Mikrochemie: Erfassungsgrenze für Eisen

 

 

 

 

Eine große Rolle in der analytischen Chemie spielen die Fragen, welche Menge eines Stoffes vorhanden sein muß, damit dieser mithilfe einer bestimmten chemischen Reaktion noch nachgewiesen werden kann und in welcher Mindest-Konzentration er darüberhinaus vorliegen darf.

 

Diese geringste Stoffmenge wird als Erfassungsgrenze (Emich), Reaktionsgrenze (Maljarow) oder Nachweisgrenze bezeichnet.Kontrovers wird dagegen der allgemeine Wert der Erfassungskonzentration (Grenzkonzentration, Verdünnungsgrenze) diskutiert (Maljarow, Feigl)

 

Benedetti-Pichler und Rachele stellten die Überlegung an, daß grundsätzlich wenige (100) Moleküle ausreichen, um eine bekannte Reaktion qualitativ ausführen zu können, einer Masse von etwa 10 hoch -20 Gramm entsprechend, und 10 hoch -16 Gramm für eine quantitativ messbare Reaktion.

 

Die praktischen Grenzen liegen zum Einen in der (mikroskopischen) Beobachtbarkeit, zum Anderen in den dann schnell wachsenden Störungen durch Verunreinigungen und den auch physikalischen Einflüssen durch die Gefäßwände.

Die praktische unterste Nachweisgrenze (für wohlgemerkt chemische Verfahren) liegt nach Benedetti-Pichler bei etwa 10 hoch -14 Gramm, die erreicht wurde beim Nachweis von 10 hoch -14 Gramm Barium-Ion in einem Tropfen von 1pl (Pikoliter) und 12 µm Durchmesser einer o,oo1% Lösung als BaSO4-Niederschlag.(Vergrößerung 400x)

 

 Am Beispiel des Eisen(3)nachweises mithilfe der Thiocyanat-Reaktion habe ich versucht, die Erfassungsgrenze für Eisenionen zu erkunden.

Im Jander-Blasius und im "Feigl" wird diese mit 0,25 µg, bei Maljarow aber mit 0,002 µg Eisen (also 2 Nanogramm) angegeben.

Die Einzelheiten (unterschiedliche Verdünnungen u.a.) will ich hier nicht ausbreiten.

Der Nachweis wurde letztendlich bei einer Verdünnung von 0,1 mg Fe(3)/ml in einem "capillary cone" durchgeführt.

 

 

 

Im Bild 1 ist die (noch nicht vollständige) Manipulator-Anordnung für die Ultramikrochemie (also untere µg-Bereiche und darunter) zu sehen.Das "capillary cone" links ist in einem Probenhalter eines "Prior"-Mikromanipulators fixiert, die "capillary pipette", aus einem "Schmelzpunktröhrchen" selbst gezogen, ist Teil einer "Agla"-Mikrometerspritze, die wiederum auf einem höchst seltenen Original-"Gamma/New York"- Mikromanipulator (wie er schon von Cunningham verwendet wurde) fixiert.

 

 

 

Bild 2 zeigt vergrößert den zentralen Teil der Anordnung mit "capillary cone" links und "cap. pipette" rechts

 

 

Bild 3  Die Gefäße ("capillary cones") haben hier einen maximalen Innendurchmesser von 1,3 mm. Diese wurden mir dankenswerterweise in größerer Stückzahl aus normalen "Schmelzpunktröhrchen" von meinem bewährten Glasbläser, Herrn Andreas Heinecke aus Ilmtal in Thüringen hergestellt.