Combustion Ion Chromatography Schnelle und zuverlässige Bestimmung von Halogenen und Schwefel mittels Pyrohydrolyse Verbrennungsaufschluss und Ionenchromatographie kombiniert in einem System 02 Die Combustion Ion Chromatographie (CIC) erweitert das Das Prinzip Anwendungsspektrum der Ionenchromatographie auf Bei der CIC werden die Proben zunächst in der Ofeneinheit brennbare Proben aller Art. An erster Stelle steht hierbei unter Argonatmosphäre aufgeschlossen und anschliesdie simultane Bestimmung der einzelnen Halogene und send mit Sauerstoff und Wasser verbrannt (Pyrohydrolyse). Schwefel in den unterschiedlichsten Matrices. Die resultierenden gasförmigen Verbindungen werden im 920 Ab sorber Module in eine Absorptionslösung ge ­ Das CIC­System von Metrohm ist einschliesslich Pro benleitet, die an schliessend in line in ein Metrohm Ionen chrovorbereitung komplett automatisiert. Offline­Aufschlussma to gra phie­System überführt und dort analysiert wird. methoden ist die CIC sowohl hinsichtlich Probendurchsatz als auch Präzision und Richtigkeit der Ergebnisse überlegen. Im Unterschied zu alternativen Methoden lässt sich mit CIC die Konzentration der einzelnen Halogene differenziert angeben. Schematische Darstellung eines Combustion IC Gesamtsystems Konfiguration mit einem 930 Compact IC Flex Oven/SeS/PP/Deg, einem 920 Absorber Module und einem Combustion Module von Analytik Jena ausgerüstet mit Feststoffautosampler Die Vorteile von CIC auf einen Blick • Erweiterter Anwendungsbereich der IC für brennbare Proben aller Art (fest, flüssig, gasförmig) 03 • Simultane Bestimmung von Schwefel und Halogenen • Differenzierung der Gehalte verschiedener Halogene • Ideal zur Überprüfung neuester Analysenstandards im Bereich halogenfreier Produkte (RoHS, WEEE ...) • Hoher Probendurchsatz, hervorragende Präzision und Richtigkeit • Ionenchromatographie­Software MagIC Net für Steuerung und Datenmanagement – alle Informationen in einer Probentabelle bzw. einem Report • Flammensensor für zeitoptimierte Verbrennung mit einer universellen Methode • FDA- und GLP-Standards werden erfüllt • Kalibrierung mit nur einem Standard dank Metrohm intelligent Partial Loop Injektionstechnik (MiPT) • Vollständig automatisierte Probenvorbereitung für feste und flüssige Proben mit nur einem modularen Probenwechsler Applikationsfelder 04 CIC eignet sich hervorragend für die Routineanalytik in • Umweltrelevante Stoffe den verschiedensten Bereichen, weil weder spezifische (Öl, Plastikabfall, Glas, Aktivkohle ...) Vor kenntnisse der Probenmatrix noch eine aufwändige • Elektronik­Bauteile Methodenentwicklung erforderlich sind. Einerseits emp­ (Leiterplatten, Harz, Kabel, Isolierungen ...) fiehlt sich CIC für die Qualitätskontrolle von Rohstoffen, • Brennstoffe Zwischen­ und Endprodukten. Andererseits eignet sich die (Benzin, Kerosin, Rohöl, Heizöl, Kohle, Katalysatoren, Methode im Bereich Umweltschutz zur einfachen und Butan, Propan, Erdgas ...) exakten Kontrolle, ob die jeweiligen Gesetze, Normen • Kunststoffe und Auflagen eingehalten werden (z. B. DIN EN 228, IEC (Polymere wie Polyethylen, Polypropylen, ...) 60502­1, RoHs, WEEE, ...). • Farben (Pigmente, Lacke, ...) CIC ermöglicht u. a. ionenchromatographische Ana ly sen in • Pharmazeutische Produkte den folgenden Bereichen bzw. von folgenden Pro dukten: (Rohsubstanzen, Zwischen­, Endprodukte, ...) • Lebensmittel (Speiseöle, Gewürze, Duft­ und Geschmacksstoffe, ...) 5.5 180 Sulfat 5.0 160 1.6 4.5 Chlorid 140 4.0 120 3.5 0.8 Chlorid 3.0 100 Sulfat 2.5 80 2.0 0.0 60 0 2 4 6 8 10 12 14 Leitfähigkeit [µS/cm] Leitfähigkeit [µS/cm] Zeit [min] 1.5 Bromid 40 1.0 Chlorid 0.5 20 0.0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Zeit [min] Zeit [min] Wiederfindung von Halogenen und Schwefel in zertifizierten Wiederfindung von Halogenen und Schwefel in Kohlereferenz-Polyethylen­Pellets ERM­EC681k: Chlorid: 102.4 %, Bromid 95.4 %, material NIST 2682b: Chlorid: 103.4 %, Schwefel 96.8 %. Injek­ Schwefel 100.3 %. Injektionsvolumen 20 µL tionsvolumen 100 µL Bedingungen (rechts und links): Metrosep A Supp 5 - 150/4.0; Eluent: 3.2 mmol/L Na CO , 1.0 mmol/L NaHCO , 0.7 mL/min; 2 3 3 Säulentemperatur 30 °C; Ofentemperatur 1050 °C; Absorptionslösung: 100 mg/L H O 2 2 Metrohm CIC erfüllt zahlreiche internationale Normen und Standards, beispielsweise: ASTM D7359-14 Standard Test Method for Total Fluo rine, Chlorine and Sul fur in Aromatic Hydro carbons and Their Mixtures by Oxidative Pyrohydrolytic Combustion followed by Ion Chro matography Detection (Combustion Ion Chromato graphy­CIC) UOP991-13 Chloride, Fluoride, and Bromide in Liquid Or ganics by Com bustion Ion Chromato graphy (CIC) ASTM D5987-96 Standard Test Method for To tal Fluorine in Coal and Coke by Pyrohydrolytic Extrac tion and Ion Selective Electrode or Ion Chromatograph Methods ASTM D7994-17 Standard Test Method for Total Fluorine, Chlorine, and Sulfur in Liquid Petroleum Gas (LPG) by Oxidative Pyrohydrolytic Combustion Followed by Ion Chromatography Detection (Combustion Ion Chromatography­CIC) 05 Ein Flammensensor misst die Intensität des Lichtes im Combustion Module und steuert den Verbrennungsaufschluss automatisch. Verbrennungsaufschluss automatisch gesteuert Die CIC von Metrohm besteht aus einem Com bus tion Dank der automatisierten Steuerung es Proben auf schlus­ Module von Analytik Jena und einem Absorptions­ und ses entfällt die Methodenentwicklung für die Ver bren ­ IC­Teil von Metrohm. Im Combustion Module kann der nung komplett; sowohl unterschiedliche Proben als auch Probenaufschluss automatisch gesteuert werden. Das unterschiedliche Probenmengen können mit einer univer­ Prin zip ist einfach: Ein Lichtleiter leitet das bei der Ver - sellen «Methode» behandelt werden. Wenn bestimmte brennung er zeugte Licht aus dem Pyrolyseofen an einen Normen erfüllt werden müssen, die eine Verbrennung optischen Sensor. Dieser misst die Intensität des Lichts über einen definierten Zeitraum bei einer bestimmten und steuert proportional dazu den Vorschub des Pro ben­ Temperatur vorschreiben, kann die Probenzuführung in schiffchens in den Ofen. Dadurch wird die Dauer der den Ofen auch manuell programmiert werden. Ver brennung so optimiert, dass diese einerseits stets vollständig ist (keine Russbildung), andererseits aber auf Warte zeiten als Si cher heitspuffer verzichtet werden kann. Probenwechsler Der Autosampler MMS 5000 sorgt für die vollautoma­ innerhalb von Minuten umgebaut werden. Das Ver brentische Aufgabe von festen und flüssigen Proben. Mit dem nungssystem bleibt unangetastet und kann deshalb in passenden Kit für flüssige respektive feste Proben kann ner halb weniger Minuten wieder in Betrieb genommen dieser Multi Matrix Probengeber ohne grossen Aufwand werden. Automation der CIC. Ob flüssige oder feste Proben – der Autosampler MMS 5000 erlaubt beides. Arbeiten zuverlässig unter hohem Druck: LPG/GSS Gas Module und LPG Module 06 Mit dem LPG/GSS Gas Module können sowohl verflüs- MagIC Net steuert die Gas Module vollautomatisch. Für sigte Gase (LPG) als auch gasförmige Proben (GSS) wie die Dosierung von Flüssiggasen wird ein spezielles Do sier-bei spielsweise Erdgas mittels Combustion IC analysiert ventil mit Peltierkühlung eingesetzt. So kann ein vorzei­ werden. Das LPG Module hingegen ist auf die Analyse tiges Entspannen der Probe verhindert werden. Das flüs­ von LPG-Proben beschränkt, wobei diese jedoch unter sige Gas wird nach der Probennahme in einer beheizten höherem Druck stehen dürfen. Die freie Wahl des Dosier­ Kammer verdampft. Somit können auch schwerer flüchvolumens er laubt die Kalibrierung eines weiten Konzentige Komponenten in den gasförmigen Zustand ge bracht trationsbereichs ohne dass es hierfür einen weiteren Ka werden. Die komplette Überführung der Probe in das lib riergasstandard be nötigt. Zudem ist durch die separa­ Ver brennungssystem wird zusätzlich durch einen permaten Flusspfade für LPG und GSS im LPG/GSS Gas Module nenten Argon­Spülgasfluss unterstützt. Dadurch wer den jegliches Konta mi nationsrisiko ausgeschaltet. Memory­Effekte verhindert. 2.136.0720 2.136.0740 LPG/GSS Gas Module für LPG Module für die Analyse flüssiger und die Analyse von LPG gasförmiger Gase 07 Die wichtigsten Eckpunkte für die Gasanalyse mit Combustion IC LPG/GSS Gas Module LPG Module Probenzylinderdruck max. 18 bar (260 psi) max. 250 bar (3625 psi) max. 31 bar (450 psi) Gegeben durch Proben 0.7–1.7 bar, typischerweise Gegeben durch Proben ­ Druck auf Probenventil zylinder bei 1 bar zylinder Probenvolumen 1–250 µL in 1-µL-Schritten 1–65 mL in 250-µL-Schritten 1–250 µL in 1-µL-Schritten Temperatur 85 °C – 85 °C Entspannungskammer CIC im Überblick 08 Sehr flexibel Dank des MMS 5000 Probenwechslers ist das System sehr flexibel. Innerhalb von zwei Minuten kann der Einfaches Arbeiten Pro benwechsler von Feststoffproben auf Flüssigproben Ist die Probentabelle erst einmal erstellt, arbeitet das um gerüstet werden. Es wird daher nur ein Proben­ Combustion IC System vollautomatisch. Alle Parameter wechs ler benötigt. Zudem muss beim Wechsel zwiwerden durch eine einzige Software, MagIC Net, ge schen verschiedenen Arten von Proben die gasführende steuert. Nach einer Bestimmungsserie wird das System Verbindung zwischen ABD und Ofeneinheit nicht neu automatisch abgestellt, wodurch Kosten, beispielsweise ausgerichtet werden; dies spart wertvolle Zeit. für teure Gase, gespart werden. Spielend kalibrieren Durch die Nutzung der Metrohm intelligenten Partial­ Loop Injektionstechnik «MiPT» kann mit einem einzigen Multiionenstandard schnell, zuverlässig und vor allem automatisch kalibriert werden. Dies spart Zeit und ist weniger fehleranfällig. Zuverlässig 09 Die CIC ist Offline­Aufschlussmethoden sowohl hinsichtlich Probendurchsatz als auch Präzision und Richtig keit der Resultate überlegen. Zuverlässigkeit gewinnt Flammensensortechnik die Methode zudem durch Checkstandards für die Ka­ Ob Feststoff- oder Flüssigproben analysiert werden oder li b rierung und Referenzmaterialen für die Proben. die Probenmenge variiert wird, der Flammensensor op - timiert den Verbrennungsprozess. Dadurch ist in je dem Fall eine zeitoptimierte und russfreie Verbrennung ga - rantiert. Kein interner Standard notwendig MagIC Net dokumentiert sämtliche Flüssigkeiten, die zur Absorptionslösung dosiert werden. Somit entfällt die Notwendigkeit eines internen Standards in der Ab sorptionslösung. Ein unerwünschter Verdünnungs effekt entfällt und Interferenzen im Chromatogramm zwischen internem Standard und Analyten werden vermieden. Perfektes Liquid Handling – das 920 Absorber Module 10 Combustion Module und Ionenchromatograph sind im Für das gesamte Liquid Handling stehen ein 10-Port-Ven til, CIC­System von Metrohm über das 920 Absorber Module ein 6-Port-Injektionsventil und zwei patentierte Dosier-miteinander verbunden. Das 920 Absorber Module sorgt Ein heiten vom Typ Metrohm 800 Dosino zur Ver fü gung. dafür, dass die gasförmigen Verbindungen der Analyten ge löst werden. Das professionelle Liquid Handling um - Das 920 Absorber Module kann zudem für die direkte fasst daneben auch den Wassereintrag für die Verbren ­ Ab sorption von Gasverbindungen (NH , HNO , HNO , 3 2 3 nung, die Matrixeliminierung des Oxidationsmittels Was-HCl, SO ) aus der Luft als semi-online Sampler eingesetzt 2 serstoffperoxid sowie Spülprozeduren. werden. Auf diese Weise können beispielsweise flüchtige organische Säuren (Salzsäure, Schwefelsäure) in Prozess ­ Zudem kann aus einem einzigen Multiionenstandard mit abgasen oder in der Umgebungsluft an Arbeitsplätzen der intelligenten Partial Loop Injektionstechnik (MiPT) ei ne überwacht werden. automatische Kalibrierung des Analysensystems er stellt werden. Da MiPT flexible Injektionsvolumen (4–200 µL) er laubt, wird ein grosser Konzentrationsbereich abgedeckt. 930 Compact IC Flex 920 Absorber Module Combustion Module Einfache Bedienung mit MagIC Net Software Das CIC­Gesamtsystem wird mit MagIC Net, der be währ­ MagIC Net garantiert eine einfache, robuste und zu ver lästen Software für die Ionenchromatographie ge steu ert. sige Handhabung des Systems. Dank einem in telli gen ten MagIC Net bietet grosse Flexibilität hinsichtlich Kon fi gu-Bedienkonzept behält der Anwender stets die Über sicht ration, Layout und Programmierung. Dem User stehen über alle Flüssigkeitsmengen, die in die Absor p tions lö sung um fassende Überwachungs­ und Kon troll funk tio nen zur eingetragen werden. Daher kann ohne einen in ter nen Verfügung. MagIC Net erfüllt alle FDA- und GLP-An for de-Standard oder andere Hilfsmittel gearbeitet wer den. rungen und ist zudem in zahlreichen Spra chen verfügbar. Ein modernes Daten manage ment und ein leis tungs star ker Report generator runden das Paket ab. Bestellinformation Die Metrohm vertreibt das Gesamtsystem inklusive Installation, Service und Schulung aus einer Hand. Geräte Combustion-IC-Pakete 2.930.9010 Metrohm Combustion IC PP. Das Paket beinhaltet: 2.930.2560 Compact IC Flex Oven/SeS/PP/Deg 2.850.9010 IC Conductivity Detector 2.920.0010 Absorber Module 2.136.0700 Combustion Module (Ofen und ABD) 6.2832.000 MSM Rotor A 6.2842.020 Adapter für Vario zu MSM 6.6059.321 MaglC Net 3.2 Compact 6.1006.340 Metrosep A PCC 2 HC/4.0 2.930.9020 Metrohm Combustion IC DR. Das Paket beinhaltet: 2.930.2460 Compact IC Flex Oven/SeS/Deg 2.850.9010 IC Conductivity Detector 2.920.0010 Absorber Module 2.136.0700 Combustion Module (Ofen und ABD) 6.2832.000 MSM Rotor A 6.2842.020 Adapter für Vario zu MSM 6.6059.321 MaglC Net 3.2 Compact 6.1006.340 Metrosep A PCC 2 HC/4.0 2.800.0020 800 Dosino 6.3032.120 Dosing Unit 2 mL 2.136.0700 Combustion Module (Ofen und ABD) 2.136.0710 Auto Boat Drive (ABD) 2.136.0720 LPG/GSS Module (inkl. Kopplung an ABD) 2.136.0730 Combustion Module (Ofen und LPG/GSS, inkl. direkte Kopplung 6.7304.030 an den Ofen) 2.136.0740 LPG Module (inkl. Kopplung an ABD) 2.136.0750 Combustion Oven 6.7304.030 Direkte Kopplung vom LPG/GSS Module an den Ofen Probenwechsler 2.136.0800 Autosampler MMS 5000 (Probenrack nicht inbegriffen) 6.7302.000 MMS 5000 Kit für Solid Samples ­9100 Herisau 6.7303.000 MMS 5000 Kit für Liquid Samples G, CH ohm A Säulen 6.01032.420 Metrosep A Supp 17 - 150/4.0 6.01032.500 Metrosep A Supp 17 Guard/4.0 www.metrohm.com , gedruckt in der Schweiz bei Metr SW ­12 Änderungen vorbehalten Gestaltung Ecknauer+Schoch A 8.000.5248DE – 2017