Röntgenfluorimetrische und atomabsorptiometrische Bestimmung von Elementspuren im ng/ml-Bereich in wäßrigen Lösungen nach Anreicherung durch Fällungsaustauschreaktion an dünnen Metallsulfidschichten

Summary

For the improvement of the power of detection and the reliability of X-ray fluorimetric and atomic-absorption spectrometric determination procedures for very low levels of Hg, Ag, Cu, Bi, Pb, Cd, Sn, As, Se, Te, Zn, Co and Ni in aqueous solutions the applicability of a pre-concentration method by precipitate-exchange on thin sulphide layers which preceds the actual determination has been investigated systematically.

The aqueous sample (0.1–61, pH 3–6) is filtered through a freshly prepared homogeneous metal sulphide layer (e.g. ZnS, MnS, CuS, PbS, thickness: 300–400 nm) which is placed on a membrane filter (cellulose nitrate or PTFE, pore size ≤1 μm). In this way with the exception of As, the elements forming sparingly soluble sulphides with a lower solubility product than the corresponding sulphides of the layer are practically completely retained from the solution.

The exchanged elements can be determined either simultaneously directly on the filter by RFA or sequentially after dissolution of the precipitate in a small volume of acid by AAS with electrothermal atomization.

By a considerable pre-concentration detection limits in the ng/l range can be obtained.

Calibration, interferences by concomitant elements, and quality grades of the multi-stage procedure are described, which can be recommended for the simultanous and reliable determination of traces of Hg, Ag, Cu, Bi, Pb, Cd, and Te in potable, surface, and snow-melting water.

Zusammenfassung

Zur Verbesserung des Nachweisvermögens und der Zuverlässigkeit von röntgenfluorimetrischen und atomabsorptiometrischen Bestimmungsverfahren für geringe Spurengehalte von Hg, Ag, Cu, Bi, Pb, Cd, Sn, As, Se, Te, Zn, Co und Ni in wäßrigen Lösungen wurde die Eignung einer der Bestimmung vorgeschalteten Anreicherungsmethode durch Fällungsaustausch an einer dünnen Sulfidschicht systematisch untersucht.

Die wäßrige Probe (0,1–61, pH 3–6) wird durch eine auf einem Membranfilter (Cellulosenitrat bzw. PTFE, Porenweite ≤1 μm) frisch präparierte homogene Metallsulfidschicht (ZnS, MnS, CuS, PbS u.a., Dicke: 300–400 nm) filtriert. Dabei werden mit Ausnahme des Arsens die Elemente praktisch vollständig aus der Lösung zurückgehalten, die schwerlösliche Sulfide mit einem kleineren Löslichkeitsprodukt als das der austauschenden Schicht bilden.

Nach dem Austausch kann die Bestimmung der Elemente entweder simultan durch RFA direkt auf dem Filter oder nach Lösen des Niederschlages in wenig Säure durch AAS mit elektrothermischer Atomisierung erfolgen. Durch erhebliche Voranreicherung können Nachweisgrenzen im ng/l-Bereich erzielt werden.

Eichung, Störungen durch Begleitsubstanzen und Güteziffern des Verbundverfahrens werden beschrieben, das vor allem für die simultane und zuverlässige Bestimmung von Spuren, Hg, Ag, Cu, Bi, Pb, Cd und Te in Trink-, Oberflächen- und Schneeschmelzwasser empfohlen werden kann.