DE2944813A1

DE2944813A1 - Flammloses atomabsorptionsverfahren zur phosphorbestimmung mittels graphitstabofen

Info

Publication number: DE2944813A1
Application number: DE19792944813
Authority: DE
Inventors: Ivan Petrov Havesov
Original assignee: INST OBSHTA NEORGAN CHIMIA
Current assignee: INST OBSHTA NEORGAN CHIMIA
Priority date: 1978-11-06
Filing date: 1979-11-06
Publication date: 1980-05-22
Also published as: AU5238179A; BG27674A1; GB2036365A; JPS55109947A

Description

SCHIFF ν. FONEP STREHL SCKUBEc-HOPF .EBE-I.^3HAOS FiNCK

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein flammenloses Atomabsorptionsverfahren zur Bestimmung von Phosphor mit Hilfe eines Graphitstabofens.

Es ist ein flammenloses Atomabsorptionsverfahren zur Phosphorbestimmung mit Hilfe eines Graphitstabofens bekannt, (Ediger, R.D., At. Absorption Newslett., ^, 145 (1976)), bei welchem die Nachweisgrenze bei 0,1 mkl/ml liegt, indem eine Probe von 100 mkl benutzt wird. Die optimale Temperatur der Feinzerstäubung beträgt 2800⁰C. Der Empfindlichkeitsgrad dieses Verfahrens wird um etwa das Sechsfache erhöht, wenn man zu der zu analysierenden Lösung eine 1#-ige La(NO^),-Lösung beifügt. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß sich der Empfindlichkeitsgrad des Verfahrens bis zu dreimal verändert, wenn man einen neuen Ofen benutzt.

Es ist ein flammenloses Atomabsorptionsverfahren zur Phosphorbestimmung in Stahl bei einer verhältnismäßig hohen Zerstäubungstemperatur von 2750⁰C bekannt (Whiteside, P. J., W.J. Price, Analyst, 1,02, 618 (1977)). Die Bestimmung wird mit einer verhältnismäßig teuren Profilküvette vorgenommen, deren Form für Jeden Apparat von spezifischer Bauart ist.

Es ist weiterhin ein anderes flammenloses Atomabsorptionsverfahren zur Phosphorbestimmung in Blättern von Obstbäumen bekannt (VIA, .12, 3 (1978)), bei welchem man zur Stabilisierung des Phosphors zu jeder der zu analysierenden Lösungen 0,5 % Lanthan in Form von La(NO,), beifügen muß.

Bekannt ist noch ein weiteres flammenloses Atomabsorptions-

030021 /0758

verfahren zur Phosphorbestimmung in ölen (Prevot, A., M. Gent-Jauniaux, At. Absorption Newslett., IjT, 1 (1978)), bei welchem die Nachweisgrenze bei 0,5 bis 1 ppm für ein Probevolumen von 20 mkl liegt. Dieses Verfahren zeichnet sich ebenso durch eine verhältnismäßig hohe Zerstäubungstemperatur von 2800⁰C aus. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß das Signal bei der ersten Einspritzung der Probe in einen neuen Ofen sehr niedrig ist, indem es sich allmählich nach einer halben Stunde "Alterung" bei stetiger Einspritzung von Proben des zu analysierenden Öls erhöht.

Es sind weiter Verfahren für flammenlose Atomabsorptionsbestimmung von Be, Cr, Mn, Al, Ag, As, Bi, Cd, Co und anderen bekannt, mittels Abdeckung des Graphitstabofens mit pyrolytischein Graphit, 0,1 mm Ta-Folle (Lvov, B.V., L.N. Pelieva, Savodsk. lab., 44, 173 (1978)), Tantalkarbid und Wolframkarbid (Ortner, H.M., E. Kantuscher, Talanta, 22, 581 (1975) und Zatka, V., Anal. Chem., ^0, 538 (1978)).

Die Aufgabe der Erfindung ist,ein flammenloses Atomabsorptionsverfahren zur Phosphorbestimmung mit Hilfe eines Graphitstabofens zu erarbeiten, das eine höhere Empfindlichkeit und eine niedrigere Nachweisgrenze bei einer verlängerten Lebensdauer des Ofens sichert.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man den Graphitstabof en vor der Benutzung mit Zirkoniumsalz vorbehandelt, z.B. mit Zirkonylchlorid in Form einer 0,1 bis 1096-igen Alkohollösung. Die Vorbehandlung geht folgendermaßen vor sich: der Graphitstabofen wird während 10 Minuten bei vermindertem Druck (etwa 10 mm Hg) in die Lösung eingelassen, wonach der Luftdruck wieder hergestellt und dann diese Prozedur dreimal wiederholt wird. Der Graphitstabofen wird anschließend während 3 Stunden bei einer Temperatur von 105⁰C getrocknet und danach in den Zerstäuber montiert. Die Tempera-

030021/0758

tür wird langsam (während 50 Sekunden) von Zimmertemperatur bis auf 16OO°C erhöht, wonach das Erhitzen bei 2600⁰C während 15 Sekunden fortgesetzt wird. Nach dieser Behandlung wird das Zirkonium zu einem schwer flüchtigen Zirkoniumkarbid umgesetzt, womit sowohl die äußere als auch die innere Oberfläche des Graphitstabofens überzogen wird. Die Röntgeno struktur prüfung an von der Innenoberfläche des auf diese Weise bearbeiteten Ofens abgeschabten Staubes zeigt, daß das Zirkonium in Form von Zirkoniumkarbid vorliegt. Die Phosphorbestimmung mit Hilfe eines Graphitstabofens - mit pyrolytischem Graphit überzogen, öfen mit Tantalfolie überzogen, gemäß der von Lvov, B.V., L.N. Pelieva, Savodsk. lab., 44, 173 (1978) beschriebenen Methode, öfen mit aufgetragenem Tantalkarbid gemäß der von Ortner, H.M., E. Kantuscher, Talanta, 22, 581 (1975) und Zatka, V., Anal. Chem., jjiO, 538 (1978) beschriebenen Methode, öfen überzogen mit Wolframkarbid gemäß der von Ortner» H.M., E. Kantuscher, Talanta, 22, 581 (1975) beschriebenen Methode, und öfen überzogen mit Vanadiumkarbid zeigen eine verhältnismäßig niedrigere Empfindlichkeit und zwar:

öfen mit aufgetragenem Zirkoniumkarbid - 100%-ige Empfindlichkeit

öfen mit aufgetragenem Wolframkarbid - 75%-iger Empfindlichkeitsgrad

nichtbehandelter Ofen - 43 %-ige Empfindlichkeit

öfen mit vor der Bestimmung zugegebenem La(NO,), 7196-iger Empfindlichkeitsgrad

öfen mit aufgetragenem Tantalkarbid - 33#-ige Empfindlichkeit

öfen mit aufgetragenem pyrolytischem Graphit - 2796-ige Empfindlichkeit.

Im Intervall von 2600 bis 2800⁰C ist das Zerstäubungssignal

030021/0758

praktisch ein und dasselbe, wenn die Temperatur schnell (1500°C/Sekunde) erhöht wird. Unterhalb der Temperatur von 25OO°C vermindert sich das Signal sehr schnell. Das optimale Verhältnis Signal/Lärm wird bei 2600⁰C beobachtet. Die höchste Temperatur, bei welcher die thermische Zersetzung ohne Verluste verläuft, beträgt 800⁰C.

Die vorgeschlagene Erfindung weist folgende Vorteile auf:

mit den gemäß der Erfindung bearbeiteten öfen können bis zu hundert Bestimmungen ausgeführt werden, wonach die verbrauchten öfen derselben Bearbeitung unterzogen werden können, wodurch deren Lebensdauer um das Mehrfache verlängert wird;

die charakteristische Konzentration wird gegenüber herkömmlichen Verfahren um das Doppelte erhöht. Die Nachweisgrenze beträgt 0,05 ppm bei einem Probevolumen von 50 mkl;

die Notwendigkeit, Lanthannitrat zur Phosphorbindung zuzusetzen und dessen Erhalt im Vorzerstäubungszyklus fällt weg, wodurch die Arbeitsvorgänge einfacher und billiger werden;

die Zerstäubung verläuft bei einer niedrigeren Temperatur - 2600⁰C;

die maximale Empfindlichkeit wird sofort erreicht und verändert sich bei der Benutzung verschiedener öfen nicht.

Anhand des nachstehend angeführten Beispiels wird die Erfindung näher erläutert.

030021/0758

Bestimmung von Phosphor in Stahl

Es werden ca. 0,4000 g Stahl abgewogen und in ein Becherglas von 100 ml gebracht. Das Becherglas wird mit einem Uhrglas bedeckt, wonach 2,5 ml HCl zugegeben werden. Nach der Beendigung der stürmischen Reaktion werden 2 ml Salpetersäure beigefügt. Man wartet die Ausscheidung der Stickstoffoxide ab, wonach 1,5 ml Perchlorsäure zugefügt werden. Die Uhrglas-und die Becherglaswände werden abgewaschen und die Lösung wird im Sandbad bis zu 1 ml verdampft. Die Konzentration dieser Lösung beträgt ca. 2 mkl P/ml. Es werden Standardlösungen mit Konzentrationen von 0,5, 1,0 und 1,5 ppm P aus einer Ausgangsstandardlösung von Kf^PO^ zubereitet. Auf experimentellem Wege wurde bewiesen, daß beim Auflösen keine Verluste von Phosphor auftraten.

20 mkl einer Lösung der Probe werden in den Zerstäuber gebracht, wonach die Bestimmung bei folgenden Bedingungen vollzogen wird:

ein Zweistrahl-Atomabsorptions-Spektrophotometer Perkin-Elmer Type 400 mit einem Graphitstabofen HGA-76B, welcher vorher mit Zirkoniumkarbid überzogen mittels Einlassen in eine 1#-ige Alkohollösung des Zirkonylchlorids während 10 Minuten im Vakuum-Exsikkator; Quelle - elektrodenlose Entladungslampe mit einer Leistungsfähigkeit von 8 Watt, Wellenlänge von 213,5 nm, Schlitzbreite 2 nm, Korrektion der nichtselektiven Absorption - Deuteriumkorrektor, Trocknungszyklus von 20 bis 100⁰C während 10 Sekunden, danach 50 Sekunden bei 100⁰C, thermische Zersetzung bei 100 bis 800⁰C, während 20 Sekunden bei 800⁰C, Zerstäubungszyklus - 2600⁰C (Temperaturkontrolle mittels einer Photodiode), Gas - /rgon zum Durchblasen. Bessere Resultate werden erhalten, wenn das Programm "mini flow" benutzt wird. Das erhaltene Ergebnis ist das folgende: P % - 0,048 bei η = 5, P = 95 %, V % = 6,25 bei attestiertem Wert für einen Gehalt an Phosphor von 0,051 + 0,003 %.

030021/0758

Claims

Patentansprüche

1. Flammenloses AtomalDsorptionsverfahren zur Phosphorbestimmung mittels Graphitstabofen, dadurch gekennzeichnet , daß man vor der Benutzung den Graphitstabofen mit Zirkoniumsalz vorbehandelt.

2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man als Zirkoniumsalz Zirkonylchlorid in Form einer 0,1 bis 1096-igen Alkohollösung verwendet.

030021/0758