DE2735524C2 - Vorrichtung zum Erzeugen und Überführen einer gasförmigen Meßprobe aus einer Probenflüssigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen einer gasförmigen Meßprobe aus einer Probenflüssigkeit in einem Probengefäß und zum Überführen dieser Meßprobe in die Flamme oder Meßküvette eines Atomabsorptions-Spektrometers, bei welcher das Probengefäß über eine Schutzgaseinlaßleitung mit einem Schutzgaseinlaß, über eine ständig offene Schutzgasauslaßleitung mit der Flamme oder Meßküvette und über eine Reagenzzufuhrleitung mit einer Reagenzquelle verbunden ist, bei welcher weiterhin oberhalb des Probengefäßes ein zur Atmosphäre offenes Füllgefäß angeordnet ist, dessen Grund mit dem Probengefäß über einen durch ein Ventil absperrbaren Kanal verbunden ist, und bei welcher das Probengefäß sich auf seinem Grunde zu einem Auslauf hin trichterförmig verjüngt und der Auslauf von einem als Kükenhahn mit einem Auslaufkanal ausgebildeten weiteren Ventil beherrscht wird.

Es ist bekannt, in einem Probengefäß aus einer Probenflüssigkeit durch Zugabe eines starken Reduktionsmittels als Reagenz flüchtige Hydride eines gesuchten Elements, z. B. von Arsen oder Selen, zu erzeugen. Diese flüchtigen Hydride werden dann von einem Schutzgasstrom in eine beheizte Meßküvette eines Atomabsorptions-Spektrometers überführt und dort thermisch zersetzt. In der Meßküvette tritt das gesuchte Element somit in atomarer Form auf, und es kann seine Atomabsorption gemessen werden. Es kann aber auch durch das Reagenz ein flüchtiger Stoff, z. B. Quecksilber, aus seinen Verbindungen freigesetzt werden, der dann von dem Schutzgasstrom mitgenommen wird, so daß in der Meßküvette die Atomabsorption dieses flüchtigen Stoffes bestimmt werden kann.

Bekanntermaßen sind bei solchen Vorrichtungen eine Sehutzgaseinlaßleiiung, eine Schutzgasauslaßleitung sowie eine Reagenzzufuhrleitung in seinem Stopfen vorgesehen, an den ein die zu untersuchende flüssige Probe enthaltendes Probengefäß ansetzbar ist. Die Reaktion muß unter Schutzgas erfolgen, da anderenfalls die gebildeten Hydride schon in dem Probengefäß exotherm mit dem Luftsauerstoff reagieren würden. Es ist daher erforderlich, zunächst durch einen Schutzgasstrom die in dem Probengefäß naturgemäß enthaltene Luft aus diesem zu verdrängen, bevor mittels einer Reagenzpumpe ein die Hydridbildung bewirkendes Reagenz zugesetzt wird.

Solche Vorrichtungen sind beispielsweise bekannt durch »Atomic Absorption Newsletter«, BdIO, No. 6 (1071), 123-124, und »Analytical Letters«, 6 (12), 1039-1054,(1973).

Um diese Spülzeit möglichst kurz zu halten und damit in einer vorgegebenen Zeit möglichst viele Analysen durchführen zu können, ist schon vorgeschlagen worden, den Schutzgasstrom während dieser Spülperiode zu verstärken (Patentanmeldung P 26 27 255.9). Die bekannten bzw. vorgeschlagenen Vorrichtungen erfordern eine relativ aufwendige Ventilanordnung für die Steuerung dir Schutzgasströme. Außerdem ist auch bei einer Erhöhung des Schutzgasstromes während einer Spülperiode die Analysendauer einschließlich des Ansetzens des Probengefäßes nach Abnehmen des Probengefäßes der vorhergegangenen Analyse sowie der nach Zusetzen von Reagenz erforderlichen Rührvorgänge relativ lang.

Nach einem nicht vorveröffentlichten, der Anmelderin bekanntgewordenen (internen) Stand der Technik ist vorgesehen, daß oberhalb des von einem Schneidetrichter gebildeten Probengefäßes, das durch einen Stopfen abgeschlossen ist, ein zur Atmosphäre hin offenes, von einem zweiten Schneidetrichter gebildetes Füllgefäß angeordnet ist. Beide Schneidetrichter sind in üblicher Weise unten durch einen den Auslauf beherrschenden Kükenhahn abgeschlossen und sind zum Auslauf hin sich trichterförmig verjüngend ausgebildet. Die Reagenzzufuhrleitung ist einlaßseitig über eine Schlauchpumpe mit einem Reagenzvorratsbehälter verbunden. Auslaßseitig endet die Reagenzzufuhrleitung in einem Rohr, das durch den Stopfen des Probengefäßes hindurch bis in den Bereich der trichterförmigen Verjüngung auf dem Grunde des Probengefäßes ragt. Bei dieser Anordnung wird eine zu untersuchende Probe zunächst in das zur Atmosphäre hin offene Füllgefäß eingefüllt, wobei der Auslauf zum Probengefäß durch den Kükenhahn abgeschlossen ist. Der Auslauf des Probengefäßes ist ebenfalls geschlossen. Das Probengefäß wird über die Schutzgaseinlaßleitung und die Schutzgasauslaßleitung mit Schutzgas durchspült. Der Kükenhahn in dem Auslauf zwischen Spülgefäß und Probengefäß wird daraufhin geöffnet, so daß die Probenflüssigkeit in das Probengefäß fließt. Der Kükenhahn wird sofort nach Ausfließen der Probenflüssigkeit aus dem Füllgefäß wieder geschlossen, so daß praktisch keine Luft in das Probengefäß eintreten kann. Es entfällt daher eine lange Spülzeit. Daraufhin wird durch die Schlauchpumpe über die Reagenzzufuhrleitung ein Reagenz in das Probengefäß eingeleitet. Die gebildeten Hydride werden über die Schutzgasauslaßleitung von dem Schutzgasstrom in die Meßküvette gespült. Nach Durchführung der Analyse

wird der Kükenhahn im Auslauf geöffnet, so daß die Probe über den Auslauf aus dem Probengefäß abläuft, wobei Schutzgas über die Schutzgaseinlaßleitung nachströmL Danach wird das Ventil im Auslauf wieder geschlossen, und es kann in gleicher Weise eine neu in das Füllgefäß eingefüllte Probe untersucht werden. Durch die Einleitung des Reagenz in die trichterförmige Verjüngung erfolgt eine ausreichende Durchmischi'ng mit der Probenflüssigkeit so daß ein Rührvorgang entfallen karr«- Damit kann die Analysendauer verkürzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, obige Vorrichtung hinsichtlich der Reagenzzufuhr weiter zu vereinfachen.

Erfiridungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Küken des Kükenhahnes senkrecht zu dem Auslaufkanal einen Reagenzzufuhrkanal enthält, welchtr mit dem Auslaufende der Reagenzzufuhrleitung in Verbindung steht

Es kann auf diese Weise das Rohr für die Reagenzzufuhr entfallen. Bei Absperren des Auslaufes des Probengefäßes wird dann automatisch die Verbindung zur Reagenzzufuhrleitung hergestellt, während diese Verbindung automatisch abgesperrt wird, wenn der Auslauf des Probengefäßes zum Abiassen der Probenflüssigkeit geöffnet wird.

Die Verwendung einer aufwendigen Schlauchpumpe kann bei einer solchen Ausführung dadurch vermieden werden, daß das Einlaßende der Reagenzzufuhrleitung in der Nähe des Grundes eines abgeschlossenen Reagenzvorratsbehälters liegt, welcher über eine in einem oberen Ende mündende Leitung mit dem Schutzgaseinlaß in Verbindung steht.

Es fließt dann automatisch die unter dem Druck des Schutzgases stehende Reagenzflüssigkeit in das Probengefäß, sobald dessen Kükenhahn den Auslauf absperrt. Die Anzahl der Bedienungsvorgänge ist dabei ein Minimum.

Durch das DE-Gbm 19 36 731 ist eine Vorrichtung zum Füllen und Entleeren einer Küvette mittels einer Pumpe bekannt. Die Pumpe ist über einen Dreiwegehahn wahlweise mit einem an der Oberseite der Küvette vorgesehenen Anschluß oder mit einem Anschluß verbindbar, der auf dem Grund der Küvette mündet. In einer Zwischenstellung sind durch den Dreiwegehahn beide Anschlüsse der Küvette abgesperrt, während die Pumpe über einen Mikroschalter abgeschalte· wird.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, die schematisch als Seitenansicht und Schaltbild den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Apparatur nach der Erfindung zeigt

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nt mit 10 ein Probengefäß und mit 12 ein Füllgefäß bezeichnet Beide Gefäße sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel nach Art eines Scheidetrichters ausgebildet, d. h. sie haben »rettichartige« Form mit einer Einfüllöffnung 14 bzw. 16 am oberen Ende und einem Auslauf 18 bzw. 20 am unteren Ende, wobei die Gefäße 10 und 12 sich zum Auslauf 18 bzw. 20 hin trichterförmig verjüngend ausgebildet sind. In dem Auslauf jedes Gefäßes ist ein als Kükcnhahn ausgebildetes Ventil 22 bzw. 24 vorgesehen. Probengefäß und Füllgefäß sind übereinander durch Halter 26 bzw. 28 an einem Stativ 30 gehalten. Das Füllgefäß 12 liegt über dem Probengefäß 10.

Die Einfüllöffnung 14 des Frobengcfäßes 10 ist durch einen mehrfach durchbohrten Stopfen 32 abgeschlos

sen. Durch den Stopfen 32 ist einmal der Auslauf 20 des Füllgefäßes 12 hindurchgeführt. Zum anderen ist durch den Stopfen 32 das Auslaßende einer ständig offenen Schutzgaseinlaßleitung 34 sowie das Einlaßende einer ebemalls ständig offenen Schutzgasauslaßleitung 36 hindurchgeführt Beide Leitungen münden im oberen Teil des Probengefäßes 10. Die Schutzgaseinlaßleitung verbindet das Probengefäß 10 mit einem Schutzgaseiniaß 38 und enthält einen Druckregler 40 sowie eine diesem nachgeschaltete Strömungsdrossel 42. Die Schutzgasauslaßleitung 36 stellt eine ständig offene Verbindung zwischen dem Probengefäß 10 und einer Meßküvette 44 her. Die Meßküvette ist rohrförmig, an den Enden offen und wird in Längsrichtung von dem Meßstrahlenbündel eines Atomabsorptions-Spektrometers durchsetzt. Die Meßküvette wird beheizt, so daß sich die im Probengefäß 10 gebildeten und über die Schutzgasauslaßleitung 36 in die Meßküvette transportierten Hydride in der Meßküvette zersetzen. Es kann dann die Atomabsorption der hydridbildenden Atome gemessen werden.

Das Hahnküken des Kükenhahnes 24 weist einen den Auslauf 20 freigebenden Auslaufkanal 46 auf. Einen ebensolchen Auslaufkanal 48 weist das Hahnküken des Kükenhahns 22 im Auslauf 18 des Probengefäßes 10 auf. Dieses Hahnküken enthält jedoch noch einen senkrecht zu dem Auslaufkanal 48 liegenden Reagenzzufuhrkanal 50, der mit dem Auslaßende einer Reagenzzufuhrleitung in Verbindung steht Die Reagenzzufuhrleitung 52 wird von einer Kapillare gebildet, deren Einlaßende 54 in der JJähe des Grundes eines abgeschlossenen Reagenzvorratsbehälters 56 liegt Der Reagenzvorratsbehälter 56 steht über eine in seinem oberen Ende mündende Leitung 58 mit dem Schutzgaseinlaß 38, d. h. in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Ausgang des Druckreglers 40 in Verbindung.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt:

Eine zu untersuchende Probe wird bei geschlossenem Kükenhahn 24 in das Füllgefäß 12 über dessen Einfüllöffnung 16 eingefüllt. Der Kükenhahn 22 ist geschlossen, und das Probengefäß 10 wird über die Schutzgaseinlaßleitung 34 und über die Schutzgasauslaßleitung 36 mit Schutzgas ge-pült und gefüllt. Nach Öffnen des Kükenhahns 24 Hiebt die Probenfiüssigkeit aus dem Füllgefäß 12 über den Auslauf 20 und den Auslaufkanal 46 in das Probengefäß 10. Schutzgas drückt über die Leitung 58 und die als Kapillare ausgebildete Reagenzzufuhrleitung 52 Reagenz aus dem Reagenzvorratsbehälter 56 durch den Reagenzzufuhrkanal 50 in den trichterförmig verjüngten Teil des Probengefäßes 10. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Zufuhr von Reagenz in diesem sich verjüngenden Teil des Probengefäßes 10 eine gute Durchmischung der Probe mit dem zugeführten Reagenz erfolgt, so daß ein gesonderter Rührvorgang, wie es bei vorbekannten Vorrichtungen erforderlich war, entfallen kann. Damit kann auch der Magnetrührer und die für diesen erforderliche Steuerung entfallen. Die gebildeten Hydride werden über die Schutzgasauslaßleitung 36 in die Meßküvette 44 geleitet.

Nach Beendigung der Analyse wird das Hahnküken des Kükenhahns 22 um 90° gedreht so daß der Auslaufkanal 48 den Auslauf 18 freigibt und die Probenflüssigkeit abfließt. Dabei wird gleichzeitig die Rcagenzzufuhr unterbrochen. Nach Ablaufen der Probenflüssigkeit aus dem Probengefäß 10 wird der Kükenhahn 22 wieder geschlossen. Der Kükenhahn 24

wird wieder geöffnet, und es kann eine neue, inzwischen in das Füllgefäß 12 eingefüllte Probe in das Probengefäß 10 nachfließen.

Es entfallen Spülzeiten und es entfällt die Notwendigkeit, Probengefäße abzunehmen und anzusetzen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erzeugen einer gasförmigen Meßprobe aus einer Probenflüssigkeit in einem Probengefäß und zum Oberführen dieser Meßprobe in die Ramme oder Meßküvette eines Atomabsorptions-Spektrometers,

bei welcher das Probengefäß über eine Schutzgaseinlaßleitung mit einem Schutzgaseinlaß, über eine ständig offene Schutzgasauslaßleitung mit der Flamme oder Meßküvette und über eine Reagenzzuführleitung mit einer Reagenzquelle verbunden ist,
bei welcher weiterhin oberhalb des Probengefäßes ein zur Atmosphäre offenes Füllgefäß angeordnet ist, dessen Grund mit dem Probengefäß über einen durch ein Ventil absperrbaren Kanal ve-bunden ist, und

bei welcher das Probengefäß sich auf seinem Grunde zu einem Auslauf hin trichterförmig verjüngt und der Auslauf von einem als Kükenhahn mit einem Auslaufkanal ausgebildeten weiteren Ventil beherrscht wird,

dadurch gekennzeichnet, daß das Küken des Kükenhahnes (22) senkrecht zu dem Auslaufkanal (48) einen Reagenzzufuhrkanal (50) enthält, welcher mit dem Auslaßende der Reagenzzufuhrleitung (52) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einlaßende (54) der Reagenzzufuhrleitung (52) in der Nähe des Grundes eines abgeschlossenen Reagenzvorratsbehälters (56) liegt, welcher über eine in seinem oberen Ende mündende Leitung (58) mit dem Schutzgaseinlaß (38) in Verbindung steht.