Analytische Chemie
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Chlorination of pool water and wastewater, in food and pharmaceutical production, as well as in pesticide and paper manufacturing is a routinely used technique. However, the amount of chlorine in water must be strictly adjusted, to ensure enough concentration to kill pathogenic bacteria and viruses, while preventing too high concentrations inducing negative effects on human health. As an indicator, a molecular fluorescent probe based on a BODIPY structure was designed. This indicator exhibits a sensitive and selective fluorescence response upon increasing concentrations of hypochlorite in aqueous solvent mixtures. Real-time analyses became possible after the integration of this fluorescent indicator into newly designed 2D & 3D microfluidic chips incorporating a passive sinusoidal mixer and a micro-hydrocyclone, respectively. A comparison of the two microfluidic systems, including their ability to prevent accumulation or circulation of microbubbles, has shown excellent fluidic behaviour for the micro-hydrocyclone device. This system was distinctly more robust against gas bubbles, showed a higher signal gain and allowed to halve the limit of detection to 0.02 mg L–1. The use of the 3D system to quantify the chlorine content of pool water samples for sensitive and quantitative chlorine monitoring has been demonstrated.
Bei der Erhaltung von Stahlbetonbauwerken ist der Chloridgehalt im Beton ein wichtiger Parameter zur Festlegung geeigneter Instandsetzungsmaßnahmen. Die bisher etablierten Verfahren basieren auf der nasschemischen Analyse einer Probe, Bohrmehl oder aufgemahlener Segmente eines Bohrkerns. Das Verfahren liefert einen Chloridgehalt je Tiefensegment, was mit einer starken Homogenisierung der Probe einhergeht, wodurch detaillierte Informationen zu Chloridunterschieden im Millimeterbereich verloren gehen. Eine alternative Methode ist die laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS), die nicht nur die quantitative ortsaufgelöste Bestimmung des Chloridgehalts im Bezug zur Zementmasse ermöglicht, sondern auch simultan detaillierte Informationen über die Verteilung vieler anderer chemischer Elemente liefert. Die räumliche Auflösung liegt in der Regel im Bereich von einigen Millimetern, kann aber bei Bedarf auf 0,1 mm oder weniger erhöht werden. Das neue Merkblatt B14 „Quantifizierung von Chlorid in Beton mit der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (LIBS)“ der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfungen (DGZfP) regelt und vereinheitlicht erstmals die zuverlässige und reproduzierbare Ermittlung des Chloridgehalts mit LIBS. In diesem Beitrag wird das Merkblatt vorgestellt und anhand praktischer Anwendungsbeispiele das Potenzial von LIBS für Fragestellungen in der Betonerhaltung verdeutlicht.