Optimization of hydride generation methods for AAS

Zusammenfassung

Jeder Hydridgenerator ist durch den Austritt von Hydridmolekülen und Trägergas charakterisiert, was sich im Atomizer durch einen Absorptionswert manifestiert. Beziehungen zwischen diesen und den Hydriderzeugungs-Parametern (Dimensionen der Apparatur, Reagentienkonzentrationen, Flußgeschwindigkeiten) werden abgeleitet. Eine allgemeine Beurteilung der Methoden zur Hydriderzeugung aufgrund dieser Beziehungen zeigt, daß das Druckverfahren anderen Methoden in jeder Beziehung unterlegen ist. Beide Methoden zur Übertragung (batch und kontinuierlich) sind in bezug auf Empfindlichkeit gleichwertig; jedoch ist die kontinuierliche Methode vorteilhafter wegen ihrer Unabhängigkeit von der Kinetik der Hydridbildung, was zu besserer Genauigkeit führt. Einsatz der Kältefalle ist arbeits- und zeitaufwendiger, bietet jedoch höhere Empfindlichkeit.

Die Gültigkeit der erwähnten Beziehungen wurde überprüft durch Selenhydriderzeugung und Atomisierung im Flammenrohr, wo die Relation zwischen dem Generatorausfluß und der Absorption bekannt ist. Sammelverfahren sind wegen der Instabilität des Selenhydrids und seiner schwierigen Freisetzung aus der Sammelvorrichtung ungeeignet. Für den kontinuierlichen Durchfluß wurde gute Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment gefunden. Beim Batch-Verfahren folgen die Versuchsergebnisse den berechneten Trends; die Form der Peaks kann theoretisch jedoch nicht befriedigend beschrieben werden.

Zersetzungsprodukte von Borhydrid stellen eine beträchtliche Störung der Selenhydridbildung dar; die Bestimmung der Wirksamkeit der Umwandlung von Se(IV) zu Hydrid durch Hydriderzeugung aus dem Reaktionsgemisch ist deshalb nicht möglich.

Summary

Every hydride generator can be characterized by outlet flows of hydride molecules and carrier gas which are reflected in the atomizer as an absorbance value. Expressions relating the two outlet flows for currently used hydride generation methods to generation parameters (apparatus dimensions, reagent concentrations, flows) are derived. A general assessment of hydride generation methods based on these expressions shows that pressure collection is inferior to the other generation methods in all respects. Both direct transfer methods (batch and continuous flow) are equal from the standpoint of sensitivity but continuous flow is more advantageous, mainly because of its independence of the kinetics of hydride evolution which results in a better accuracy. Cold trap collection methods are more labourious and more time consuming but they promise a superior sensitivity.

Validity of the expressions for the outlet generator flows is checked by using selenium hydride generation and atomization in the flame-in-tube atomizer in which the relationship between the generator outlet flows and absorbance is known. Collection methods are unsuitable because of the instability of selenium hydride and its complicated release from the collection device. For the continuous flow generation a very good agreement between theory and experiments was found. For the batch generation, experiments follow predicted trends but actual peak shapes are not described by the theory satisfactorily.

Borohydride decomposition products exhibit a pronounced interference to selenium hydride formation which precludes determination of efficiency of Se(IV) conversion to hydride by subsequent hydride generation from the reacted mixture.