Spurenanalytik

Definition und Konzentrationsbereiche

Die Spurenanalytik ist ein Teilgebiet der chemischen Analytik. Sie weist Stoffe in sehr geringen Konzentrationen nach oder bestimmt ihre Menge quantitativ.

Haupt- und Nebenbestandteile einer Probe, etwa einer Metalllegierung, liegen im zwei- beziehungsweise einstelligen Prozentbereich. Der Spurenbereich beginnt dagegen im Promillebereich und darunter, also bei höchstens 1000 ppm. Unterhalb von 1 ppm spricht man vom Ultraspurenbereich; in Flüssigkeiten entspricht 1 ppm ungefähr 1 mg/l.

Der untersuchte Bereich umfasst etwa sechs Zehnerpotenzen:

• 1 ppb bis 1000 ppm
• 10^{−7} bis 10^{−1} %
• 10^{−9} bis 10^{−3} Gramm pro Gramm der Probe

Störungen und Probenvorbereitung

Vor der Messung müssen meist andere Bestandteile der Probe entfernt werden. Diese Gesamtheit der übrigen Probenbestandteile heißt Probematrix. Sie kann mit demselben Reagenz wie der gesuchte Stoff reagieren, dessen Reaktion verhindern oder sein schwaches Signal überdecken.

Solche chemischen Interferenzen müssen beseitigt oder ausgeglichen werden. Dafür sind eine sorgfältige Probenvorbereitung und instrumentelle Maßnahmen nötig. Ein Beispiel ist die Untergrundkorrektur in der Atomspektrometrie, bei der störende Hintergrundsignale berücksichtigt werden.

Analytische Methoden

Für die Spurenanalytik gibt es zahlreiche instrumentelle Methoden. Besonders wichtig sind chromatographische Verfahren, die Stoffgemische in ihre Bestandteile trennen:

• Gaschromatographie
• HPLC
• Dünnschichtchromatographie

Diese Verfahren werden häufig mit spektroskopischen oder spektrometrischen Methoden gekoppelt, besonders mit der Massenspektrometrie. Dadurch lassen sich die getrennten Stoffe auch bei sehr niedrigen Konzentrationen untersuchen.