DE529013C

DE529013C - Method for quantitative chemical analysis with the help of emission spectra of all kinds

Info

Publication number: DE529013C
Application number: DEST42175D
Authority: DE
Original assignee: HUGO STINTZING DR
Current assignee: HUGO STINTZING DR
Priority date: 1927-01-30
Filing date: 1927-01-30
Publication date: 1931-07-07

Description

In dem Hauptpatent 522 966 waren Wege aufgezeigt worden zur Erzielung einer zuverlässig reproduzierbaren Beziehung zwischen anteiliger Gewichtsmenge und Stärke der Spektralerscheinung der Stoffe. Es war dargelegt worden, daß es hierzu gar nicht nötig sei, daß in dem Material überhaupt keine Veränderungen vor sich gehen. Es war nur nötig, daß jedenfalls während des Emissionsvorganges keine bemerkbaren Veränderungen in die Erscheinung traten. Dies wurde erreicht durch eine Unterbrechung des Emissionsvorganges in bezug auf die emittierenden Teilchen, indem diese nach dem Emissionsvorgang alsbald der Bestrahlung vorübergehend oder dauernd entzogen werden. Die weitere Ausbildung der Erfindung des Hauptpatents besteht nun darin, daß der Analysenstoff nicht mehr mit den Vergleichsstoffen vermengt, sondern voneinander getrennt, In the main patent 522 966 ways had been shown to achieve a reliable reproducible relationship between proportional weight and strength of the spectral phenomenon the fabrics. It was stated that for this it was not necessary that there were no changes whatsoever in the material going on. It was only necessary that at least no noticeable ones during the emission process Changes occurred in appearance. This was achieved through an interruption of the emission process in relation to the emitting particles by following them from the emission process are immediately or permanently withdrawn from the irradiation. The further development of the invention of the main patent is now that the Analysis substance no longer mixed with the reference substances, but separated from each other,

ao zeitlich abwechselnd dem Emissionsort zugeführt und nach geeignet kurzer Anregung entfernt wird. Hierdurch wird von selbst durch die Abwechselung des Materials derselbe Zweck erreicht.ao alternately supplied to the emission location and after a suitably short excitation Will get removed. This, of its own accord, by alternating the material, serves the same purpose achieved.

Dieses Verfahren birgt zugleich den großen Vorteil in sich, daß es nicht mehr nötig ist, den Analysenstoff zu zerkleinern und zu wiegen und mit den Vergleichsstoffen zu vermengen. Hierin liegt ein großer technischer Fortschritt infolge erheblicher Zeitsparung.This method also has the great advantage that it is no longer necessary to use the To shred and weigh the analysis substance and to mix it with the reference substances. Here in is a great technical advance as a result of considerable time savings.

Gleichzeitig wird das im Hauptpatent auch konstruktiv näher ausgeführte Drehanodenverfahren weiter ausgebildet. Der Analysenstoff wird in der gerade vorliegenden Zustandsform, z. B. als fester Stab, belassen. Die Vergleichsstoffe werden ebenfalls in die Form solcher Stäbe gebracht. Sie werden aus den reinen Elementen in fein verteilter Pulverform zusammengewogen, gemischt und gepreßt. Die Analysenstäbe und die Vergleichsstäbe werden nun erfindungsgemäß räumlich nebeneinander gelagert und zeitlich hintereinander zur Emission angeregt statt wie bisher vereint und gleichzeitig. At the same time, the rotating anode process, which is also structurally detailed in the main patent, is used further educated. The analyte is in the current state, z. B. as a solid rod. The comparison substances are also brought into the shape of such rods. You will come from the pure elements weighed together, mixed and pressed in finely divided powder form. The analysis sticks and the comparison bars are now stored spatially next to one another according to the invention and prompted to issue one after the other instead of being united and at the same time as was previously the case.

Zur Erleichterung des Verständnisses sei ein Beispiel aus der Stahlanalyse gegeben. Es sei festzustellen, wieviel Chrom ein Stahl enthält, der angeblich 2% Chrom enthalten soll. Als Vergleichsstöff wählt man einen Stab mit 99% Graphit und 1 % Kobalt sowie einen solchen mit 97% Graphit und 3% Nickel. Hatte die qualitative Spektralanalyse vorher gezeigt, daß der Stahl kern Kobalt und Nickel enthielt, so kann man diese Vergleichsstoffe anwenden. Die beiden Vergleichsstäbe werden also neben dem Stahlstab in die Drehanode gebracht (Einzelheiten siehe unten), und es zeige sich z. B., daß der Chromgehalt nahe mit dem Kobaltgehalt von 1% übereinstimmt. Genügt diese Angabe nicht, so wird der Versuch ein zweites Mal mitTo facilitate understanding, an example from steel analysis is given. Be it determine how much chromium a steel contains that is said to contain 2% chromium. as For comparison material, a rod with 99% graphite and 1% cobalt and one with it is chosen 97% graphite and 3% nickel. Had the qualitative spectral analysis previously shown that the If the steel core contained cobalt and nickel, these comparative substances can be used. the Both comparison rods are placed next to the steel rod in the rotating anode (details see below), and it shows z. B. that the chromium content is close to the cobalt content of 1%. If this information is not sufficient, the attempt is made a second time with

Vergleichsstäben von l,i% Kobalt und 1,2% Nickel wiederholt. Findet man, daß der Chromgehalt bei ²I₁₀ der Filme nach 1,1 zu liegt, so ist der gesuchte Chromgehalt mit 1,12 °/₀ gefunden. Dadurch, daß eine für bekannte Aufgabenkreise ausreichende Auswahl von Vergleichsstäben vorrätig vorliegt, bedarf die Analyse lediglich einer Zeitdauer, die der Expositions- und Entwicklungszeit entspricht, denn das Auswechseln der Anode, selbst bei Verwendung von Hochvakuumröhren, bedarf nur weniger Minuten. Es liegt also nach einer Zeit von wenigen Minuten das Resultat schwarz auf weiß vor; Analysen-, Wäge- und Arbeitsfehler sind ausgeschlossen.Comparative bars of 1.1% cobalt and 1.2% nickel repeated. It is found that the chromium content is ² to ₁₀ I of the films after 1.1, the searched content of chromium at 1.12 ° / ₀ is found. Since there is a sufficient selection of comparison rods in stock for known tasks, the analysis only requires a period of time that corresponds to the exposure and development time, since the anode can only be changed in a few minutes, even when high-vacuum tubes are used. So after a few minutes the result is available in black and white; Analysis, weighing and work errors are excluded.

Natürlich könnte man im vorliegenden FalleOf course one could in the present case

auch das Eisen des Stahles als Trägersubstanz auffassen und als Vergleichsstäbe ebenfalls Stähle mit bekannten anderen Zusätzen benutzen. also consider the iron of steel as a carrier substance and also as a reference rod Use steels with other known additives.

Hier geht aber dieErfindung noch einenSchritt weiter, indem sie auch das zu analysierende Element selbst als Zusatzstoff in den Vergleichsstäben verwendet. Auf diese Weise wird eines der größten Hemmnisse der Methode beseitigt, das darin liegt, daß bisher die Anregungsbedingungen, Verdampfungsverhältnisse, gegenseitige Anregungsbeeinflussung sowie die absoluten Intensitäten der verschiedenen Elemente allzu stark voneinander abwichen. Insbesondere war die Methode mangelhaft, wenn es sich darum handelte, daß die Vergleichs- und Analysenstoffe in sehr verschiedenen Konzentrationen vorlagen, die photographischen Wirkungen also in recht verschiedenen Schwärzungsgebieten lagen. Hier bringt das weitere Verfahren die Differenz zwischen den verglichenen Mengen durch Addition der Wirkungen auf einen denkbar niedrigen Betrag.Here, however, the invention goes one step further in that it also includes that to be analyzed Element itself used as an additive in the comparison bars. In this way one becomes one of the greatest obstacles to the method is eliminated, which lies in the fact that so far the conditions of excitation, evaporation conditions, have been mutual Influence of excitation as well as the absolute intensities of the various elements differed too much from each other. In particular, the method was flawed when it came to that acted that the comparison and analysis substances in very different concentrations existed, the photographic effects in quite different areas of blackening lay. Here the further procedure brings the difference between the compared quantities by adding the effects to a very low amount.

Nehmen wir wieder ein Beispiel. Hat man es mit einem Stahl zu tun, der in der Fabrikation zuverlässig mit einem bestimmten Nickelgehalt von 2% hergestellt wird, Nickel also bekannt ist, dessen Chromgehalt aber zwischen 1 und 4% schwanken kann, der Chromgehalt also gesucht wird, so verfährt man folgendermaßen: Man nimmt als Vergleichsstab einen Stahl mit 2% Nickel und 2% Chrom. Aus dem Verhältnis der Zahl der Filme, welche Nickel bei 2% ^als° ^a*izeigen, zu derjenigen, welche noch die Chromlinie zeigen, folgt nun einfach der Chromgehalt. Ist das Verhältnis gleich 1, so ist das Resultat 2% Chrom. Ist es etwa 10:9, so ist der Chromgehalt 1,8 % usw. Der Vorteil des letztgenannten Kunstgriffs liegt also in der großen Ähnlichkeit aller Versuchsumstände, insbesondere in der Gleichheit aller physikalischen Eigenschaften der Analysen und¹ Vergleichsstäbe. Man bringt also durch Anwendung dieses Verfahrens die Mengen des Analysenelementes nahe an diejenigen des Bezugselementes heran, so daß man bei der Summierung der Wirkungen aller Stäbe ein Verhältnis von nahezu 1 erhält.Let's take another example. If you are dealing with a steel that is reliably manufactured in production with a certain nickel content of 2%, i.e. nickel is known, but whose chromium content can fluctuate between 1 and 4%, i.e. the chromium content is sought, then you proceed as follows : A steel with 2% nickel and 2% chromium is used as a comparison rod. To that of the ratio of the number of films containing nickel at 2% * izeigen ^a ls ° ^a, showing still the chrome line, now simply follows the chromium content. If the ratio is 1, the result is 2% chromium. If it is about 10: 9, the chromium content is 1.8%, etc. The advantage of the last-mentioned trick lies in the great similarity of all experimental conditions, in particular in the equality of all physical properties of the analyzes and ¹ comparison rods. By using this method, the quantities of the analysis element are brought close to those of the reference element, so that a ratio of almost 1 is obtained when the effects of all rods are added up.

Zur technischen Durchführung der obengenannten Methodik bedient sich die Erfindung, wie schon angedeutet, des erweiterten Drehanodenverfahrens, gegebenenfalls unter Erneuerung der Oberfläche wie im Hauptpatent. Hat die Aussparung in der Drehanode quadratische Form (Fig. 1), so mögen in dieser Figur die Felder α und c die Analysenstäbe, die Felder b und d je einen Vergleichsstab enthalten. In diesem Beispiel muß dann die Vergleichssubstanz in doppelter Konzentration vorliegen, da die Analysensubstanz bei der Drehung doppelt solange exponiert wird.For the technical implementation of the above-mentioned method, the invention makes use, as already indicated, of the extended rotating anode process, if necessary with renewal of the surface as in the main patent. If the recess in the rotating anode has a square shape (FIG. 1), fields α and c in this figure may contain the analysis rods, and fields b and d each contain a comparison rod. In this example, the comparison substance must then be present in twice the concentration, since the analysis substance is exposed twice as long during the rotation.

Man kann nun die Zahl der Felder durch Unterteilung beliebig vermehren, wenn man die Querschnitte entsprechend verändert. Da es nötig ist, stets mit einem gleichen Querschnitt der Körper zu arbeiten, stellt man die Stäbe mit einem dreiseitig prismatischen Querschnitt her, so daß bei einem Winkel von 60 ° 6, bej 45° 8 (Fig. 2), bei 30⁰ 12, bei 22,5° 16 Stäbe in der Aussparung untergebracht werden können usf. Auf diese Weise kann man kompliziertere Analysen mit einer einzigen Aufnahme lösen.The number of fields can now be increased as desired by subdivision if the cross-sections are changed accordingly. Since it is necessary to always work with the same cross-section of the bodies, the rods are produced with a three-sided prismatic cross-section, so that at an angle of 60 ° 6, bej 45 ° 8 (Fig. 2), at 30 ⁰ 12 , at 22.5 ° 16 rods can be accommodated in the recess, etc. In this way, more complicated analyzes can be solved with a single recording.

Eine andere sehr zweckmäßige Ausführungsform ist die HersteEung einer Anode nach Art einer Revolverwalze (Fig. 3 und 4). Sind Revolverwalze und Blende exzentrisch gegeneinander gelagert, werden alle Stäbe fortlaufend gemeinsam vorgeschoben und der Reihe nach an einem Schaber vorbeigeführt, so kommen jeweils neue Oberflächen aller in den Revolverlöchern vorhandenen Stäbe in gleicher Weise zur Emission.Another very useful embodiment is the manufacture of an anode according to Art a turret roll (Figs. 3 and 4). Are the turret roller and aperture eccentric to each other? stored, all bars are continuously advanced together and one after the other Passed by a scraper, new surfaces all come into the revolver holes existing rods in the same way for emission.

Der Grundgedanke hierbei ist, daß bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Drehanode es natürlich ganz gleich ist, ob die Substanzen nacheinander oder gleichzeitig strahlen. Die Expositionszeiten der einzelnen Felder sind untereinander gleich. Die Gesamtbelichtungszeit ist bei dicht aneinandergrenzenden oder wenig voneinander getrennten Feldern nicht oder kaum großer als bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent,The basic idea here is that with a constant rotational speed of the rotating anode of course it does not matter whether the substances emit one after the other or at the same time. the Exposure times of the individual fields are the same as one another. The total exposure time is not in the case of fields that are close to one another or not very much separated from one another or hardly larger than in the process according to the main patent,

Daß die Erweiterung und Modifikation des Verfahrens einen großen technischen Fortschritt bedeutet, läßt sich leicht zusammenfassend wiederholen. Die Analysensubstanz wird ohne Vorbearbeitung und ohne Wägung verwandt. Ebenso setzt man beliebige vorrätige Vergleichskörper von geeigneter Zusammensetzung ein. Die Analyse beginnt sofort und ist nach Belichtung und Entwicklung in wenigen Minuten beendet. Es handelt sich also um eine graphische Analyse, ohne daß Wägungen oder chemische Operationen ausgeführt werden unter Aus-Schluß methodischer Irrtümer, wie sie jene zulassen. That the extension and modification of the process represent a great technical advance means, can easily be repeated in summary. The substance to be analyzed is without Pre-processing and used without weighing. Likewise, any reference body of suitable composition that is in stock can be used. The analysis begins immediately and takes just a few minutes after exposure and development completed. So it is a graphical analysis without weighing or chemical Operations are carried out to the exclusion of methodological errors as they permit.

Claims

Patent claims:

ι. Method for quantitative chemical analysis with the aid of emission spectra of all kinds according to patent 522,966, characterized in that the act of issuance exposed particles to the excitation process temporarily after the emission has taken place be withdrawn so that the substance to be analyzed and several comparison mixtures are not spatially mixed with one another, but spatially separated from each other, alternately supplied to the emission site in terms of time and removed again after a suitably short stimulation.

2. The method according to claim 1, characterized in that analysis substance and comparison substances obtained the shape of solid rods of the same cross-section, so that they are four, nine or sixteen in a larger one square recess next to each other or with any, in particular also round, cross-section in a turret roller which can contain any number of rods and rotating around the joint Central axis leads the rods in sequence past the emission site.

3. The method according to claim 2, characterized in that in addition to the rotation around the common central axis an advancement of the common holder in the axial direction is effected, so that the material is advanced for the purpose of renewing the surface against a cutting edge and as a result of the Rotation is scraped off by the latter.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the comparison material also includes elements of the analysis substances can be added in a known amount, so that by adding up the emission effects, the sum of the effects of the comparative and analysis substances gives almost the same intensity of the lines of the two types of elements.

1 sheet of drawings