Applikationen

In den folgenden Tabellen sind die Halbstufenpotenziale bzw. die Peakspannungen von 90 Metallionen aufgeführt. Sofern nicht anders angegeben werden die Halbstufenpotenziale (in Volt) an der tropfenden Quecksilberelektrode (DME) bei 25 °C gemessen.

Das Bulletin beschreibt potentiometrische Titrationsmethoden zur Kontrolle von schwefelsauren und chromsauren Anodisierbädern. Neben den Hautkomponenten Aluminium, Schwefelsäure und Chromsäure werden auch Chlorid, Oxalsäure sowie Sulfat bestimmt.

Es ist seit Jahren bekannt, dass die Aufnahme von zu viel Nitraten über Nahrungsmittel zu Zyanose führen kann, insbesondere bei Kleinkindern und empfindlichen Erwachsenen. Laut WHO-Standard liegt die Gefahrenstufe bei einer Massenkonzentration von c(NO3-) ≥ 50 mg/L. Jüngere Studien haben jedoch gezeigt, dass zu hohe Nitratkonzentrationen im menschlichen Körper (über Nitrit) zur Bildung von krebserregenden und sogar noch schädlicheren Nitrosaminen führen können.Bekannte photometrische Methoden für die Bestimmung des Nitratanions sind zeitaufwendig und anfällig für ein breites Spektrum an Interferenzen. Da die Nitratanalyse zunehmend an Bedeutung gewinnt, ist auch die Nachfrage nach einer selektiven, schnellen und relativ genauen Methode gestiegen. Eine derartige Methode wird in diesem Application Bulletin beschrieben. Der Anhang enthält eine Auswahl an Anwendungsbeispielen, bei denen die Nitratkonzentrationen in Wasserproben, Bodenproben, Düngemitteln, Gemüse und Getränken bestimmt wurden.

Die potentiometrische Titration ist eine genaue Methode zur Bestimmung des Chloridgehalts. Detaillierte Anleitungen und Tipps zur Fehlerbehebung finden Sie in unserem Application Bulletin.

In diesem Bulletin wird ein Verfahren beschrieben, welches erlaubt, Molybdän auch in Stählen und anderen stark eisenhaltigen Materialien zu bestimmen. Mittels katalytischer Polarographie wird das Mo(VI) an der tropfenden Quecksilberelektrode bestimmt. Die Bestimmungsgrenze liegt bei ca. 10 μg/L Mo(VI).

In den meisten Elektrolyten liegen die Peakspannungen von Blei und Zinn so nahe beieinander, dass eine voltammetrische Bestimmung unmöglich ist. Schwierigkeiten ergeben sich vor allem, wenn eines der beiden Metalle im Überschuss vorhanden ist.Methode 1 beschreibt die Bestimmung von Pb und Sn. Die anodische Stripping-Voltammetrie (ASV) erfolgt unter Zusatz von Cetyltrimethylammoniumbromid. Diese Methode kommt in folgenden Fällen zur Anwendung:• Primäres Interesse an der Bestimmung von Pb• Pb ist im Überschuss vorhanden• Das Verhältnis Sn/Pb ist nicht höher als 200:1Mit Methode 1 können Sn und Pb gleichzeitig bestimmt werden, wenn der Unterschied der Konzentrationen nicht zu hoch und kein Cd vorhanden ist.Methode 2 kommt zur Anwendung, wenn Spuren von Sn und Pb gefunden werden oder störende Tl- und/oder Cd-Ionen vorhanden sind. Bei dieser Methode wird auch die DPASV in einem Oxalatpuffer mit Methylenblauzusatz angewendet.

Thioharnstoff bildet mit Quecksilber stark unlösliche Verbindungen. Die daraus resultierenden anodischen Wellen werden für die polarographische Bestimmung von Thioharnstoff genutzt. Für die Analyse sehr geringer Mengen (µg/L) kommt die kathodische Stripping-Voltammetrie (CSV) zum Einsatz. In beiden Fällen wird der Differential-Puls-Messmodus verwendet.

Formaldehyd kann reduktiv an der DME bestimmt werden. Abhängig von der Zusammensetzung der Probe ist es unter Umständen möglich, das Formaldehyd direkt in der Probe zu bestimmen. Treten störende Effekte auf, ist eventuell eine Probenvorbereitung erforderlich, z. B. eine Absorption, Extraktion oder Destillation. Es werden zwei Methoden beschrieben. Bei der ersten Methode wird Formaldehyd direkt in alkalischer Lösung reduziert. Höhere Konzentrationen von Alkali- oder Erdalkalimetallen stellen einen Störfaktor dar. In solchen Fällen kann die zweite Methode zur Anwendung kommen. Formaldehyd wird mit Hydrazin zu einem Hydrazon derivatisiert, das polarographisch in einer Säurelösung gemessen werden kann.

Dieses Application Bulletin beschreibt die Suppressorbestimmung in sauren Kupferbädern mittels smartDT. Die Suppressorbestimmung mittels Verdünnungstitration (Dilution Titration, DT) verlangt zahlreiche Zugaben von Standardlösung oder Probe bis zum Erreichen des Auswertungsverhältnisses. In der Regel wird mit festen äquidistanten Zugabevolumina gearbeitet. Bei der smartDT werden variable Zugabevolumina, die dynamisch von der Software berechnet werden, verwendet. Anfangs sind die Volumina grösser. Zum Auswertungsverhältnis hin werden die Volumina kleiner, um genaue Resultate zu gewährleisten. Der Anwender bestimmt das erste und das kleinste Zugabevolumen. Alle restlichen Volumina werden durch die Software unter Berücksichtigung des Analysenfortschritts berechnet.Verglichen mit der klassischen DT liegt die Zeitersparnis mit der smartDT zwischen 20 und 40 % pro Bestimmung.smartDT ist geeignet für die nichtlineare und quadratische Regression sowie die lineare Interpolation. Sie kann zur Suppressorbestimmung in sauren Kupferbädern sowie in Zinn- und Zinn-Bädern verwendet werden. Dabei können 1, 2 und 3 mm Pt-Arbeitselektroden eingesetzt werden.Ein 800 Dosino wird für die automatisierte Zugabe des Suppressorstandards oder der Probe benötigt. Die Methode kann auch in vollautomatisierte CVS-Systeme integriert werden.

Kupfer ist wohl eines der technologisch relevantesten Metalle, insbesondere für die Halbleiterindustrie. Das in dieser Branche verwendete Abscheidungsverfahren ist als Dual-Damascene-Prozess bekannt und umfasst die elektrolytische Abscheidung von Kupfer aus einer sauren Kupferverbindung in Anwesenheit von Additiven.Diese Application Note veranschaulicht den Einsatz der rotierenden Ringscheibenelektrode (RRDE) Autolab zur Untersuchung der elektrolytischen Abscheidung von Kupfer und Bestimmung des Cu+-Zwischenprodukts.

Bestimmung von Kupferionen in Anwesenheit von Eisenionen in elektrochemischen Kupferauslaugungslösungen.

Bestimmung von freier Säure in Lösungen zur Kupferveredelung.

Bestimmung von Fe3+ und Cu2+ in Lösungen zur Kupferveredelung durch thermometrische Titration. Es wurde entdeckt, dass die konventionelle Methode zur Maskierung von Fe3+ für die iodometrische Bestimmung von Cu2+ in einigen Lösungen zur Kupferveredelung unmöglich ist.

Bestimmung von Nitrat in einem Kupfergalvanisierbad nach Umwandlung des Nitrats in Ammonium. Direkte potentiometrische Messung mit der NH3-ISE.

Die Überwachung organischer Zusätze in Kupferbeschichtungsbädern ist von entscheidender Bedeutung. Der 2060 CVS Process Analyzer optimiert die galvanische Kupferbeschichtung durch präzise Badkontrolle.

Für einen hohen Glanz der veredelten Oberflächen werden in Galvanikbädern spezielle Glanzbildner eingesetzt. Die Konzentration an Glanzzusätzen muss stets konstant sein, um eine gleichbleibende Qualität des Endprodukts zu gewährleisten. Dieses Application Note beschreibt wie Glanzbildner parallel durch IC und CVS bestimmt werden. Die entsprechende CVS-Applikation finden Sie unter AN-V-183.

Bestimmung von Cyanid in alkalihaltigen Galvanisierbädern durch potentiometrische Titration mit Silbernitrat mittels der Ag-Titrode.

Bestimmung von Hydroxid und Carbonat in alkalihaltigen Galvanisierbädern durch potentiometrische Titration mit HCl mittels der kombinierten Glaselektrode.

Bestimmung von Cadmium, Kupfer, Blei und Zink in alkalihaltigen Galvanisierbädern durch potentiometrische Titration mit EDTA mittels der Cu-ISE.

Saure Kupferbäder werden vorwiegend für die Kupferanreicherung an Halbleiterwafern verwendet. Kleine Mengen Chlorid erhöhen die Anreicherungsgeschwindigkeit und verringern die Polarisation der Anode. Höhere Konzentrationen sind jedoch unerwünscht, da sie die Qualität der Kupferanreicherung verschlechtern. Daher ist es sehr wichtig, die Chloridmenge zu überwachen, um einen effektiven und dennoch qualitativ hochwertigen Kupferabscheidungsprozess zu gewährleisten. In dieser Anwendungsnotiz wird eine vollautomatische Lösung basierend auf Titration vorgestellt. Im Vergleich zur Ionenchromatographie bietet die Titration den Vorteil, dass die Probe nicht verdünnt werden muss und die Hardware verhältnismässig kostengünstig ist. Darüber hinaus ermöglicht es die vollautomatisierte Lösung den Benutzern, Fehler bei der Handhabung zu minimieren, den Arbeitsaufwand zu reduzieren und für eine herausragende Reproduzierbarkeit zu sorgen.

Galvanikprozesse kommen in den unterschiedlichsten Industriebereichen zum Einsatz, um die Oberflächengüte verschiedener Produkte vor Korrosion oder Abrasion zu schützen und ihre Nutzungsdauer massgeblich zu verlängern. Eine regelmässige Überprüfung der Badzusammensetzung ist unerlässlich, um einen einwandfreien Prozess zu gewährleisten. Typische Beispiele für Galvanikbäder sind alkalische Entfettungsbäder oder saure oder alkalische Bäder, die Metalle wie Kupfer, Nickel oder Chrom oder Komponenten wie Chlorid und Cyanid enthalten. Es ist entscheidend, dass das gewählte Analyseverfahren hohe Sicherheitsstandards erfüllt und zuverlässige Ergebnisse liefert. Das OMNIS Sample Robot-System pipettiert und analysiert aggressive Galvanikbadproben automatisch an verschiedenen Arbeitsplätzen und erhöht so die Sicherheit im Labor. Verglichen mit der manuellen Titration sind die Ergebnisse zuverlässiger und das gesamte Verfahren ist zeitsparender, da verschiedene Parameter parallel analysiert werden können.

Bestimmung von Suppressor «Copper GleamTM 2001 Carrier» in sauren Kupferbädern durch Verdünnungstitration (DT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Brightener «Copper GleamTM 2001 Additive» in sauren Kupferbädern durch die Modified Linear Approximation Technique (MLAT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Suppressor «Cupracid BL-CT» in sauren Kupferbädern durch Verdünnungstitration (DT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Brightener «Cupracid BL» in sauren Kupferbädern durch Linear Approximation Technique (LAT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Supressor «Cupraspeed» in sauren Kupferbädern durch Verdünnungstitration (DT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Brightener «Cupraspeed» in sauren Kupferbädern durch Modified Linear Approximation Technique (MLAT) mittels zyklisch voltametrischem Stripping (CVS).

Bestimmung der Sb(gesamt)-Konzentration in einem sauren Cu-Bad durch anodische Stripping Voltammetrie mittels Salzsäure als Elektrolyt. Aufgrund des Cu-Überschusses muss das Abscheidungspotential nur 50 mV negativer als das Sb-Signal gewählt werden.

Bestimmung von Suppressor «MACuSpecTM PPR 100 Wetter» in sauren Kupferbädern durch Verdünnungstitration (DT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Brightener «MACuSpecTM PPR 100 Brightener» in sauren Kupferbädern durch Modified Linear Approximation Technique (MLAT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Suppressor «MultiBondTM 100 Part A20» in einem sauren Kupferbad durch Verdünnungstitration (DT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Suppressor «InPulse H6» in sauren Kupferbädern durch Verdünnungstitration (DT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Brightener «InPulse H6» in sauren Kupferbädern durch Modified Linear Approximation Technique (MLAT) mittels zyklisch pulsvoltammetrischem Stripping (CPVS).

Bestimmung von Suppressor «Thru-Cup EVF-B» in sauren Kupferbädern durch Verdünnungstitration (DT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Brightener «Thru-Cup EVF-1A» in sauren Kupferbädern durch Modified Linear Approximation Technique (MLAT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Leveler «Thru-Cup EVF-R» in sauren Kupferbädern durch Response Curve Technique (RC) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung der Cu-Konzentration in einem cyanidischen Cu-Bad durch Polarographie.

Bestimmung von Suppressor «Top Lucina α-M» in sauren Kupferbädern durch Verdünnungstitration (DT) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Brightener «Top Lucina α-2» in sauren Kupferbädernd urch Modified Linear Approximation Technique (MLAT) mittels zyklisch voltametrischem Stripping (CVS).

Bestimmung von Leveler «Top Lucina α-3» in sauren Kupferbädern durch Response Curve Technique (RC) mittels zyklisch voltammetrischem Stripping (CVS).

Die Suppressorbestimmung mittels Verdünnungstitration (Dilution Titration, DT) verlangt zahlreiche Zugaben von Standardlösung oder Probe, bis zum Erreichen des Auswertungsverhältnisses. Normalerweise wird mit festen äquidistanten Zugabevolumina gearbeitet. Bei der smartDT werden variable Zugabevolumina, die automatisch durch die Software berechnet werden, verwendet. Anfangs sind die Volumina grösser. Zum Auswertungsverhältnis hin werden die Volumina kleiner, um genaue Resultate zu gewährleisten. Der Anwender bestimmt das erste und das kleinste Zugabevolumen. Alle restlichen Volumina werden durch die Software unter Berücksichtigung des Analysefortschritts berechnet. Die Verwendung der smartDT mit intelligenten Zugabevolumina beschleunigt die Suppressorbestimmung massgeblich. Dies mit derselben oder sogar noch besseren Genauigkeit als mit der klassischen DT. Die Zeitersparnis pro Bestimmung liegt zwischen 20 und 40 %.

Diese Application Note beschreibt die polarographische Kupferbestimmung in Galvanikbädern, die in der Produktion von Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (sog. CIGS-Zellen) eingesetzt werden. Die CIGS-Absorberschicht wird elektrolytisch auf einem mit Molybdän beschichteten Substrat abgeschieden.Die Kupferbestimmung erfolgt nach Verdünnen der Probe mit Schwefelsäure als Grundelektrolyt.

Diese Application Note beschreibt die polarographische Indiumbestimmung in Galvanikbädern, die in der Produktion von Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (sog. CIGS-Zellen) eingesetzt werden. Die CIGS-Absorberschicht wird elektrolytisch auf dem mit Molybdän beschichteten Substrat abgeschieden.Die Indiumbestimmung erfolgt nach Verdünnen der Badprobe mit Schwefelsäure als Grundelektrolyt.

Diese Application Note beschreibt die Galliumbestimmung in Galvanikbädern, die in der Produktion von Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (sog. CIGS-Zellen) eingesetzt werden. Die CIGS-Absorberschicht wird elektrolytisch auf einem mit Molybdän beschichteten Substrat abgeschieden.Die Galliumbestimmung durch anodische Stripping-Voltammetrie (ASV) erfolgt nach Verdünnen der Probe mit Schwefelsäure als Grundelektrolyt.

Diese Application Note beschreibt die polarographische Selenitbestimmung in Galvanikbädern, die in der Produktion von Dünnschichtsolarzellen aus Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid (sog. CIGS-Zellen) eingesetzt werden. Die CIGS-Absorberschicht wird elektrolytisch auf einem mit Molybdän beschichteten Substrat abgeschieden.Die Selenitbestimmung erfolgt nach Verdünnen der Probe mit Schwefelsäure als Grundelektrolyt.

In den letzten drei Jahrzehnten war Cyclic Voltammetric Stripping (CVS) in der Leiterplatten- und Wafer-Beschichtungsindustrie die Standardmethode für die Analyse organischer Additive in galvanischen Kupferbädern. Durch die Abweichungen bei den Zusammensetzungen dieser Bäder werden jedoch optimierte Verfahren zur Methodenentwicklung benötigt. Dank jüngster Fortschritte bei den Hardware- und Softwareprotokollen für CVS hat sich der gesamte Prozess der Methodenoptimierung erheblich verbessert. In dieser Studie wird der Prozess der Methodenoptimierung im Zusammenhang mit diesen Protokollen erörtert.

Die Ionenmessung kann auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden, z. B. mittels Ionenchromatographie (IC), optischer Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES) oder Atomabsorptionsspektrometrie (AAS). Dabei handelt es sich jeweils um bewährte und in analytischen Laboren häufig verwendete Methoden, die jedoch mit relativ hohen Anschaffungskosten verbunden sind. Im Gegensatz dazu stellt die Ionenmessung mittels einer ionenselektiven Elektrode (ISE) eine vielversprechende Alternative zu diesen kostspieligen Verfahren dar. In diesem Whitepaper wird erläutert, welche Schwierigkeiten bei der Anwendung von Standardaddition oder Direktmessung auftreten und wie diese überwunden werden können, damit Analytiker mehr Sicherheit im Umgang mit dieser Art von Analyse gewinnen.