Mit Molekülabsorptionsspektrometrie Fluor im Trinkwasser bestimmen

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Mit der Entwicklung der High-Resolution Continuum Source AAS (HR-CS AAS) und der kommerziellen Verfügbarkeit dieser AAS-Geräte mit dem contrAA 300 und contrAA 700 von Analytik Jena sind nun die Voraussetzungen geschaffen, um diese Methode erfolgreich für die Fluorbestimmung einzusetzen.

Im Folgenden wird eine einfache, schnelle und robuste Methode zur Fluorbestimmung im Trinkwasser mittels HR-CS AAS beschrieben und an verschiedenen Trinkwasserproben und einem Referenzmaterial auf seine praktische Anwendbarkeit überprüft.

Molekülabsorption mit HR-CS AAS

In den letzten Jahren wurden durch die Verfügbarkeit der High-Resolution Continuum Source AAS verschiedene Methoden zur Bestimmung von Nichtmetallen wie P, S, F, Cl, Br, J mittels Molekülabsorption in Kombination mit einem AAS publiziert [11]. Die analytische Nutzung der Molekülabsorptionsspektrometrie zur Bestimmung von Fluor basiert auf der Bildung von stabilen Monofluoriden (AlF, GaF, InF, CaF). Diese zweiatomigen Moleküle können ähnlich wie Atome definierte Energie aus einer spektral kontinuierlich emittierten Strahlungsquelle absorbieren, was zur Erzeugung von Molekülabsorptionsspektren führt. Diese Spektren entsprechen den Molekülübergängen zwischen den unterschiedlichen Molekülzuständen. Man unterscheidet Elektronenanregungs-, Schwingungs- und Rotationsübergänge. Die Anzahl der möglichen Übergänge ist dabei größer als bei Atomen weshalb die Molekülabsorptionsspektren im Vergleich zu Atomabsorptionsspektren linienreicher sind. Die Linienbreite diverser Molekülabsorptionslinien entspricht etwa der von Atomabsorptionslinien und kann somit in der HR-CS AAS aufgelöst und analytisch genutzt werden.

In Abbildung 2 und in Abbildung 3 sind die Molekülabsorptionsspektren der empfindlichsten AlF- und GaF-Moleküllinien dargestellt. Alle weiteren Untersuchungen wurden wegen der höheren Empfindlichkeit und der besser aufgelösten Moleküllinien auf der Molekülabsorptionslinie von GaF bei einer Wellenlänge von 211,248 nm durchgeführt.

Instrumente und Methoden

Alle Messungen wurden mit einem HR-CS AAS contrAA 700 (s. Abb. 4) von Analytik Jena in der Graphitrohrtechnik durchgeführt. Dabei handelt es sich um ein Atomabsorptionsspektrometer mit einer Xe-Kurzbogenlampe als Strahlungsquelle [12, 13]. Die Xe-Lampe emittiert ein kontinuierliches Spektrum im Bereich von 185 bis 900 nm. Dadurch steht jede Wellenlänge des Spektrums zur Verfügung. Dies ist die Voraussetzung zur analytischen Nutzung von Molekülabsorptionen einer beliebigen Wellenlänge.

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