Elementenanalyse

Elementenanalyse ist ein analytischer Fachbereich, der die prozentuale Gehalte der Elemente in einer Probe bestimmt. Typische Schwerpunkte liegen auf Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Stickstoff (N), Sauerstoff (O) und Schwefel (S); je nach Instrument und Zweck können auch weitere Elemente wie Halogene oder Metalle gemessen werden. Die Ergebnisse werden gewöhnlich als Gewichtsprozentsatz angegeben und dienen der Caracterisierung von organischen Substanzen, Kunststoffen, Lebensmitteln, Böden und technischen Materialien.

Die verbreitetste Form ist die Verbrennungs- bzw. CHNS/O-Analyse. Dabei wird die Probe in reaktivem Sauerstoff vollständig verbrannt, und die Verbrennungsprodukte CO2, H2O, N2/NOx und SO2 werden gemessen, aus denen die Gehalte der entsprechenden Elemente berechnet werden. Übliche Geräte sind kompakte Elementaranalysatoren, die Probeaufnahme, Verbrennung und Detektion automatisieren. Für Untersuchungen jenseits von C, H, N, S/O kommen ergänzend Techniken wie ICP-OES oder ICP-MS zum Einsatz, die eine breitere Elementabdeckung und niedrigere Nachweisgrenzen ermöglichen.

Durchführung und Daten: Proben werden typischerweise im Milligrammbereich eingesetzt. Feuchtigkeit, Verdunstung, Probenhomogenität und Aufschlussbedingungen beeinflussen das Messergebnis. Die Kalibrierung erfolgt mit Standards, Blanks und Replikaten; Ergebnisse werden als Massenanteile oder molare Anteile angegeben. Die Probenvorbereitung ist entscheidend und umfasst oft trockene, feine Zerkleinerung sowie Schutzmaßnahmen gegen Feuchtigkeit oder Sauerstoffaufnahme.

Anwendungsgebiete umfassen Qualitätskontrolle in Chemie und Pharmazie, Lebensmittel- und Umweltanalytik, Geologie, Materialwissenschaften und Recycling. Grenzen der Methode sind der destruktive Charakter, fehlende Angaben zu Bindungszuständen oder Molekularstrukturen sowie mögliche Schwierigkeiten bei der Untersuchung stark heterogener oder ungewöhnlich zusammengesetzter Proben.