Lakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában

Átírás

1 Lakos István WESSLING Hungary Kft. Zavaró hatások kezelése a fémanalitikában

2 AAS ICP-MS ICP-AES

3 ICP-AES-sel mérhető elemek

4 ICP-MS-sel mérhető elemek

5

6 A zavarások felléphetnek: Mintabevitel közben Lángban/Plazmában Detektálás közben Mintabevitel sebessége változik a mérés alatt Porlasztási hatásfok változik (felületi feszültség, viszkozitás) Memória effektus (átmosódás) Kölcsönhatás a felülettel (visszatartás) A mérendő elem illékonysága a standardban és a mintában különbözik Önabszorpció, fényszóródás (AAS, ICP-AES) Ionizáció mértékének változása Láng/Plazma állapotváltozása a mérés alatt Lerakódások a kónuszon (ICP-MS) Spektrumvonalak átfedése (AAS, ICP- AES) Izobár interferenciák (ICP-MS) Kettős töltésű ionok zavarása (ICP-MS) Többatomos ionok zavarása (ICP-MS) Space charge effect (ICP-MS)

7 Mintabevitel sebessége változik a mérés alatt Kíméletes szorítás Pumpacső gyakori cseréje Belső standard használata

8 Porlasztási hatásfok változik (felületi feszültség, viszkozitás) Minta hígítása Belső standard használata

9 Belső standard (ISTD) használata

10 Belső standard (ISTD) használata ISTD nélkül ISTD-jel ISTD-vel korrigálva Mg-QC1=94,50 % Y-1=94,71 % Mg-QC1=99,14 % Mg-QC2=103,55 % Y-2=104,54 % Mg-QC2=98,42 %

11 Memória effektus

12 Kölcsönhatás a felülettel

13 Memória effektus - Kölcsönhatás a felülettel Lényegében ugyanazon okra vezethetőek vissza: A mérendő komponens olyan formában van az oldatban, ami a mintabeviteli rendszer valamely elemének felületéhez kötődni képes Leggyakoribb példák: B, Mo, Si, As, Sb

14 Memória effektus - Kölcsönhatás a felülettel Lehetséges megoldások: A mérendő komponens kémiai formáját megváltoztatjuk ph-változtatással: 0,1 mol/l NH 4 OH Salétromsav helyett/mellett sósavat használunk Szerves komplexképzőt adagolunk a mintához

15 Memória effektus - Kölcsönhatás a felülettel Általunk alkalmazott kombinált megoldás: 0,25 % mannit adagolása a mintákhoz Ammóniás mosófolyadék használata

16 A mérendő elem illékonysága a standardban és a mintában különbözik Főleg alacsony koncentrációk mérésénél okoz problémát Megoldási lehetőségek hasonlóak, mint az előző pontban: Meg kell változtatni a mérendő komponens kémiai formáját, vagy olyan vegyülettel kell kalibrálni, mint amilyen formában a mintában is található a mérendő elem

17 Önabszorpció, fényszóródás Főként a plazma hideg végében jelentkezik Megoldás: A plazma hideg végének elfújása, levágása

18 Ionizáció mértékének változása (Ionizációs pufferhatás) Könnyen ionizálódó elemeknél főként alkálifémeknél jelentkezik

19

20 Ionizáció mértékének változása (Ionizációs pufferhatás) Megoldás: Ionizációs puffer adagolása (500 mg/l Cs) Alkálifémeket radiális plazmafigyelésben kell mérni

21 Ionizáció mértékének változása (Ionizációs pufferhatás) Axiális figyelés Radiális figyelés

22 Láng/Plazma állapot-változása a mérés alatt Rövid idejű változás (fluktuáció): növeli a mérés szórását, bizonytalanságát Megoldás: Plazma stabilitásának növelése (RF-power és/vagy a plazmagáz emelése, Mass Flow Controller alkalmazása) Integrálási idő és/vagy párhuzamosok számának emelése ISTD használata (főként szimultán készülékeknél)

23 Láng/Plazma állapot-változása a mérés alatt Hosszútávú változás (drift) Megoldás: QC-minták rendszeres mérése, szükség esetén újrakalibrálás ISTD használata

24 Lerakódások a kónuszon Főként ICP-MS-nél, de egyes ICP-AES-eknél is Rontja a hosszútávú stabilitást, memória-effektust okozhat

25 Lerakódások a kónuszon Megoldás: Lehető legnagyobb hígításból kell mérni Lehető legrövidebb mérési időt kell alkalmazni Hosszú mosás a minták között Flow-injection mintabevitel alkalmazása

26 Flow-injection mintabevitel

27 Flow-injection mintabevitel

28 Spektrumvonalak átfedése Megoldás: Háttérkorrekciós pontok gondos megválasztása Integrálásba bevont pontok gondos megválasztása Hígítás (amennyiben még lehetséges) Felbontás növelése Egy elemet lehetőleg több hullámhosszon is mérjünk Mindig mérjük azokat az elemeket, amelyek gyakran okozhatnak zavarást, hogy eldönthessük, a mérendő elem melyik vonalán nincs interferencia

29 Spektrumvonalak átfedése

30 Spektrumvonalak átfedése

31 Spektrumvonalak átfedése Ha a zavaró csúcs túlságosan közel van, megoldást jelenthet a Multicomponent Spectral Fitting (MSF)

32 Spektrumvonalak átfedése

33 Spektrumvonalak átfedése Bizonyos esetekben a hidridtechnika nyújtja a legjobb megoldást:

34 Izobár interferenciák (ICP-MS) Más elemek olyan, természetben előforduló stabil izotópjai okozzák, amelyek a mérendő izotóppal azonos tömegszámúak Megoldás: Korrekciós egyenletek használata Példa: 114 Sn 0,65 %, 118 Sn 24,23 % 0,65/24,23=0,02684 Cd= 114 Cd-0,02684x 118 Sn Reakciógáz használata Példa: 40 Ar + + CH 4 -> 40 Ar + CH Ca + + CH 4 -> 40 Ca + + CH 4

35

36 Kettős töltésű ionok zavarása (ICP-MS) Példa: 88 Sr Ca + Megoldás: Plazma-paraméterek optimalizálása (RF-power, XYZ-pozíció, porlasztógáz-áram): CeO/Ce < 3 %

37 Többatomos ionok zavarása (ICP-MS) Példa: 40 Ar 35 Cl + 75 As + Megoldás: Korrekciós egyenlet használata: As= 75 As-3,127( 77 Se 0,815x 82 Se) Reakciógáz (CH 4 ) használata: 40 Ar 35 Cl + + CH 4 -> 40 Ar + 35 Cl + CH As + + CH 4 -> 75 As + + CH 4 Reakciógáz ( 16 O 2 ) használata: 75 As O 2 -> 75 As 16 O + Ütközési gáz (He) használata: KED=Kinetic Energy Discrimination

38 Kinetic Energy Discrimination +V He Mass Spectrometer Cell As Ar Cu Cl

39 Space charge effect (ICP-MS) A nagy koncentrációban jelen lévő nagyobb tömegű ionok kitérítik az ionfókuszáló rendszerben a kistömegű ionokat, így gyengítik azok jelét a detektorban Példa: 23 Na 7 Li 8 Be 10 B Megoldás: Hígítás Ionfókuszáló rendszer fejlesztése

40 KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!