Welches Spektralphotometer eignet sich für die Wasseranalyse?
Ein Spektralphotometer misst die Lichtmenge, die von einer Probe bei einer bestimmten Wellenlänge absorbiert wird. Gängige kolorimetrische Methoden arbeiten im sichtbaren Bereich. Andere Analysen nutzen kürzere Wellenlängen im ultravioletten Bereich (UV).
Der Spektralbereich des Geräts muss daher die am Arbeitsplatz vorgesehenen Methoden abdecken. Weitere Kriterien spielen ebenfalls eine Rolle: die Anzahl der täglichen Analysen, die im Gerät verfügbaren Methoden, die Speicherung der Ergebnisse und das für die Durchführung der Analysen benötigte Zubehör.
Das Wichtigste im Überblick
- Die Wahl des Spektralphotometers richtet sich nach den zu analysierenden Parametern und den von den Methoden verwendeten Wellenlängen.
- Für eine einfache Messung im sichtbaren Bereich mit einer bereits vom Anwender definierten Methode kann ein PRIM ausreichen. Für regelmäßige Wasserqualitätsanalysen verfügen die UviLine-Geräte direkt über vorprogrammierte chemische Methoden.
- Das UviLine 9300 deckt einen Bereich von 320 bis 1100 nm ab. Wenn eine Methode Messungen unterhalb von 320 nm erfordert, erweitert das UviLine 9600 den Bereich bis auf 190 nm.
- Reagenzien, Probenvorbereitung, Ergebnisspeicherung und Zubehör müssen ebenfalls entsprechend der Organisation des Labors berücksichtigt werden.
Was misst ein Spektralphotometer?
Das Spektralphotometer sendet Licht durch die Probe und misst die bei einer bestimmten Wellenlänge absorbierte Lichtmenge. Diese Messgröße wird als Absorbanz bezeichnet und kann direkt verwendet oder mit der Konzentration einer Verbindung in Beziehung gesetzt werden.
Bei kolorimetrischen Analysen führt die Zugabe von Reagenzien in der Regel zu einer Färbung, deren Intensität von der Konzentration des gesuchten Parameters abhängt. Das Spektralphotometer ermöglicht dann eine instrumentelle Messung dieser Färbung, anstatt sie visuell zu beurteilen.
Es ist außerdem möglich, eine Methode anhand von Standardlösungen bekannter Konzentration aufzubauen, um den Zusammenhang zwischen Absorbanz und Konzentration zu bestimmen.
Häufig überwachte Parameter in diesem Zusammenhang
Im Labor wird die Spektralphotometrie für zahlreiche chemische Wasserparameter eingesetzt, darunter Chlor, Eisen, Mangan, Phosphate, Nitrate, Nitrite, Ammonium und chemischer Sauerstoffbedarf (CSB).
Die für UviLine angebotenen Küvettentests decken unter anderem Gesamtstickstoff, Ammonium, CSB, Nitrate, Nitrite und Phosphate ab.
Welches Spektralphotometer eignet sich für welchen Einsatz?
Für eine einfache Anwendung im sichtbaren Bereich: ein universelles Spektralphotometer
Wenn ein Labor seine Methode, die verwendete Wellenlänge und das Kalibrierverfahren bereits kennt, kann ein universelles Spektralphotometer für den sichtbaren Bereich ausreichend sein.
PRIM Light und Advanced sind für diese Art von Anwendung ausgelegt. Mit dem PRIM Light können Absorbanz, Transmission und Konzentration über einen Faktor oder eine Einpunktkalibrierung bestimmt werden. Das PRIM Advanced bietet zusätzlich unter anderem Mehrpunktkalibrierung, Kinetik, Mehrwellenlängenmessungen und Spektralscans. Bis zu 50 benutzerdefinierte Methoden können gespeichert werden.
Die Produktreihe wird hauptsächlich im Bildungsbereich eingesetzt. Sie kann auch für bestimmte einfache industrielle Anwendungen geeignet sein, wenn das Labor bereits über ein eigenes Protokoll verfügt, zum Beispiel zur Messung der Absorbanz bei einer festgelegten Wellenlänge oder zur Kontrolle der Färbung eines Getränks wie Bier oder Wein.
Für regelmäßige Wasseranalysen: die UviLine-Geräte
Für Labore, die regelmäßig mehrere Wasserqualitätsparameter analysieren, sind die UviLine-Geräte stärker auf diesen Einsatz ausgerichtet. Sie verfügen über 86 vorprogrammierte Methoden für 36 Parameter, wobei die zugehörigen Messbedingungen bereits im Gerät gespeichert sind.
Der Anwender wählt den zu analysierenden Parameter aus, bereitet die Probe mit den entsprechenden Reagenzien vor und führt anschließend die Messung durch. Das Gerät wendet die zur Methode gehörende Kalibrierung an, um die Absorbanz in eine Konzentration umzuwandeln.
Die UviLine-Geräte verfügen außerdem über ein Farbdisplay, einen Speicher für Messergebnisse, Berechnungsfunktionen und Zubehör für Serienanalysen.
UviLine 9300 oder UviLine 9600: Welches Spektralphotometer wählen?
UviLine 9300 und 9600 bieten dieselbe Arbeitsumgebung, unterscheiden sich jedoch hauptsächlich durch ihren Spektralbereich.
Spektralphotometer | Spektralbereich | Haupteinsatz |
UviLine 9300 | 320–1100 nm | Analysen im sichtbaren Bereich, insbesondere kolorimetrische Methoden für die Wasseranalyse |
UviLine 9600 | 190–1100 nm | Analysen im sichtbaren Bereich + Anwendungen, die Messungen im ultravioletten Bereich erfordern |
Beide Geräte arbeiten mit einem Referenzstrahl und verfügen über eine Bandbreite von 4 nm. Der Spektralbereich ist daher das wichtigste Kriterium für die Auswahl zwischen beiden Geräten.
Für Labore mit regelmäßigen Analysen ist auch die Speicherkapazität ein wichtiges Kriterium. Das UviLine 9300 kann etwa 5.000 Einzelwerte, 500 Spektren und 400 kinetische Kurven speichern.
Wann sollte das UviLine 9300 gewählt werden?
Das UviLine 9300 eignet sich, wenn die Methoden im sichtbaren Bereich bleiben. Für ein Labor, das regelmäßig mehrere chemische Parameter analysiert, stehen die entsprechenden Methoden direkt im Gerät zur Verfügung.
Der interne Speicher kann etwa 5.000 Einzelwerte, 500 Spektren und 400 kinetische Kurven speichern.
Wann sollte das UviLine 9600 gewählt werden?
Das UviLine 9600 sollte gewählt werden, wenn eine Methode Messungen unterhalb von 320 nm erfordert. Eine Analyse bei 300, 280 oder 254 nm liegt somit innerhalb seines Messbereichs, der bis auf 190 nm reicht.
Welche Analysen erfordern ein UV-Vis-Spektralphotometer?
Was ändert sich bei einer Messung im UV-Bereich?
Im sichtbaren Bereich nutzen die oben genannten Methoden in der Regel eine chemische Reaktion, die eine messbare Färbung erzeugt. Im UV-Bereich beruhen einige Anwendungen direkt auf der Lichtabsorption durch die in der Probe enthaltenen Verbindungen.
Die Messung erfolgt dann bei der im Protokoll festgelegten Wellenlänge. Handelt es sich um eine vom Labor entwickelte Methode, werden Messbedingungen und Auswertung entsprechend der jeweiligen Anwendung festgelegt.
UV254: ein konkretes Beispiel für eine UV-Anwendung
Bei 254 nm ermöglicht die UV254-Messung die Überwachung des Anteils organischer Stoffe, die ultraviolettes Licht absorbieren. Da diese Wellenlänge unterhalb von 320 nm liegt, ist ein Gerät erforderlich, das den UV-Bereich abdeckt, wie das UviLine 9600.
Funktionsweise und Interpretation dieser Messung werden im Artikel zur UV254-Überwachung von Wasser ausführlich erläutert.
Welche Funktionen bieten die UviLine-Geräte für wissenschaftliche Anwendungen?
Neben den vorprogrammierten chemischen Methoden können die UviLine-Geräte auch als Laborspektralphotometer für vom Anwender entwickelte Anwendungen eingesetzt werden.
Sie ermöglichen unter anderem Arbeiten mit:
- Absorbanz und Transmission;
- Konzentration;
- Mehrwellenlängenmessungen;
- Spektralscans;
- Kinetik.
Ein Spezialmodus ermöglicht außerdem Berechnungen auf Grundlage individuell anpassbarer mathematischer Formeln unter Einbeziehung zusätzlicher Variablen und Messbedingungen.
Diese Flexibilität ermöglicht es, dasselbe Gerät sowohl für bereits verfügbare Methoden der Wasseranalyse als auch für spezifischere, vom Labor entwickelte Anwendungen einzusetzen.
Welche Reagenzien und welches Zubehör werden für ein Spektralphotometer benötigt?
Welche Reagenzien werden für die Wasseranalyse verwendet?
Die Wahl der Reagenzien hängt vom Parameter und von der verwendeten Methode ab.
Für UviLine-Methoden sind verschiedene Formate verfügbar:
- flüssige Reagenzien in Flaschen;
- feste Reagenzien in Tablettenform;
- vordosierte Reagenzgläser.
Vordosierte Reagenzgläser sind unter anderem für Parameter wie CSB, Gesamtstickstoff, Ammonium, Nitrate, Nitrite und Gesamtphosphor verfügbar.
Sie stellen einen Teil der für die Analyse benötigten Reagenzien direkt bereit und reduzieren bestimmte Vorbereitungsschritte.
Flüssige oder feste Reagenzien eignen sich weiterhin für regelmäßig durchgeführte Methoden, wenn das Labor bevorzugt mit Nachfüllreagenzien arbeitet.
Welche Ausstattung wird für die Probenvorbereitung benötigt?
Einige Methoden erfordern vor der Messung im Spektralphotometer eine Probenvorbereitung.
Bei Analysen wie CSB, Gesamtstickstoff oder Gesamtphosphor mit vordosierten Reagenzgläsern kann für den Aufschluss der Einsatz eines Thermoreaktors erforderlich sein.
Der Analysearbeitsplatz muss außerdem mit den für das Protokoll erforderlichen Verbrauchsmaterialien ausgestattet sein:
- Pipetten;
- Reagenzglashalter;
- Zangen;
- Küvetten;
- geeignete Laborgeräte aus Glas.
Wenn viele Proben verarbeitet werden, erleichtert eine automatische Pipette außerdem wiederkehrende Handgriffe.
Wie lassen sich Serienanalysen erleichtern?
Die UviLine-Geräte können mit verschiedenen Zubehörteilen ausgestattet werden, die Analysen automatisieren oder erleichtern.
Mit dem Quick-lock-System lassen sich unter anderem folgende Komponenten installieren:
- ein automatischer Küvettenwechsler 5+1;
- ein Sipper zur Ansaugung der Probe;
- ein universeller Küvettenhalter;
- ein Peltier-thermostatisierter Küvettenhalter.
Diese Ausstattungen sind besonders interessant, wenn das Labor größere Analyseserien durchführt oder die Messbedingungen genauer kontrolliert werden müssen.
Ein Spektralphotometer passend zu den Laboranalysen auswählen
Für eine punktuelle Messung nach einem bereits festgelegten Protokoll kann ein universelles Spektralphotometer für den sichtbaren Bereich ausreichend sein. Labore, die regelmäßig Wasseranalysen durchführen, können die vorprogrammierten Methoden der UviLine-Geräte nutzen und den Spektralbereich entsprechend den vorgesehenen Anwendungen auswählen.
In Frankreich und international beraten die Aqualabo-Teams Labore, Betreiber und Industrieunternehmen bei der Auswahl von Spektralphotometern, Reagenzien und Zubehör entsprechend den verwendeten Analysemethoden.
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