Applications

Research laboratories must expand their capabilities to routinely analyze candidate microplastics from environmental samples to determine their origin and help predict biological impacts. Spectroscopic techniques are well suited to polymer identification. Laboratory Raman spectroscopy is an alternative to confocal Raman microscopes and Fourier transform infrared (FTIR) microscopes for quick identification of polymer materials. Raman microscopy was used to identify very small microplastic particles in this Application Note.

Le couplage de la chromatographie ionique (CI) haute performance à des détecteurs multidimensionnels, tels que le spectromètre de masse (MS) ou le spectromètre de masse couplé au plasma par induction (ICP/MS), permet d'augmenter significativement la sensitivité tout en réduisant simultanément les éventuelles interférences de matrice au minimum absolu. Avec IC/MS, il est possible de détecter divers oxyhalogénures, tels que bromate et perchlorate dans la gamme des sub-ppb. En plus, il est possible de quantifier précisément les acides organiques, grâce à une détermination sur la base de la masse, même en présence de matrices fortement chargées en sel. Avec l'IC-ICP/MS, différents états de valence du chrome, de l'arsénique et du sélénium potentiellement toxiques sous la forme d'espèces inorganiques et organiques peuvent être identifiés, de manière sensible et sans ambiguïté, en un seul passage.

Le défi analytique traité dans ce travail consiste à détecter des concentrations (ppb) de bromure en présence de matrices très chargées en chlorure. Ce problème a pu être résolu en séparant les ions bromure de la fraction majeure de la matrice de chlorure éluant relativement tôt (plusieurs g/L), en appliquant deux séparations chromatographiques séquentielles sur la même colonne. Après la première séparation, la fraction majeure de la matrice interférente est rincée et éliminée, alors que les anions éluant plus tard sont orientés vers une colonne de préconcentration retenant les anions. Après élution en contre-courant, les ions bromure sont séparés efficacement des résidus chlorures marginaux. Les courbes de calibrage à quatre points pour les ions bromure et sulfate sont linéaires dans une gamme de 10…100 µg/L et 200…800 µg/L, avec des coefficients de corrélation de 0.99988 et 0.99953, respectivement. La méthode décrite ici requiert seulement une seconde vanne d'injection et une colonne de préconcentration, pour permettre de solutionner ce problème de séparation exigeant.

Les potentiels de demi-vague ou de pic de 90 ions métalliques sont répertoriés dans les tableaus ci-après. Les potentiels de demi-vague (exprimés en volt) sont mesurés à l'électrode à goutte de mercure tombante (DME) à 25 °C, sauf indications contraires.

La détermination photométrique du nitrate est limitée, puisque les méthodes correspondantes (acide salicylique, brucine, 2,6-diméthylphénol, réactif de Nessler après réduction du nitrate à l'ammonium) sont soumises à des perturbations. La détermination potentiométrique directe utilisant une électrode ionique spécifique au nitrate pose des problèmes en présence de concentrations importantes de chlorure ou de composés organiques avec groupes carboxyle. D'autre part, la méthode polarographique est non seulement plus rapide, mais également pratiquement insensible aux perturbations chimiques, ce qui assure donc des résultats plus précis. La limite de détermination dépend de la matrice de l'échantillon et est d'environ 1 mg/L.

Cet Application Bulletin décrit la détermination du mercure au moyen de la voltampérométrie inverse anodique (ASV, Anodic Stripping Voltammetry) avec l'électrode à disque tournant en or. Avec un temps de préconcentration de 90 s, la courbe de calibrage est linéaire de 0,4 μg/L à 15 μg/L et la limite de détermination se situe à 0,4 μg/L.Cette méthode a été surtout élaborée pour l'analyse d'échantillons d'eau. Après une désagrégation correspondante, la détermination du mercure est également possible dans les échantillons ayant une forte concentration en substances organiques (eaux usées, denrées alimentaires et d'agréments, liquides biologiques, produits pharmaceutiques).

Ce bulletin d'application décrit la détermination de l'arsenic dans l'eau au moyen de la voltampérométrie inverse anodique (ASV, Anodic Stripping Voltammetry) avec l'électrode scTRACE Gold. Cette méthode permet de différencier les concentrations en arsenic totales et la concentration en arsenic(III). Avec un temps de préconcentration de 60 s, la limite de sensibilité pour l'arsenic total est de 0,9 µg/L, et de 0,3 µg/L pour l'arsenic(III).

Cet Application Bulletin décrit la détermination du mercure inorganique dans des échantillons d'eau par voltampérométrie inverse anodique sur l'électrode en or scTRACE Gold. Avec un temps de déposition de 90 s, le calibrage est linéaire jusqu'à une concentration de 30 µg/L. La limite de sensibilité est de 0,5 μg/L.

Le cuivre est l'un des quelques métaux présents dans la nature sous sa forme métallique. Ce fait et celui qu'il soit assez facile à faire fondre ont mené à une utilisation intense de ce métal dès les âges du cuivre et du bronze. De nos jours, il est plus important que jamais, en raison de sa bonne conductivité électrique et de ses autres propriétés physiques. C'est un oligo-élément essentiel pour les plantes et les animaux, en revanche, il est très toxique pour les bactéries.Cet Application Bulletin décrit la détermination du cuivre par voltampérométrie inverse anodique à l'électrode en or scTRACE Gold. Avec un temps de déposition de 30 s, la limite de sensibilité est de 0,5 μg/L environ.

Ce bulletin d'application décrit les méthodes de détermination de l'urianum par voltampérométrie inverse d'adsorption (AdSV) conformément à la norme DIN 38406 partie 17. Cette méthode convient à l'analyse des eaux souterraines, des eaux potables, des eaux de mer, des eaux de surface et des eaux de refroidissement dans lesquelles la concentration d'uranium est importante. Elle peut également être utilisée pour les analyses de traces dans d'autres matrices. L'uranium est déterminé sous la forme d'un complexe d'acide cloranilique. La limite de sensibilité est de l'ordre de 50 ng/L dans les échantillons à faible teneur en chlorure et de l'ordre de 1 µg/L dans l'eau de mer. Les matrices présentant une forte teneur en chlorure peuvent être seulement analysées après réduction de la concentration de chlorure par un échangeur d'ions chargé en sulfate.

Le fer, présent dans de nombreuses eaux naturelles et traitées, est un élément essentiel de l'alimentation humaine. Pour cette raison, l'Organisation mondiale de la santé (OMS) ne définit pas de valeur indicative fondée sur des critères de santé pour le fer. De fortes concentrations de fer dans les eaux de surface peuvent indiquer la présence d'effluents industriels ou d'écoulements issus d'autres activités et sources de pollution. Une détermination précise, rapide et exacte du fer à de faibles concentrations dans des échantillons environnementaux et industriels est donc particulièrement importante. La méthode décrite dans cet Application Bulletin permet de la réaliser.

Le cobalt, composant de la vitamine B12, est à ce titre un élément essentiel pour l'être humain. Même si de légères surdoses de composés de cobalt ne sont que légèrement toxiques pour l'humain, des doses plus élevées, entre 25 et 30 mg par jour, peuvent causer des maladies de la peau, des poumons et de l'estomac, des lésions au foie, au cœur et aux reins, voire même des tumeurs cancéreuses. Il en est de même pour le nickel, susceptible de provoquer une inflammation à de fortes concentrations. Boire une grande quantité d'eau contenant du nickel peut provoquer malaises et nausées. Dans l'UE, la législation spécifie une valeur limite de 0,02 mg/L pour la concentration de nickel dans l'eau de boisson.

Détermination de lithium, sodium, ammonium, potassium, manganèse, calcium, magnésium, strontium et baryum dans un effluant offshore par chromatographie cationique avec détection de conductivité directe.

L'eau interstitielle en milieu marin contient du sodium en quantité de l'ordre du pourcentage. L'analyse de l'ammonium dans ce type d'échantillon requiert une haute capacité de la colonne ainsi qu'une séparation extrêmement efficace du sodium et de l'ammonium. Une injection de 2 µL sur la colonne haute capacité Metrosep C 6 - 250/4,0 permet de satisfaire entièrement à ces exigences.

Tafel analysis is an important electrochemical technique used to understand reaction kinetics. By studying the Tafel slope, it reveals the rate-determining steps in electrode reactions, aiding fields like corrosion and fuel cell research. This method helps industries optimize processes and improve device performance by tailoring materials and conditions for greater efficiency.

La détermination des ions métalliques lourds dans une solution est l'une des applications les plus performantes de l'électrochimie. Dans cette Application Note, la voltampérométrie anodique inverse est utilisée pour mesurer la présence de deux analytes dans un échantillon d'eau du robinet.

Détermination du calcium et magnésium dans l'eau de mer. La méthode est appropriée pour la détermination de l'effet de la soude caustique et de solutions d'aluminate de raffineries d'alumine sur le contenu du calcium et du magnésium dans l'eau de mer.

Bromide is ubiquitous in sea water, where it is present in concentrations of around 65 mg/L. By contrast, the maximum bromide concentration in drinking and ground water is usually less than 0.5 mg/L. A higher bromide content may indicate a contamination of the water caused by fertilizer, road salt or industrial waste water. This Application Note describes the determination of the bromide content in water via direct measurement with a Br ion-selective electrode in accordance with ASTM D1246.

Oxygen diffuses into water sources from the air via aeration, however several factors can reduce the dissolved oxygen (DO) content in water. First, as water warms up, oxygen is released into the atmosphere. Secondly, oxygen is consumed by bacteria and other microorganisms which feed on organic material. Finally, plants can also consume oxygen in certain situations.Human-induced alterations can have a negative influence on surface water when DO values fall below crucial limits for maintaining the life supporting capacity of freshwater ecosystems. Therefore, monitoring the DO content in surface water by an optical sensor to assess its quality is important.

Détermination de borate dans l’eau de mer par la chromatographie d’exclusion ionique avec détection de conductivité supprimée après élimination de la matrice in-line.

Les exploitations salmonicoles sont de plus en plus populaires. La forte croissance de la population augmente la demande en saumons, ce qui se répercute sur leur élevage. Dans les cages en pleine eau, ce sont de plus en plus de poissons qui vivent dans un espace très exigu. Du fait de la forte densité des poissons, des parasites, comme le poux de mer, peuvent proliférer rapidement. Une possibilité de pallier le problème des poux est d'utiliser des bains à faible concentration d'H2O2. Les saumons sont traités dans ces bains pendant environ 20 minutes jusqu'à ce que les poux de mer tombent et meurent. Le peroxyde d'hydrogène est certes rapidement dégradé, il n'en reste pas moins mortel pour le saumon à forte concentration. La concentration doit donc se situer dans les limites des spécifications pendant le traitement. Notre analyseur de process réalise chaque titrage en moins de deux minutes. Plusieurs déterminations de la concentration peuvent ainsi être menées à chaque traitement afin de toujours garantir un dosage correct.

Détermination de chlorure, bromure et sulfate dans l'eau de mer synthétique utilisant la chromatographie anionique avec détection de conductivité après suppression chimique.

Détermination de chlorure, bromure et sulfate dans l'eau de mer utilisant la chromatographie anionique avec détection de conductivité après suppression chimique.

Determination of acetate, chloride, nitrite, bromide, nitrate, phosphate, sulfate, oxalate, fumarate, and molybdate using anion chromatography with conductivity detection after chemical suppression.

L'« eau fortement ionisée » est typiquement une eau contenant une forte concentration en chlorure (l'eau de mer, la saumure par ex.), mais cela décrit également des échantillons d'eaux issues de procédés pétrochimiques. En raison des fortes concentrations en chlorure, la détermination de la conductivité des composants ioniques mineurs est limitée. Ainsi, les anions mineurs, tels que nitrite, bromure et nitrate, peuvent éluer sous ou sur la queue du large pic du chlorure, ce qui gêne leur détection à faible concentration. Toutefois, la combinaison de la détection de conductivité et de la détection UV/VIS telle que décrite dans ASTM D8234 permet de déterminer des anions réactifs aux UV. Le chlorure n'interfère pas dans ces conditions. La technique décrite permet la détermination simultanée et sans interférence d'anions à l'état de traces en présence d'une forte teneur en chlorure.

L'alcalinité est parfaite pour décrire l'aptitude d'une eau à neutraliser les impuretés acides. Elle constitue donc un indicateur important permettant d'estimer l'impact des contaminations sur l'écosystème.

Détermination de nitrite, nitrate et phosphate dans l'eau de mer d'une ferme de crevettes utilisant la chromatographie anionique avec détection de conductivité après suppression chimique et détection successive UV/VIS.

La détermination de nitrite, bromure et nitrate dans l’eau de mer artificielle par la détection de conductivité est altérée par la forte concentration en chlore. La détection UV à 218 nm permet de déterminer ces trois anions sans interférence du chlorure.

L'analyse de traces par la chromatographie ionique des anions dans l'eau de mer est difficile du fait de la forte concentration en chlorure. Contrairement au chlorure, le nitrite, le bromure et le nitrate absorbent le rayonnement UV dans la gamme de longueurs d'onde inférieure, ce qui permet une détection UV de ces trois anions. Cette Application Note décrit la séparation sur une colonne de type Metrosep Carb 2 - 100/4,0 avec un éluant de chlorure de sodium. Il réduit l'effet de l'excédent de chlorure et autorise de faibles limites de sensibilité.

Cd et Pb peuvent être déterminés dans des échantillons d'eau de mer dans une gamme de concentration de l'ordre du ng/L par la technique anodic stripping voltammetry sur une électrode à film de mercure (MFE).

Nickel et cobalt peuvent être déterminés dans l'eau de mer par voltampérométrie inverse d'adsorption (AdSV, Adsorptive Stripping Voltammetry) à l'électrode HMDE.

Cr(III) forme un complexe électrochimiquement actif avec l'acide diéthylènetriaminepentaacétique (DTPA); Cr(VI)fait la même chose après réduction in situ à la surface de l'HMDE. Suivant la procédure de préparation d'échantillons et le temps d'attente après l'addition de l'agent complexant, il est possible de différencier les différentes espèces de chrome:Chrome actif total [concentration totale de Cr(VI) et Cr(III) libre]: la mesure est effectuée immédiatement après addition de DTPA.; Cr(VI): Entre l'addition de DTPA et le démarrage de l'analyse, un temps d'attente minimum de 30 min est nécessaire. Pendant ce temps d'attente, le complexe Cr(III)-DTPA devient électrochimiquement inactif.; Cr(III): Différence entre la Cr actif total et Cr(VI).; Chrometotal: Détermination de Cr actif total après digestion UV.;

Détermination de la concentration Cu dans l'eau de mer par voltampérométrie inverse anodique (AVS) dans un tampon acétate sur une électrode à film de mercure (MFE). On ajoute du gallium pour remédier aux interférences du zinc.

To reduce the toxic effects of cadmium on the human body, as well as to limit the neurotoxic effects of lead, the provisional guideline values in the World Health Organization’s «Guidelines for Drinking-water Quality» are set to a maximum concentration of 3 µg/L for cadmium and 10 µg/L for lead. The completely mercury-free Bi drop electrode takes the next step towards converting voltammetric analysis into a non-toxic approach for heavy metal detection. Using this environmentally friendly sensor for anodic stripping voltammetry (ASV) allows the simultaneous determination of Cd and Pb in drinking water. The outstanding sensitivity is more than sufficient to monitor the provisional WHO guideline values.

The presence of iron in drinking water can lead to an unpleasant taste, stains, or even growth of «iron bacteria» that can clog plumbing and cause an offensive odor. Over a longer period, the formation of insoluble iron deposits is problematic in many industrial and agricultural applications. To avoid these problems, the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) defines the Secondary Maximum Contaminant Level (SMCL) for water treatment and processing plants as 0.3 mg/L Fe in drinking water.The voltammetric determination of the iron triethanolamine complex on the non-toxic Bi drop electrode allows both the detection at very low levels (limit of detection of 0.005 mg/L) and measurements in a wide range of concentrations up to 0.5 mg/L.

The main sources of nickel pollution are electroplating, metallurgical operations, or leaching from pipes and fittings. Catalysts for the petroleum and chemical industries are major application fields for cobalt. In both cases, the metal is either released directly, or via the waste water-river pathway into the drinking water system. Therefore in the EU the legislation specifies 20 µg/L as the limit value for the Ni concentration in drinking water.The simultaneous and straightforward determination of nickel and cobalt is based on adsorptive stripping voltammetry (AdSV). The unique properties of the non-toxic Bi drop electrode combined with AdSV results in an excellent performance in terms of sensitivity.

Due to the toxicity and the detrimental effects of nickel and cobalt on human health, their concentrations in drinking water must be controlled. Therefore, EU the legislation specifies 20 µg/L as the limit value for nickel in drinking water. The current provisional guideline value for Ni in the World Health Organization’s «Guidelines for Drinking-water Quality» is set to a maximum concentration of 70 µg/L. To monitor the concentrations of Ni and Co with the 884 Professional VA, a method for simultaneous determination on the glassy carbon electrode (GC-RDE) modified with a Bi film is used.

To reduce the toxic effects of cadmium on the kidneys, skeleton, and the respiratory system, as well as the neurotoxic effects of lead, the provisional guideline values in the World Health Organization’s (WHO) «Guidelines for Drinking-water Quality» are set to a maximum concentration of 3 µg/L for cadmium and 10 µg/L for lead.The powerful anodic stripping voltammetry (ASV) technique on the ex-situ mercury film modified glassy carbon electrode is more than sufficient to monitor the proposed WHO guidelines for Cd and Pb in drinking water.

No health-based guideline value exists for zinc. However, to maintain good quality municipal drinking water, the United States Environmental Protection Agency (US-EPA) set a maximum concentration of 5 mg/L as the limit value. Typical concentrations in surface and ground waters are between 10–40 μg/L Zn, with values up to 1 mg/L in tap water. Anodic stripping voltammetry (ASV) on the ex-situ mercury film modified glassy carbon electrode provides a less complex alternative to atomic absorption spectroscopy (AAS) for zinc determination in drinking water.

The guideline value for chromium in the World Health Organization’s (WHO) «Guidelines for Drinking-water Quality» is 50 µg/L. It should be noted here that chromium concentrations are often expressed as total chromium and not as chromium(III) or (VI). Chromium(VI) is responsible for changes in genetic material, and is found in significantly lower concentrations than Cr(III). Therefore an extremely sensitive method is required to monitor Cr(VI) in drinking water.The powerful adsorptive stripping voltammetry (AdSV) technique on the ex-situ mercury film modified glassy carbon electrode using DTPA as complexing agent can be used to determine such low concentrations.

Presence of thallium in surface water is an indicator of industrial effluents and poses a serious health hazard if imbibed. Monitoring of thallium concentration can easily be done with anodic stripping voltammetry on the silver film modified scTRACE Gold. This non-toxic method allows the determination of thallium concentrations between 10–250 µg/L and can be carried out with the 946 Portable VA Analyzer.

The toxicity of antimony depends on its oxidation state: antimony(III) is more toxic than antimony(V). Due to its carcinogenicity, EU legislation specifies 5 µg/L and the World Health Organization (WHO) sets a maximum concentration of 20 µg/L as the Sb(III) limit value in drinking water.Straightforward determination using anodic stripping voltammetry provides a fast (analysis time under 10 minutes) and an ultra-sensitive tool for monitoring the antimony(III) concentration in drinking water. Measurements can be performed in the laboratory with the 884 Professional VA, or alternatively in the field with the 946 Portable VA Analyzer.

The guideline value for total chromium in the World Health Organization’s (WHO) «Guidelines for Drinking-water Quality» is 50 µg/L. Chromium(VI) is more toxic than its trivalent form (Cr(III)) and is also less abundant. Therefore a robust and sensitive method is required to monitor its concentration in drinking water. The mercury film modified scTRACE Gold can be used to monitor chromium(VI), offering easy handling and a high grade of stability.

The provisional guideline values in the World Health Organization’s (WHO) «Guidelines for Drinking-water Quality» are set to 3 µg/L for cadmium and 10 µg/L for lead. The anodic stripping voltammetry (ASV) technique performed on the ex-situ mercury film modified Metrohm DropSens screen-printed electrode (SPE) can be used to simultaneously detect concentrations as low as 0.3 µg/L for both elements. This is suitable to monitor the WHO guideline values. The main advantage of this method lies in the innovative and cost-effective screen-printed electrode.

La croissance accélérée de la population mondiale a entraîné une forte augmentation de la consommation d'énergie et de ressources ainsi que de la production de biens de consommation et de produits chimiques. On estime que 17 millions de composés chimiques sont sur le marché, dont 100 000 seraient produits à l'échelle industrielle. Nombreux sont ceux qui se disséminent dans l'environnement. Ceci appelle des méthodes analytiques sensibles et des instruments d'analyse performants.La valeur pH, la conductivité et la demande en oxygène sont d'importantes caractéristiques en analyses de l'eau et des sols. Les deux premières sont rapidement analysées, alors que pour la demande en oxygène, il est fréquemment fait appel au titrage qui est également appliqué pour de nombreuses déterminations individuelles. Cet article décrit quelques déterminations importantes normalisées dans le domaine des analyses de l'eau et des sols.

On obtient un système de mesure performant, capable de maîtriser certaines analyses particulièrement exigeantes, par le couplage de la chromatographie ionique et de la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif (ICP/MS). Il permet p. ex. de déterminer de manière fiable la composition d'élément, les états d'oxydation et les liaisons chimiques. Ces informations sont p. ex. nécessaires pour évaluer la toxicité des médicaments, des échantillons environnementaux et d'eaux, ainsi que des produits alimentaires et des boissons.

L'« oxygène dissous » désigne la quantité de molécules d'oxygène (O2) dissoutes dans une phase liquide dans certaines conditions. Dans ce livre blanc, deux méthodes différentes d'analyse de l'oxygène dissous, le titrage et la mesure directe, sont comparées et opposées pour aider les analystes à déterminer la méthode qui convient le mieux à leurs applications spécifiques. Nous nous concentrons ici principalement sur la détermination de l'O2 dissous dans l'eau. Toutefois, le même principe s'applique à d'autres phases liquides, comme les boissons alcoolisées ou non.

La mesure des ions peut s'effectuer de différentes manières, par exemple par la chromatographie ionique (CI), la spectrométrie d'émission optique à plasma à couplage inductif (ICP-OES) ou la spectroscopie d'absorption atomique (SAA). Chacune de ces méthodes est bien établie et communément utilisée dans les laboratoires d'analyse. Toutefois, les coûts initiaux sont relativement élevés. La mesure des ions à l'aide d'une électrode ionique spécifique (EIS) se révèle être, au contraire, une alternative prometteuse à ces techniques coûteuses. Ce livre blanc explique les difficultés que l'on peut rencontrer lors d'une application d'addition standard ou de la mesure directe, et la manière de les surmonter afin que les analystes acquièrent une plus grande confiance dans ce type d'analyse.

Ce livre blanc présente quatre capteurs "verts" différents : les électrodes sérigraphiées scTRACE Gold, l'électrode de carbone vitreux et l'électrode de goutte Bi de Metrohm qui peuvent être utilisées pour déterminer de faibles concentrations de métaux lourds dans différentes matrices d'échantillons, telles que l'eau d'alimentation des chaudières, l'eau potable et l'eau de mer.