Einige Überlegungen zur Situation der simultanen Multielementanalyse von Lösungen

Abstract

This review considers simultaneous multi-element analysis of solutions as a common field of interest of analytical chemists (“users”), spectrochemists (“research spectroscopists”) and instrument manufacturers (“designers and constructors”). The author attempts to establish the extent to which the literature provides the data required for the design and construction of a “complete” equipment for routine multi-element analysis of solutions. Some general problems related with the development of such an apparatus are briefly discussed.

The author produces arguments in favour of optical emission spectrometry (OES) as a most adequate method for simultaneous multi-element analysis and argues that the first problem to be solved is the choice of a suitable excitation source with which solutions can be handled. The author scrutinizes the literature so as to arrive at a comparison of various excitation sources as tools for routine analysis of solutions (high-temperature flames, current-free and current carrying dc plasmas, microwave plasmas and radio frequency inductively-coupled plasmas). This literature search is made on the basis of a number of factors that are classified into three main groups:fundamental, analytical and instrumental. The author concludes that the literature does not permit such an effective approach, but that recent developments of excitation sources and experimental comparisons of these sources leave little doubt that, although precise data about economic factors (instrument and operation cost), ease in operation and overall reliability of the equipment are still lacking, the analytical performance of radio frequency inductively-coupled plasmas (ICP) is superior to that of alternative excitation sources and that ICPs are excellent tools for simultaneous multi-element analysis of solutions. The further development of ICPs, particularly ICPs of relatively low power (∼ 1 kW) provides good perspectives to achieve a proper balance between cost and performance.

Zusammenfassung

Diese Übersicht betrachtet die simultane Multielementanalyse von Lösungen als gemeinsames Interessengebiet von Analytikern („Anwendern“), Spektrochemikern („Forschern“) und Geräteherstellern („Konstrukteuren“). Der Verfasser versucht festzustellen, inwieweit die Literatur die erforderlichen Daten bietet, worauf sich ein „vollständiger“ Analysenapparat für die routinemäßige Multielementanalyse von Lösungen basieren ließe. Er geht kurz ein auf die allgemeinen Fragen, die man bei der Entwicklung eines solchen Geräts berücksichtigen muß.

Der Verfasser vertritt und belegt die Ansicht, daß die optische Emissionsspektrometrie (OES) sich für die Lösung des Problems ausgezeichnet eignen wird und daß die Wahl einer für die Lösungsanalyse geeigneten Anregungsquelle das erste Problem ist, womit man sich im Rahmen der ganzen Problematik zu befassen hat. An Hand einer Reihe von zu berücksichtigenden Faktoren, die unter „Grundsätzliches“, „Analytisches“ und „Instrumentelles“ eingeordnet sind, sichtet der Verfasser die Literatur auf die Bewährung verschiedener Anregungsquellen (heißer Verbrennungsflammen, stromfreier und stromführender Gleichstromplasmen, Mikrowellenplasmen und hochfrequenzerhitzter Plasmen) für die routinemäßige Analyse. Der Verfasser muß zuerst anerkennen, daß die Literatur eine solche komplette Bewertung nicht gestattet. Aufgrund der jüngsten Entwicklungen von Anregungsquellen für die Lösungsanalyse und experimenteller Vergleiche zwischen der Leistungsfähigkeit dieser Quellen, kommt der Verfasser jedoch zu der Schlußfolgerung, daß die hochfrequenzerhitzten Plasmen mit induktiver Leistungsübertragung (ICP) den alternativen Anregungsquellen in analytischer Hinsicht so weitgehend überlegen sind, daß, trotz des Fehlens genauer Angaben über die Wirtschaftlichkeit, die Einfachheit der Handhabung und die Zuverlässigkeit der Apparatur, diese Plasmen sozusagen keine echten Konkurrenten haben und sich für die simultane Multielementanalyse von Lösungen ausgezeichnet eignen. Die Weiterentwicklung von ICPs, insbesondere von solchen mit verhältnismäßig niedriger Leistung (∼ 1 kW), bietet auch gute Aussichten für das Erreichen des richtigen „Kosten-Leistung-Gleichgewichts“.