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Untersuchungen zur Anwendbarkeit der online-Kopplung IC-ICP-AES/-MS zur Ermittlung thermodynamischer und kinetischer Daten des Zerfalls von Metall-Ligand-Komplexen

Winter, Christian - Philipps-Universität Marburg (2016)


In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, inwieweit die online-Kopplung IC-ICP-AES/-MS für die Bestimmung von 1-1-Komplexen dreiwertiger Metallionen geeignet ist. Dabei wurden Komplexe der M3+-Ionen von Cr, Al, Fe, Ga, In und den Lanthanoiden mit den Liganden F-, Ox2-, NTA3- und EDTA4-, die sich in ihrer Zähnigkeit unterscheiden, betrachtet. Für die Komplexe der Ionen, die eine sehr hohe Aqua-Liganden-Austauschrate aufweisen (Ln), sind nur die EDTA-Komplexe ausreichend inert, um nach der IC-Trennung detektiert werden zu können, wohingegen für Metallionen (Cr, Al) mit niedrigen Austauschraten alle untersuchten Komplexe chromatographisch charakterisiert werden können.

Alle nicht detektierten Komplexe zerfallen, mit einer Ausnahme, so schnell, dass nur das freie Metallion im Chromatogramm zu sehen ist. Der [GaOx]+-Komplex zerfällt auf einer ähnlichen Zeitskala wie die chromatographische Trennung. Dies ergibt Chromatogramme, die eine Überlagerung des Trennprozesses mit dem Zerfallsprozess zeigen. Aus diesen wurden mit einem Simulationsprogramm kinetische und thermodynamische Daten ermittelt. Sie sind in guter Übereinstimmung mit den theoretisch berechneten Speziesverteilungen. Die Geschwindigkeitskonstante des Spezieszerfalls ist dabei abhängig von der Flussrate, dem Metall-zu-Ligand-Verhältnis und der Austauscherkapazität der Säule. Ebenfalls wurden Chromatogramme simuliert, die zeigen, wie eine Trennung aussehen würde, wenn [GaOx]+ kinetisch ausreichend inert wäre. Diese Simulationen zeigen eine Möglichkeit auf, die Grenzen der Anwendbarkeit der Kopplungstechnik für weniger inerte Komplexe durch nachträgliches Zurückrechnen weiter zu verschieben.


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