Interference studies in germanium determination by electrothermal atomic absobtion spectrometry

Abstract

öz ELEKTROTERMAL ATOMİK ABSORPSİYON SPEKTROMETRİSÎYLE GERMANYUM TAYİNİNDE GİRİŞİM ÇALIŞMALARI ANWARI, Mohammad Ali Doktora Tezi, Kimya Anabilim Dalı Tez Yöneticisi: Prof. Dr. O. Yavuz ATAMAN Temmuz, 1994, 103 sayfa Bu çalışmada elektrotermal atomik absorpsiyon spektrometrisiyle germanyum tayininde sodyum klorürün girişim etkileri ayrıntılı olarak incelendi. Matrikste NaCl varlığında analitin sinyali azalmakta, miktarı grafit finnda 40 ug'a ulaştığında ise zemin düzeltme sistemi yetersiz kalmaktadır. NaCl etkisi iki yaklaşımla giderildi. İlk yaklaşımda, atomlaştıncıda kurutma ve/veya kületme aşamasında nitrik asit veya amonyum nitrat varlığında NaCl matriksten uçucu klorür oluşturarak buharlaştınldı. İkinci yaklaşımda ise çinko ve nikelin nitrat veya perklorat tuzlarının matriks değiştirici olarak kullanılmasıyla germanyum finnda termal olarak stabilize edildi; böylece duyarlılık arttırıldı, maksimum önişlem (kületme) sıcaklığı yükseltildi ve 1500 °C'den daha yüksek kületme sıcaklıkları kullanılarak NaCl termal yolla atomlaştıncıdan buharlaştınldı. Klorür girişiminin mekanizması, çifte oyuklu platform kullanılarak incelendi. Germanyum sinyallerinin klorür varlığında bastırılması, atomlaştırma aşamasında gaz fazında kararlı germanyum klorür oluşmasından dolayıdır. Bununla birlikte, yüksek önişlem sıcaklık değerlerinde analit element Ge'unbir kısmı örıişlem aşamasıdaki fiziksel etkileşme sonucu NaCl ile birlikte önişlem aşamasında buharlaşmaktadır. Matrikste HF varlığı Ge sinyalini artırdı. Ge'un değişik matrikslerde termal kararlılığı, termogravimetri ve differansiyel termal analiz teknikleri ile incelendi. Nikel nitrat veya perkloratın matriks değiştirici kullanıldığında kullanılan tuz dehidrasyon ve bozunma yoluyla NiO'e dönüşmüştür; NiO ise GeÛ2 ile tepkimeye girerek Nİ3Ge ve Nİ2GeC>4 bileşiklerini oluşturmuştur; bu bileşiklerin oluşumu x- ışınlan kırınımı tekniği ile irdelendi. Çinko nitrat veya perklorat kullanıldığı durumunda ise oluşan ZnO, GeC>2 ile tepkimeye girerek çinko germanit (ZnGeC>3) oluşturmuştur. Son olarak, Zn fabrika yan-ürünlerinde germanyum derişimi, matriks değiştirici olarak nikel perkloratlı ortamda platform atomlaştırması ile ölçüldü. Geri kazanma değerleri üç kalıntı örneği için %99, yüksek miktarda NaCl içeren liç kalıntı örneği için ise %80 olarak bulundu Anahtar Kelimeler: Klorür Girişimi, Gaz Faz Reaksiyonu, Matriks Değiştirici, Çifte Oyuklu Platform, Çinko Fabrika Yan-ürünleri, Elektrotermal Atomik Absorpsiyon Spektrometrisi. Bilim Dalı Sayısal Kodu:405.03.01 vı

ABSTRACT İNTERFERENCE STUDIES İN GERMANIUM DETERMINATION BY ELECTROTHERMAL ATOMIC ABSORPTION SPECTROMETRY ANWARI, Mohammad Ali Ph.D. in Chemistry Supervisor: Prof. Dr. O. Yavuz ATAMAN July, 1994, 103 pages. in this study, the interference efFects of sodium chloride on germanium determination by electrothermal atomic absorption spectrometry, ET-AAS, was investigated in detail. The presence of NaCl in the matrix was depressing the analyte signals and at the same time large amount of interferant, 40 (iğ, in the graphite atomizer caused a background correction failure. The NaCl effect was overcome by two approaches. in the first approach, NaCl was volatüized from the matrix in the presence of either nitric acid ör ammonium nitrate to form a volatile compound during the drying and/or the ashing steps of the atomizer. in the second approach, germanium was thermally stabilized in the atomizer by the addition of some matrix modifier (e.g. zinc and nickel as nitrate ör perchlorate), which permitted high sensitivity and increased the maximum pretreatment (ashing) temperature of the analyte solution; NaCl was thermally volatilized from the atomizer by employing pretreatment temperature higher than 1500 °C. The mechanism of chloride interference was investigated by using dual cavity platform. The depression of üigermanium signals in the presence of chloride was due to the formation of stable germanium chloride in the gas phase during the atomization cycle. However, at high pretreatment temperature, some part of the analyte element,Ge, was covolatilized with NaCl from the atomizer during pretreatment step caused by physical interaction. The presence of HF in the sample solution enhanced Ge signals. The thermal stability of Ge iri different matrices was also investigated by using thermal analysis techniques (i.e. thermogravimetry and differential thermal analysis). When nickel as nitrate ör perchlorate was used as matrix modifier, the salt was converted to NiO after dehydration and decomposition processes; NiO reacted with GeÛ2 to form Ni-Ge and Ni2Ge04; the formation of these compounds was confirmed by X-ray diflraction technique. in the case of zinc nitrate ör perchlorate, the formed ZnO was reacting with Ge02 to form zinc germanite,ZnGeO~. Finally, germanium levels in zinc plant by-products are measured with platform atomization and nickel perchlorate as a matrbc modifier. This method showed a recovery of 99% for leach residue sample, while the recovery was 80% for leach residue sample containing high amounts of NaCl Keywords: Chloride Interference, Gas Phase Reaction, Matrix Modifier, Dual Cavity Platform, Zinc Plant By-products, Electrothermal Atomic Absorption Spectronıetry. Science Code:405.02.01 iv