CVS – Cyclic Voltammetric Stripping mit Metrohm CVS im Labor CVS-Atline-Systeme CVS-Online-Systeme CVS – Cyclic Voltammetric Stripping 02 Die Cyclic Voltammetric Stripping Analysis (CVS) und die jeweiligen Additivs in der Badprobe wird direkt in mL Cyclic Pulse Voltammetric Stripping Analysis (CPVS) sind Ad di tiv pro L Bad angezeigt und ausgedruckt. Die Nachin der Galvanikindustrie weit verbreitete Methoden zur do sierung bis zur Sollkonzentration kann dadurch sehr Bestimmung von organischen Additiven in galvanischen präzise erfolgen. Dies garantiert den kontinuierlichen, Bädern. Für diese Analysen wird eine einfach aufgebaute, stö rungsfreien Betrieb der Anlage. Insbesondere die Ge robuste und preisgünstige rotierende Scheibenelektrode nauigkeit der Analysenergebnisse hat der Methode in der aus Platin eingesetzt. Für viele technische Beschichtungen, Galvanikindustrie zu allgemeiner Akzeptanz verholfen. insbesondere in der Leiterplattenfertigung der Elektronikindustrie, ist diese Methode ein unverzichtbarer Bestand­ Die wichtigsten Anwendungen teil der Produktionskontrolle. Die wichtigsten Einsatzge­ biete sind saure Kupferbäder sowie Zinn­Blei­Bäder. Die Grundeinebner quantitative Bestimmung der Additive erfolgt über deren DT – Dilution Titration Einfluss auf die Abscheidung der Hauptkomponente des galvanischen Bades. Da die Messung einem dem Pro duk­ Glanzbildner tionsprozess analogen Vorgang entspricht, wird die Ak ti­ LAT – Linear Approximation Technique vi tät der Additive und damit deren Wirksamkeit im Galva­ MLAT – Modified Linear Approximation Technique ni sierprozess direkt gemessen. Leveler Mit CVS oder CPVS kann die Konzentration der Additive RC – Response Curve exakt bestimmt werden. Die effektive Konzentration des Anwendungen Grundeinebner-Bestimmung 03 Egal ob eine stündliche, tägliche oder auch wöchentliche angelegt, um das lästige Überschreiben Ihrer alten Kali b­ Bestimmung der Suppressorkomponente (Grundeinebner) rierdaten zu vermeiden. Jede Messung ist nachvollziehnotwendig ist, mit der Verdünnungstitration (engl. Dilubar und kann auf Wunsch zusammen mit der Kalibrierung tion Titration ­ DT) wird die Suppressorkonzentration zu auf der Festplatte gespeichert werden. ver lässig bestimmt. Bestimmung «Calibration curve» Die Software übernimmt aus der zuvor aufgezeichneten Zur Kalibrierung der Methode wird eine Standardlösung Kalibrierung automatisch die Messparameter und die in sehr kleinen Schritten zu einer Grundlösung (VMS = Kali brierdaten, fügt diese in die Messmethode ein und ist Virgin Make­up Solution) gegeben und eine Kalibrierkurve somit in wenigen Schritten messbereit. Einfachstes An aufgenommen. Diese Kalibrierkurve ist über einen langen pas sen der Additionsvolumina an die Probe, sogar das Zeitraum gültig, kann jedoch jederzeit überprüft und er ­ Ein sparen an VMS ist möglich. neuert werden. Für jede Messung wird eine neue Datei Determination of suppressor in acid copper with calibration curve Suppressor c = 12.774 +/- 0.111 mL/L (0.87%) DT determination of suppressor Z = 16.224 +/- 0.131 uL/L 1.00 15.0m Suppressor 800m 10.0m 600m ) )(0 I (A /QQ 0.13 5.00m 0.16 400m 0 200m -5.00m 0 0 0.50 1.00 1.50 0 5.00e-2 1.00e-1 1.50e-1 2.00e-1 V (mL) Messkurve einer Grundeinebner­Bestimmung – Verdünnungstitration 04 Glanzzusatz-Bestimmung (Brightener, Glanzbildner) Mittels MLAT (Modified Linear Approximation Technique) Die quantitative Bestimmung der Additive erfolgt über oder LAT (Linear Approximation Technique) ist es schnell deren Einfluss auf die Abscheidung der Hauptkomponente und einfach möglich, die Glanzzusatzmenge exakt zu des galvanischen Bades. Da der Messung eine dem Proquantifizieren. Schon innerhalb weniger Minuten kann duk tionsprozess entsprechende Elektrodenreaktion zu man das Ergebnis am Bildschirm ablesen, es in ein LIMS Grunde liegt, wird die Aktivität der Additive und damit ex portieren oder automatisch einen Report generieren. deren Wirksamkeit im Galvanikprozess direkt gemessen. MLAT CVS for brightener MLAT CVS for brirghtener brightener c = 15.158 mL/L +/- 1.196 mL/L (7.89%) 1.20m 1. 1 0 . 0 0 m 0 bright h en t h er 1.00m 50 5 0 0 u 0 800u ) )(A t (C I (A tercep 'In 600u - QQ 400u -50 5 0 0 u 0 200u -3.7 0 -4.00e0 -2.00e0 0 2.00e0 4.00e0 0 0.50 1.00 1.50 Messkurve einer Glanzzusatz­Bestimmung – MLAT 05 Leveler-Bestimmung Moderne Galvanikbadtypen enthalten zusätzlich zu den über einen langen Zeitraum gültig, kann jedoch jederzeit bereits erwähnten Additiven (Glanzzusatz und Grund ein­ überprüft werden. Jede einzelne Kalibrierung ist nachvollebner) eine dritte Substanz (Leveler). Auch dieser Bad zuziehbar und wird auf der Festplatte gespeichert. Eine satz ist problemlos mit dem 797 VA Computrace analysier­ Ka li b rierung während, zwischen oder nach einer Probenbar. Die ebenfalls in zwei Schritte (Kalibrierung und Be serie ist jederzeit möglich. stim mung) aufgeteilte Methode zur Bestimmung von Levelern vervollständigt die lückenlose Überwachung der Bestimmung eingesetzten Komponenten. Die Software übernimmt automatisch aus der zuvor aufgezeichneten Response Curve die Messparameter und «Response curve» die Kalibrierdaten, fügt diese in die Messmethode ein Ähnlich wie bei der Suppressor­Bestimmung mit DT wird und ist somit in wenigen Schritten messbereit. Es kann bei diesem Messmodus im ersten Schritt eine Kalibriermit einer Direktzugabe der Badprobe in die vorgelegte kur ve, die so gennnante Response Curve, aufgezeichnet. Elektrolytlösung oder mit Lösungsaustausch gearbeitet Als Grundlösung wird hier eine Elektrolytlösung aus VMS werden. und Additiven verwendet. Auch diese Kalibrierkurve ist determination leveler with RC leveler c = 3.276 mL/L Sample with RC +/- 0.053 mL/L (1.60%) 1.00 6.00m leveler 800m 1.6 4.00m 600m 2.00m ) )(0 I (A /QQ 400m 0 -2.00m 200m -4.00m 0 0 0.50 1.00 1.50 0 1.00e0 2.00e0 3.00e0 Messkurve einer Leveler­Bestimmung – Response Curve 06 797 VA Computrace – die Laborlösung Das Labor­Messsystem ermöglicht eine schnelle, flexible und natürlich auch präzise Durchführung der Additiv­Bestimmung. CVS­Messungen lassen sich so in jedem La bor auch auf kleinstem Raum realisieren. Manuell oder automatisiert Auch ohne zusätzliches Zubehör ist der 797 VA Com putrace ein voll funktionsfähiges Analysensystem für höchste Ansprüche bezüglich Genauigkeit und Empfindlichkeit. Höheren Komfort bieten wir Ihnen mit den verschiedenen Erweiterungsmöglichkeiten. MVA-Systeme für die CVS-Technik Unsere Empfehlung für die Additiv-Bestimmung mit CVS 07 Teilautomatisiertes 797 VA Computrace­System für die kom fortable Bestimmung von Additiven mit CVS. MVA­12 ist das Standardsystem für die routinemässige Be stimmung von organischen Additiven in Einzelproben. Ohne Probenwechsler ermöglicht es die komfortable Durch führung der Bestimmungen mit einem Minimum an Eingriffen durch das Bedienpersonal. Die automatische Zugabe von Hilfslösungen wie VMS, Intercept­ oder Standardlösungen erfolgt mit Dosiergeräten des Typs 800 Dosino. Bei der Glanzbildner­Bestimmung muss le dig lich die Probe manuell zugegeben werden. Im Falle der Suppressor­Bestimmung erfolgt auch die Probenzugabe automatisch. Mit Hilfe einer optionalen Pump Station kann das Messgefäss nach jeder Analyse automatisch gespült werden. Voll automatische Bestimmung von organischen Additiven in Probenserien Voll automatisches System mit Probenwechsler für die Bestimmung können bis zu 28 Proben automatisch ana­ CVS­Analytik im Routinelabor. lysiert werden. Die Möglichkeit, Methoden während ei ner Probenserie neu zu kalibrieren, garantiert höchste MVA­13 ist unser Spitzensystem für die Additiv­Be stim­ Genauigkeit. Es ist auch möglich, verschiedene Methoden mung in galvanischen Bädern, wobei die Proben vom eines Additivtyps in einem Messdurchgang zu kombinie838 Advanced VA Sample Processor automatisch vorgeren. Mit Hilfe der 843 Pump Station wird das Messgefäss legt werden. Bis zu 56 Proben können auf ihren Gehalt nach jeder Probe automatisch entleert und gespült. an Suppressor untersucht werden. Bei der Glanzbildner­ 08 Die 10 wichtigsten Vorteile auf einen Blick Mit dem 797 VA Computrace eröffnen sich neue Möglichkeiten: • Additiv­Bestimmung in der Galvanik und voltammetrische Spurenanalytik mit einem Gerät • Höchste Präzision dank Kombination der bewährten Metrohm­Festkörper­ und ­Referenzelektro den mit einem hoch empfindlichen Potentiostaten • Perfektes Liquid Handling mit der bewährten Dosino­Technologie • Automation mit dem 838 Advanced VA Sample Processor, 875 ProcessLab oder einem Applikon ADI 2045 VA Online­System • Wichtige Analysenmethoden von namhaften Badherstellern werden mitgeliefert • Ausgabe des Ergebnisses in vielen Formaten • Eingebaute Qualitätssicherung mit GLP­Modus, Zugangsrechten für jeden Benutzer und automatischem Elektrodentest • Einfache Bedienung dank der klar gegliederten, am Windows­Bedienungskonzept orientierten Benutzeroberfläche • Anschluss an den USB­Port des PCs • Thermostatisiertes Arbeiten (optional) Qualitätssicherung – mit dem 797 VA Computrace ganz einfach Zugangsberechtigungen Elektrodentest 09 Zu jedem Programmteil können die Zugangs be rech ti gun­ Vor jeder Bestimmung werden die verwendeten Elek trogen für jeden Benutzer frei definiert werden. Dies erlaubt den automatisch getestet. Treten Probleme auf, wird die ein komfortables Benutzermanagement. fehlerhafte Elektrode identifiziert und der Fehler auf dem Bildschirm angezeigt. Selbstverständlich kann der Test Validieren mit dem GLP Wizard zum Überprüfen des Systems auch manuell ausgelöst Die Software kontrolliert selbstständig die Validie rungswer den. intervalle des Analysensystems und benachrichtigt den Benutzer, wenn die nächste Validierung fällig wird. Jeder Kurvenauswertung Report weist die gültige Validierung aus. Der GLP Wizard Natürlich wertet die Software des 797 VA Computrace führt den Benutzer Schritt für Schritt durch die verschiewie gewohnt die gemessenen Kurven automatisch aus denen Validierungstests und beurteilt automatisch deren und berechnet das Endergebnis. Gültigkeit. Zertifizierte Qualität Diagnose Die Entwicklung des Geräts und der Software sowie die Das eingebaute Diagnoseprogramm erlaubt es, die ein­ Herstellung erfolgen nach strengsten Qualitätssicherungszelnen Komponenten des Geräts zu überprüfen. Die kriterien, für die wir mit einem Qualitätszertifikat garan­ Diag nose ist Teil des GLP Wizards, kann aber auch einzeln tieren. Die Referenz­ sowie die Arbeitselektroden und die ausgeführt werden. im Zubehör enthaltenen Elektrolyt­ und Standardlösungen sind durch die Seriennummer identifizierbar und werden mit individuellem Zertifikat ausgeliefert. ProcessLab Atline-Systeme – prozessnahe, voll automatische Bestimmmung von organischen Additiven 10 11 Atline- versus Online-Analysen systeme Bei einem Atline­System wird die Probe manuell genom­ Alle Komponenten sind für den Einsatz im rauen Pro dukmen und dem System zugeführt. So können verschiedetionsumfeld in einem robusten, spritzwassergeschützten ne Proben von unterschiedlichen Prozessstufen oder Gehäuse untergebracht. Eine Bedieneinheit mit Touch­ ­an lagen leicht analysiert werden. Im Gegensatz dazu Oberfläche ermöglicht eine leichte und komfortable wird bei einem Online­System die Probe automatisch Hand habung. über einen Bypass dem Analysengerät zugeführt. Gesteuert wird dieses System durch die ProzessLab­Soft­ Voll oder teilweise automatisiertes System mit ware mit einer vereinfachten Benutzeroberfläche. Sie er ­ oder ohne Probenwechsler für die prozessnahe laubt den Start von definierten Analysensequenzen mit CVS-Analytik einem einzigen Knopfdruck und stellt so eine fehlerfreie Die bereits im Labor bewährte Voltammetrie (VA) und die Benutzung sicher. Das System wird entsprechend den Cyclic Voltammetric Stripping Analysis (CVS) stehen auch pro zesstechnischen Anforderungen konfiguriert und ist für die betriebliche Routineanalytik vor Ort zur Ver füsomit optimal auf den Prozess abgestimmt. Eine Datengung. bank mit der Möglichkeit der grafischen Darstellung der gemessenen Ergebnisse in einem SPC­Chart (Statistical Das ProcessLab ist optimal für die Additiv­Bestimmung in Process Control Chart) gibt jederzeit Auskunft über den galvanischen Bädern ausgelegt, wobei dem System die Zustand der untersuchten Produktionslinie. Proben entweder einzeln oder automatisch von einem Probenwechsler zugeführt werden. CVS-Online-Prozessanalytik Applikon ADI 2045 – Online – voll automatische 12 Bestimmung von organischen Additiven mit CVS Der Applikon 2045VA ist ein Online­Messgerät zur Steuerung aller externen Einheiten und der zusätzlichen Durch führung von voltammetrischen Analysen. Diese Pumpen übernimmt, kontrolliert der PC den 797 VA Mess technik findet seit Jahrzehnten Verwendung im La ­ Com pu trace und die angeschlossenen Dosinos. Die bor­Routinebetrieb, nun hat sie Applikon auch erfolg­ Touch­screen­Benutzeroberfläche lässt eine sehr einfache reich für die Online­Analytik implementiert. Die Qualitätsund intuitive Bedienung zu. Bei Bedarf kann eine zusätzkontrolle von galvanischen Bädern mit CVS kann somit liche Tastatur oder Maus via USB ans System angeschlosdirekt im Betrieb erfolgen. sen werden. Der Bedienungsbereich der Software enthält eine Vielzahl von Möglichkeiten, während man im Sta­ Das komplette System wird mit einer Kombination aus tus bereich jederzeit den aktuellen Systemzustand ablesen einem Industrie­PC und einem programmierbaren logikann. schen Controller (PLC) gesteuert. Während der PLC die 13 Technische Daten 14 Laborsystem 797 VA Computrace Voltammetrischer Messstand mit eingebautem Potentiostaten und Galvanostaten Potentiostat/Galvanostat Spannungsbereich ± 5 V Ausgangsspannung ± 12 V Strombereich ± 80 mA Strommessung 7 Bereiche (10 nA bis 10 mA) Sweep rate (CV) <1 mV/s...3 V/s (bei 1 mV Auflösung) <1 mV/s...35 V/s (bei 10 mV Auflösung) Netzanschluss Spannung 100...240 V; Frequenz 50...60 Hz Leistungsaufnahme 120 VA Temperaturen Nominaler Funktionsbereich 0...45 °C bei 20…80% rel. Luftfeuchtigkeit ProcessLab – Atline-Prozessanalytik Proben Probenfrequenz 1 – 20 / Tage Analysenzeit typischerweise <15 min Probentypen >10 Probenvolumen 0.2 mL...250 mL Probentemperatur 5 °C...45 °C Anschlüsse Digitale Eingänge 24 VDC, z.B. Not Aus, Flüssigkeitsstandsensoren, ... Digitale Ausgänge 24 VDC, Rührer, Schlauchpumpen, ... Analoge Eingänge 4...20 mA, Anzahl variabel Analoge Ausgänge 4...20 mA, Anzahl variabel Relaisausgänge 1A bei 120/230V Bedienung TFT Monitor mit vollwertiger Folientastatur und Touchpad Touch­screen optional Temperatur Nominaler Funktionsbereich + 5 °C...+ 40 °C bei max. 80% rel. Luftfeuchtigkeit ADI2045VA – Online-Prozessanalytik Proben und Probenstrom Probenfrequenz programmierbar Analysenzeit typischerweise ca. 30 min Probenströme maximal 4 Probenvolumen 0.2 mL...50 mL Probentemperatur 5 °C...45 °C Probendruck 0...0­5 bar, d.h. 0...7.2 psi (ohne Aufbereitung) Anschlüsse Resultatausgabe (analog) 4...20 mA, max 16 Kanäle Digitale Fernsteuerung 24 VDC, Start, Stop, Fortfahren, Proben 1,2,3,4 Digitaler Eingang Detektor 24 VDC, max 12 Kanäle (Leckkontrolle, Reagenzien ­ überwachung etc.) Digitales Ausgaberelais 2 A, Power On, Sequenz läuft, Warnung, Fehler, Resultatalarm 1,2,3,4, Service Allgemein Touch­screen­Bedienung Bestellinformationen 797 VA Computrace – für den Laboreinsatz 15 2.797.0030 797 VA Computrace für die CVS (Cyclic Voltammetric Stripping) zur Analyse von organischen Additiven in galvanischen Bädern. Messstand mit integriertem Potentiostaten und Galvano staten. Dreielektroden­System mit rotierender Platinscheibenelektrode (Pt­RDE), Ag/AgCI­Bezugs elektrode und Platin­Hilfselektrode. Ausbaubar für Multi­Mode­Elektrode (MME). Umfasst PC­Programm 6.6053.010 sowie umfangreiches Zubehör zum kompletten Aufbau des Messplatzes. MVA-12 Halbautomatisches 797 VA Computrace System zur komfortablen Bestimmung von organischen Additiven. 1 x 2.797.0030 797 VA Computrace 3 x 2.800.0010 800 Dosino 1 x 6.3032.250 807 Dosiereinheit 50 mL (Glas) 2 x 6.3032.120 807 Dosiereinheit 2 mL (Glas) 1 x 2.843.0040 843 Pump Station (optional) 1 x 2.846.0010 Dosing Interface (optional zum Anschluss von 4 weiteren 800 Dosinos) MVA-13 Voll automatisches 797 VA Computrace System zur unbeaufsichtigten Bestimmung von organischen Additiven. 1 x 2.797.0030 797 VA Computrace 1 x 2.838.0310 838 Advanced VA Sample Processor 1 x 2.843.0040 843 Pump Station 3 x 2.800.0010 800 Dosino 1 x 6.3032.250 807 Dosiereinheit 50 mL (Glas) 3 x 6.3032.120 807 Dosiereinheit 2 mL (Glas) 1 x 2.846.0010 Dosing Interface (optional zum Anschluus von 4 weiteren 800 Dosinos) ProcessLab – Atline-Prozessanalytik Es steht ein vielfältiges Programm von ergänzenden Modulen und Komponenten zur Verfügung. Nachfolgend nur eine kleine Auswahl: ­ ProcessLab­Messverstärker zum Anschluss verschiedener Sensoren ­ ProcessLab­Digital­Ein­ und ­Ausgang 24 V DC ­ ProcessLab­Analog­Ein­ und ­Ausgang 4...20 mA ­ ProcessLab­Relaisausgang ­ ProcessLab­Sensoranschluss ­ ProcessLab­Messgefässhalter mit Rührer und verschiedenen Messgefässen ­ ProcessLab­Schlauchpumpen mit 40 mL/min, 120 mL/min oder 320 mL/min ­ ProcessLab­Probenahme­System mit dazugehörigen Probenschleifen ­ ProcessLab­Überlaufpipetten in verschiedenen Grössen ­ ProcessLab­Magnetventilmodul zur Steuerung von Flüssigkeitsströmen ­ Kanister in verschiedenen Grössen, mit Flüssigkeitsstand­Sensor Bitte kontaktieren Sie Ihre lokale Vertretung für die ge ­ Kontaktadresse ProcessLab naue Dimensionierung und Auslegung Ihres ProcessLab­ www.metrohm-processlab.com Systems. Dank Modularität kann das Gerät den individu­ Kontaktadresse Online-Prozessanalytik ellen Erfordernissen vor Ort optimal angepasst werden. www.applikon-analyzers.com www.metrohm.com G, Herisau ohm A , gedruckt in der Schweiz bei Metr SW ­06 Änderungen vorbehalten Gestaltung Ecknauer+Schoch A 8.797.5001DE – 2009