•
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában •
•
Lakos István
WESSLING Hungary Kft.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
• • • • • •
A legelterjedtebben használt fémanalitikai (elemanalitikai) mérőműszerek oldatokat elemeznek: Láng-AAS, Grafitkemence-AAS, HG- és hidrid-AAS, HG- és hidrid-AFS, ICP-OES, ICP-MS.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
A minta-előkészítés során a különböző halmazállapotú és összetételű minták mérendő elemeit oldatba visszük.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
•
A minta-előkészítés során a különböző halmazállapotú és összetételű minták mérendő elemeit oldatba visszük. Ezzel párhuzamosan sokszor a zavaró mátrixalkotók (karbonátok, szerves anyagok) koncentrációját is csökkentjük.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
•
•
A minta-előkészítés során a különböző halmazállapotú és összetételű minták mérendő elemeit oldatba visszük. Ezzel párhuzamosan sokszor a zavaró mátrixalkotók (karbonátok, szerves anyagok) koncentrációját is csökkentjük. Így nagyon eltérő tulajdonságú mintákból nagyon hasonlóan elemezhető oldatokat kapunk.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
•
•
•
A minta-előkészítés során a különböző halmazállapotú és összetételű minták mérendő elemeit oldatba visszük. Ezzel párhuzamosan sokszor a zavaró mátrixalkotók (karbonátok, szerves anyagok) koncentrációját is csökkentjük. Így nagyon eltérő tulajdonságú mintákból nagyon hasonlóan elemezhető oldatokat kapunk. Végeredményként egyetlen kalibrációval vizsgálhatunk egymástól eredetileg eltérő mintatípusokat.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
A minta-előkészítés fontosabb lépései: •
Szárítás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
A minta-előkészítés fontosabb lépései: • •
Szárítás Aprítás, őrlés, homogenizálás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
A minta-előkészítés fontosabb lépései: • • •
Szárítás Aprítás, őrlés, homogenizálás Bemérés
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
A minta-előkészítés fontosabb lépései: • • •
Szárítás Aprítás, őrlés, homogenizálás Bemérés • Kioldás, roncsolás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
A minta-előkészítés fontosabb lépései: • • •
Szárítás Aprítás, őrlés, homogenizálás Bemérés • Kioldás, roncsolás • Hamvasztás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
A minta-előkészítés fontosabb lépései: • • •
Szárítás Aprítás, őrlés, homogenizálás Bemérés • Kioldás, roncsolás • Hamvasztás • Ömlesztéses feltárás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
A minta-előkészítés fontosabb lépései: • • •
•
Szárítás Aprítás, őrlés, homogenizálás Bemérés • Kioldás, roncsolás • Hamvasztás • Ömlesztéses feltárás Szűrés, átmosás, jelre töltés, hígítás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szárítás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szárítás
Illékony komponensek (pl. Hg) elillanhatnak.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szárítás
Illékony komponensek (pl. Hg) elillanhatnak. Megoldás: szárítás szabad levegőn, szobahőmérsékleten (vagy max. 40 ºC-on) általában egy éjszakán keresztül –> légszáraz állapot (<5% víztartalom).
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szárítás
Illékony komponensek (pl. Hg) elillanhatnak. Megoldás: szárítás szabad levegőn, szobahőmérsékleten (vagy max. 40 ºC-on) általában egy éjszakán keresztül –> légszáraz állapot (<5% víztartalom). Az aprítást, őrlést, homogenizálást is megkönnyíti!
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szárítás
Illékony komponensek (pl. Hg) elillanhatnak. Megoldás: a mérésre szánt mintarészletet nem szárítjuk. A szárazanyag tartalmát külön mintarészletből állapítjuk meg 105 ºC-on végzett szárítással.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szárítás
Illékony komponensek (pl. Hg) elillanhatnak. Megoldás: fagyasztva szárítás (liofilizálás) – kíméletes (és költséges) megoldás. Elsősorban biológiai mintáknál használatos.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Aprítás, őrlés, homogenizálás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Aprítás, őrlés, homogenizálás
A szemcsék mérete nem elég apró a megfelelő kioldáshoz.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Aprítás, őrlés, homogenizálás
A szemcsék mérete nem elég apró a megfelelő kioldáshoz. Megoldás: aprítás, őrlés után szűrés 1 mm-es szitán, a fennmaradt rész további őrlése, végül egyesítés, homogenizálás.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Aprítás, őrlés, homogenizálás
Az aprítás, őrlés végén nyert minta nem elég homogén.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Aprítás, őrlés, homogenizálás
Az aprítás, őrlés végén nyert minta nem elég homogén. Megoldás: párhuzamosok számának növelése.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Bemérés
Hibás tömegmérés – kisebb tömegű (100 mg alatti) beméréseknél lehet jelentős.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Bemérés
Hibás tömegmérés – kisebb tömegű (100 mg alatti) beméréseknél lehet jelentős. Oka: elektrosztatikus kölcsönhatás az edény és a mérleg és/vagy az edény és a minta között.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Bemérés
Hibás tömegmérés – kisebb tömegű (100 mg alatti) beméréseknél lehet jelentős. Oka: elektrosztatikus kölcsönhatás az edény és a mérleg és/vagy az edény és a minta között. Megoldás: legalább 400 mg bemérés a mintából, vagy elektrosztatikus kölcsönhatást csökkentő megoldások alkalmazása (a levegő ionizálása).
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – nyitott edényben
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – nyitott edényben
A roncsolás hőmérséklete nem elég magas.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – nyitott edényben
A roncsolás hőmérséklete nem elég magas. Megoldás: magasabb forráspontú savak (kénsav, foszforsav, perklórsav) használata. Hátrányuk, hogy balesetveszélyesek, növelik a viszkozitást, mátrixhatást.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – nyitott edényben
Illékony komponensek elszökhetnek.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – nyitott edényben
Illékony komponensek elszökhetnek. Megoldás: visszafolyó rendszer (reflux) használata.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – zárt edényben
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – zárt edényben
A roncsolóelegy nem megfelelő.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – zárt edényben
A roncsolóelegy nem megfelelő. Oka, hogy bár a szerves anyagok roncsolásához a salétromsav a legjobb választás, bizonyos elemek (pl.: Ag, Fe, Sn) oldatba viteléhez sósavra is szükség van. Ugyanakkor (elsősorban az ICP-MS mérés során kifejtett zavaró hatások miatt) tartózkodnak a használatától.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – zárt edényben
A roncsolóelegy nem megfelelő. Megoldás: Külön roncsolás sósavat is tartalmazó eleggyel (pl. királyvíz). Hátránya, hogy külön kalibrációt és mérést igényel. Jobb megoldás olyan mérési módszer kidolgozása és bevezetése az ICP-MS mérésnél, ami a kloridzavarásokat megfelelő mértékben kiküszöböli.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – zárt edényben
A roncsolás hőmérséklete nem elég magas, ami egyes szerves anyagok elégtelen roncsolását illetve bizonyos elemek elégtelen oldódását okozhatja.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – zárt edényben
A roncsolás hőmérséklete nem elég magas, ami egyes szerves anyagok elégtelen roncsolását illetve bizonyos elemek elégtelen oldódását okozhatja. Általában az edény anyagi minősége és falvastagsága szab határt a hőmérsékletnek.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Kioldás, roncsolás – zárt edényben
A roncsolás hőmérséklete nem elég magas, ami egyes szerves anyagok elégtelen roncsolását illetve bizonyos elemek elégtelen oldódását okozhatja. Általában az edény anyagi minősége és falvastagsága szab határt a hőmérsékletnek. Megoldás: bemért mintatömeg csökkentése vagy nagyobb ellenálló képességű edények használata.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Hamvasztás
Az alkalmazott rendkívül magas hőmérséklet (500600 ºC) miatt a szerves anyagok eltávolítása jó, de jelentős az illékony komponensek (Hg, As, Se, Cd, Sn, Sb) vesztesége.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Hamvasztás
Az alkalmazott rendkívül magas hőmérséklet (500600 ºC) miatt a szerves anyagok eltávolítása jó, de jelentős az illékony komponensek (Hg, As, Se, Cd, Sn, Sb) vesztesége. Megoldás: adalékok (pl. magnézium-nitrát) használatával csökkenthető bizonyos illékony elemek (As, Se) vesztesége.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Ömlesztéses feltárás
Elsősorban geológiai minták esetében használatos, amikor a szilikátok teljes feltárására is szükség van. Jelen előadásban nem tárgyaljuk.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szűrés, átmosás, jelre töltés, hígítás
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szűrés, átmosás, jelre töltés, hígítás
A nem megfelelő gondosság, pipettázási és jelre töltési pontosság okozhat hibákat.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szűrés, átmosás, jelre töltés, hígítás
A nem megfelelő gondosság, pipettázási és jelre töltési pontosság okozhat hibákat. Megoldás: a személyzet folyamatos képzése, gyakori ellenőrző mérések végzése (párhuzamos, hígított, adalékolt minták, hiteles anyagminták).
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szűrés, átmosás, jelre töltés, hígítás
A minták elszennyeződnek.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szűrés, átmosás, jelre töltés, hígítás
A minták elszennyeződnek. Megoldás: a laboratóriumi környezet megfelelő kialakítása (savgőzöknek ellenálló eszközök, bútorok, vegyifülke, szükség esetén szűrt levegő).
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
•
Az egyes lépésekben előforduló hibák •
Szűrés, átmosás, jelre töltés, hígítás
A minták elszennyeződnek. Megoldás: a laboratóriumi környezet megfelelő kialakítása (savgőzöknek ellenálló eszközök, bútorok, vegyifülke, szükség esetén szűrt levegő). Megfelelő tisztaságú egyszer használatos eszközök használata, vagy a többször is használt eszközök gondos tisztítása, a tisztítás gyakori ellenőrzése.
Minta-előkészítési módszerek és hibák a fémanalitikában
Nagyon köszönöm a figyelmet!
