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==Grundprinzip== | |||
Der Aufbau eines ICP-MS ist in Abbildung 1 schematisch dargestellt. Die ICP–MS ist ein Massenspektrometer kombiniert mit einem induktiv gekoppelten Plasma. Das induktiv gekoppelte Plasma wird erzeugt durch Energie (hochfrequenten Strom) die mittels einer Induktionsspule an ein Gas (ionisiertes Argon) übertragen wird. Die Probe wird erhitzt (7000 K). Dabei werden die Atome ionisiert und ein Plasma entsteht. Dies passiert in der sog. Plasmafackel. | |||
Anschließend werden die Ionen gesammelt von einem konischen Probensammler, auf welchem sie abkühlt werden, da im Spektrometer eine Temperatur von ca. 300 K herrscht. Durch schnelle Expansion des Gases, aufgrund der veränderten Druckbedingungen (1bar ≤ 10-5 mbar) sinkt die Temperatur schnell. | Anschließend werden die Ionen gesammelt von einem konischen Probensammler, auf welchem sie abkühlt werden, da im Spektrometer eine Temperatur von ca. 300 K herrscht. Durch schnelle Expansion des Gases, aufgrund der veränderten Druckbedingungen (1bar ≤ 10-5 mbar) sinkt die Temperatur schnell. | ||
Im Massenspektrometer werden die Ionen durch einen Plattenkondensator mit einem elektrischen Feld geleitet, welches von einem Magnetfeld umgeben ist. Die Ionen werden hier durch die magnetische und elektrische Ladung abgelenkt. Ionen die durch ein Kräftegleichgewicht nicht abgelenkt wurden gelangen durch eine Lochblende auf eine Detektorplatte, wo die Ionen gezählt werden. Bei ICP – MS wird meist ein Quadrupolfilter verwendet, so dass nur Teilchen mit einer definierten Masse das Feld durchlaufen können. | Im Massenspektrometer werden die Ionen durch einen Plattenkondensator mit einem elektrischen Feld geleitet, welches von einem Magnetfeld umgeben ist. Die Ionen werden hier durch die magnetische und elektrische Ladung abgelenkt. Ionen die durch ein Kräftegleichgewicht nicht abgelenkt wurden gelangen durch eine Lochblende auf eine Detektorplatte, wo die Ionen gezählt werden. Bei ICP – MS wird meist ein Quadrupolfilter verwendet, so dass nur Teilchen mit einer definierten Masse das Feld durchlaufen können. | ||
<br />[[Datei:ICP - MS bild -page-001.jpg|alternativtext=Schematische Darstellung der Messfunktion eines ICP-MS|zentriert|mini|400x400px|Schematische Darstellung der Messfunktion eines ICP-MS]]<br /> | <br />[[Datei:ICP - MS bild -page-001.jpg|alternativtext=Schematische Darstellung der Messfunktion eines ICP-MS|zentriert|mini|400x400px|Schematische Darstellung der Messfunktion eines ICP-MS]]<br /> | ||
==Probenaufbereitung== | |||
Das Aliquot muss vor der Messung mit einer Säure angesäuert werden. Die Probe muss zudem auch so verdünnt werden, dass sie in dem linearen Bereich der Kalibration sein wird. Kennt man die Konzentration der Probe nicht, fängt man mit hohen Verdünnungen an und tastet sich langsam an die Konzentration heran. Die Bestimmung der Konzentration von Proben mit völlig unbekannter Konzentration dauert also länger, da man ggf. mehrere Verdünnungen messen muss | Das Aliquot muss vor der Messung mit einer Säure angesäuert werden. Die Probe muss zudem auch so verdünnt werden, dass sie in dem linearen Bereich der Kalibration sein wird. Kennt man die Konzentration der Probe nicht, fängt man mit hohen Verdünnungen an und tastet sich langsam an die Konzentration heran. Die Bestimmung der Konzentration von Proben mit völlig unbekannter Konzentration dauert also länger, da man ggf. mehrere Verdünnungen messen muss | ||
==Fehlerquellen== | |||
*Kontamination bei der Probennahme und –aufbereitung | *Kontamination bei der Probennahme und –aufbereitung | ||
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*Auswahl der Standards - Test durch Messung von Proben mit bekannter Zusammensetzung | *Auswahl der Standards - Test durch Messung von Proben mit bekannter Zusammensetzung | ||
==Vor- und Nachteile / Fazit== | |||
*Es können viele Proben auf einmal gemessen werden | *Es können viele Proben auf einmal gemessen werden | ||
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*Großer Zeitaufwand für chemische Prozesse | *Großer Zeitaufwand für chemische Prozesse | ||
==Einsatzbereiche== | |||
*Geologische Untersuchungen über Verhalten von Spurenelementen während Wechselwirkung von Wasser und Gestein | *Geologische Untersuchungen über Verhalten von Spurenelementen während Wechselwirkung von Wasser und Gestein | ||
*Multielementanalyse und Messung von Isotopenverhältnissen | *Multielementanalyse und Messung von Isotopenverhältnissen | ||
==Literatur== | |||
*Höll, K., 2010. Wasser, Nutzung im Kreislauf: Hygiene, Analyse und Bewertung. De Gruyter, Berlin, Boston. | *Höll, K., 2010. Wasser, Nutzung im Kreislauf: Hygiene, Analyse und Bewertung. De Gruyter, Berlin, Boston. |
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