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Organisationseinheit der BAM
A candidate material for the use as primary standard for nickel determination was characterized with respect to total purity. For element determination a pure material can serve as primary standard. However, real world materials are never absolutely pure, hence the total purity of such materials need to be determined experimentally. A reasonable target uncertainty for the purity statement is 10-4 relative. Usually, the purer the material, the easier it is to achieve this target uncertainty. There are two basic ways in order to be able to establish a total purity statement. One is to determine the main component of a high purity material by a direct method such as coulometry, gravimetry or titrimetry. However, these methods are not selective enough for one element and therefore require certain efforts to analyse the material with respect to impurities with interfering analytes. Moreover, to reach the defined target uncertainty is not easy or often impossible to achieve. The second approach is to determine the sum of all possible impurities (as mass fraction) and to subtract it from the ideal purity of 100 % (1 kg/kg). In principle all impurities (all elements not being the matrix element), metals and non-metals must be considered. In this work both approaches to determine the total purity of the nickel material were followed and compared.
The primary (solid) standards are usually used to prepare primary calibration solutions to which secondary and lower order calibration solutions are linked.
Messergebnisse in der chemischen Analyse müssen vergleichbar sein. Dies wird durch die metrologische Rückführbarkeit (traceability) auf SI realisiert. In der Chemie dienen Reinststoffe als Primärnormale, deren Reinheit mit einer Unsicherheit von < 0.01% ermittelt werden soll. Ein eleganter Weg, die Reinheit eines realen Materials mit hoher Präzision zu bestimmen, ist, alle Verunreinigungen zu messen, diese aufzusummieren und von der idealen Reinheit von 100 Prozent abzuziehen. Die metallischen Verunreinigungen in Metallen lassen sich mittels hochauflösender Massenspektrometer ermitteln. Eine weit größere Herausforderung ist die Bestimmung von Nichtmetallen wie Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff im Metall, zumal diese auch oft die Hauptverunreinigung darstellen. Für die quantitative Bestimmung von Verunreinigungen wurden mit Standards dotierte Pulverpresslinge und mit H, O und N dotierte, gesinterte Materialien auf ihre Eignung als Kalibrierstandards für die GD-OES und GD-MS untersucht. Dabei kamen unterschiedliche Plasmabedingungen (pulsed/ continuous mode; verschiedene Plasmagase) zum Einsatz. Ein Überblick über analytische Kenngrößen und Grenzen der verwendeten Kalibrierstrategien wird gegeben.