltende Lösung wird nach dem Zusammenfluß 17 in der Mischschleife 18 mit einem durch die Pumpen 10 und 19 erzeugtem Stufen-Konzentrations-Profil des Reagenzes R, in diesem Anwendungsfall einer Trijodidlösung, kontinuierlich vermischt, wobei wiederum Reaktion (7) abläuft. Bei der Erzeugung des Stufen-Konzentrations-Profils des Trijodids wird eine Reagenz­ stammlösung R mit einer Verdünnungslösung D in der Mischschleife 20 vermischt, wobei die Pumpgeschwindigkeiten zueinander inverse, stufenförmige Durchflußge­ schwindigkeits-Zeit-Profile durchlaufen.

Der oben genannte, im vorliegenden Anwendungsfall mit einer Platinindikatorelektrode arbeitende amperometrische Durchflußdetektor registriert bei einem Potenial von 0 mV gegen die Silber/Silberchloridreferenzelektrode den Konzentrationsverlauf des nichtum­ gesetzten Trijodids. Im Fall der vorherigen Bestimmung der Konzentration des Über­ schußreagenzes beruht das Bestimmungsverfahren auf der Berechnung der Probenkon­ zentration aus den Äquivalenzpunkten und der Konzentration der Reagenzlösung R. Entsprechend Gleichung (6) erfolgt die Berechnung der Probenkonzentration. ΔΔt ist die Differenz zwischen der bei der Bestimmung der Konzentration des nicht umge­ setzten Überschußreagenzes Thiosulfat gemessenen Zeitdifferenz Δt' zwischen den bei­ den sich ergebenden Äquivalenzpunkten und der entsprechenden Zeitdifferenz Δt, die bei der Bestimmung der Ausgangskonzentration des Überschußreagenzes gemessen wurde. Somit genügt bei bekannter Durchflußgeschwindigkeit V_R und bekannter Zeit T die Kenntnis der Konzentration C_R der Reagenzlösung R zur Bestimmung der Proben­ konzentration C_S.

C_S = C_RV_R.ΔΔt/T (6)

Liste der Bezugszeichen

1

,

2

,

10

,

19

Pumpen

3

Zusammenfluß

4

,

11

,

13

,

15

todvolumenarmes Umschaltventil

5

,

12

,

14

,

16

Vorlagekanäle für Proben -, Reinigungs- bzw. Reagenzlösungen

6

Durchflußreaktor

7

Durchflußdetektor

8

Steuer- und Auswerterechner

9

,

20

Mischschleife

Claims (9)

1. Durchflußverfahren zur kalibrierfreien Konzentrationsbestimmung in diskre­ ten Volumina von Probenlösungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Analyse diskreter Volumina der Probenlösung in einem Durchflußkanalsystem die Probenlösung vorzugsweise in kleinen Volumina in mindestens einen Vor­ lagenkanal angesaugt wird und nach Flußumkehr die Erzeugung jeweils von zwei zueinander inversen, vorzugsweise eine konstante Gesamtdurchfluß­ geschwindigkeit einhaltenden, stufenförmigen Pumpgeschwindigkeits-Zeit- Verläufen der Reagenz- und der Verdünnungslösung oder der Reagenz- und der Probenlösung erfolgt, wobei in einem nachfolgenden Strömungskanal die Vermischung der Probenlösung mit der Reagenzlösung und die Reaktion der Probensubstanz mit dem Reagenz abläuft und mit einem Durchflußdetektor der Konzentrationsverlauf von mindestens einem Reaktionspartner oder einer Indikatorsubstanz aufgezeichnet und die Zeitpunkte oder die Volumina er­ mittelt werden, bei denen sich Reagenz und Probensubstanz in einem festen; vorrangig stöchiometrischen Verhältnis und vorzugsweise quantitativ umge­ setzt haben, wobei die Konzentration der Probensubstanz aus diesen Zeit­ punkten, der Stöchiometrie der Bestimmungsreaktion und der Reagenzkon­ zentration berechnet wird.

2. Durchflußverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei stöchiometrischer Umsetzung der Probensubstanz mit dem Reagenz und be­ kannten Durchflußgeschwindigkeiten die Probenkonzentration aus den den durchlaufenen Äquivalenzpunkten zugeordneten Zeiten oder Volumina und der Reagenzkonzentration berechnet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Änderung der Pumpgeschwindigkeiten eingehaltenen zeitlichen Stu­ fenlängen konstant oder sich verändernd eingestellt werden, wobei die Stufen­ höhen in ansteigender, abnehmender und alternierender Folge eingestellt wer­ den.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zueinander inversen, stufenförmigen Pumpgeschwindigkeits-Zeit-Verläufe der Reagenz- und der Verdünnungslösung oder der Reagenz- und der Probenlö­ sung als vorzugsweise linear ansteigende oder abfallende Stufenfolge oder aus einem ansteigenden und einen abfallenden Abschnitt zusammengesetzten Stu­ fenprofil erzeugt werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenlösung auf ihrem Weg zum Durchflußdetektor mit Verdünnungs- und Konditionierlösungen sowie Reagenzlösungen bekannter Konzentration ver­ mischt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Zusammenfluß von Proben- und Reagenzlösung und der De­ tektion vorliegende Verweilzeit über die Pumpgeschwindigkeiten und Pump­ stopzeiten eingestellt wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach Wahl der Reagenzlösungen katalysierte und nichtkatalysierte Redox-, Säure- Base-, Komplexbildungs- und Fällungsreaktionen als Bestimmungsreaktionen dienen.

8. Verfahren nach dem Ansprüchen 1 und mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenlösung zunächst mit einer Über­ schußreagenzlösung bekannter Konzentration im Durchfluß vermischt wird und nach Ablauf einer ersten Bestimmungsreaktion die Vermischung mit einem stufenförmigen Pumpgeschwindigkeits-Zeit-Profil eines weiteren Rea­ genzes, das sich mit dem verbleibenden Überschußreagenz vorzugsweise stö­ chiometrisch umsetzt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reagenz- und Überschußreagenzlösungen vorgelegt oder in situ durch chemi­ sche Reaktion, Elektrolyse, Dialyse oder Verdünnung erzeugt werden.