2.2.23. Атомно-абсорбционная спектрометрия

Атомно-абсорбционная спектрометрия - это метод определения содержания химического элемента в исследуемом образце посредством измерения поглощения излучения с постоянно заданной длиной волны, соответствующей определяемому элементу.

# Принцип атомно-абсорбционной спектрометрии заключается в следующем: резонансное излучение от лампы с полым катодом проходит через пламя, в которое распыляется анализируемый раствор пробы. Излучение попадает на входную щель монохроматора, установленного таким образом, что выделяется из спектра только резонансная линия определяемого элемента, интенсивность которой измеряется фотоэлектрическим способом. Измеряют уменьшение интенсивности резонансной линии вследствие поглощения ее атомами определяемого элемента, принимая интенсивность ослабленной линии за 100%. Величина поглощения резонансного излучения пропорциональна числу атомов, находящихся в поглощаемом слое. Число возбужденных атомов увеличивается с ростом температуры, которая зависит в основном от теплотворной способности создающего пламя газа.

Прибор. Главными составными частями прибора являются: источник излучения, генератор атомного пара определяемого элемента (пламя, печь и др.), монохроматор и детектор.

Способ введения образца зависит от типа используемого генератора. Если генератором атомного пара является пламя, в качестве растворителя для приготовления испытуемого раствора и растворов сравнения предпочтительно использовать воду Р. В качестве растворителя могут также использоваться органические растворители, если они не влияют на стабильность пламени. При использовании печи образец может быть введен в генератор в виде раствора в воде Р или в органическом растворителе, так же может быть использована техника ввода твердых проб.

Атомный пар может быть получен также вне спектрометра, например, методом холодного пара для определения ртути или гидридным методом. При определении ртути атомный пар, полученный химическими восстановлением, вносится потоком инертного газа в абсорбционную ячейку, расположенную на оптическом пути прибора. В случае использования гидридного метода получают гидрид определяемого элемента, который либо смешивается с газом, питающим горелку, либо вносится инертным газом в нагретую абсорбционную ячейку, где происходит диссоциация гидрида до атомов.

Методика. Атомно-абсорбционный спектрометр выводят на режим в соответствии с инструкцией завода-изготовителя и устанавливают требуемую длину волны. В генератор атомного пара вводят холостой раствор и настраивают регистрирующее устройство на максимальное светопропускание. Вводят раствор сравнения определяемого элемента с наибольшей концентрацией и настраивают прибор так, чтобы получить регистрируемый сигнал в оптимальном диапазоне измерений.

Определения проводят путем сравнения величины поглощения испытуемого раствора и растворов сравнения с известными концентрациями определяемого элемента методом градуировочного графика (метод 1) или методом стандартных добавок (метод 2).

# Для определения концентрации элемента в анализируемом образце наряду с методом 1 и методом 2 допускается применение метода сравнения и метода ограничивающих растворов или других валидированных методов.

МЕТОД 1 - МЕТОД ГРАДУИРОВОЧНОГО ГРАФИКА

Испытуемый раствор готовят, как указано в частной статье. Не менее трех растворов сравнения определяемого элемента готовят так, чтобы диапазон концентраций этих растворов включал ожидаемое значение концентраций определяемого элемента в испытуемом растворе. Любые реагенты, используемые в приготовлении испытуемого раствора, прибавляют в холостой раствор и растворы сравнения в таких же количествах, как и в испытуемый раствор.

Испытуемый раствор и каждый раствор сравнения вводят в генератор не менее трех раз, и каждый раз регистрируют установившееся показание. После ввода испытуемого раствора и растворов сравнения каждый раз промывают прибор холостым раствором и проверяют, чтобы показания регистрируещего устройства возвращались к первоначальному значению.

В случае применения печи в качестве генератора атомного пара между измерениями ее отжигают.

Строят градуировочный график зависимости средних значений поглощения растворов сравнения от концентрации и определяют по нему концентрацию элемента.

В случае использования техники ввода твердых проб условия проведения определений должны быть указаны в частной статье.

МЕТОД 2 - МЕТОД СТАНДАРТНЫХ ДОБАВОК

Испытуемый раствор готовят, как указано в частной статье. Равные объемы испытуемого раствора помещают не менее, чем в три мерные колбы одинакового объема. Во все колбы, кроме одной, прибавляют пропорционально увеличивающиеся объемы эталонного раствора определяемого элемента и доводят содержимое каждой колбы растворителем до метки. При этом значение поглощения растворов со стандартными добавками (растворов сравнения) должно находиться в линейной области градуировочного графика.

Испытуемый раствор и каждый раствор со стандартной добавкой вводят в генератор не менее трех раз и каждый раз регистрируют установившееся показание. После ввода испытуемого раствора и растворов с добавками каждый раз промывают прибор холостым раствором и проверяют, чтобы показания регистрирующего устройства возвращались к первоначальному значению.

В случае использования печи в качестве генератора атомного пара между измерениями ее отжигают.

Вычисляют параметры линейного уравнения прямой зависимости средних значений поглощения растворов от концентрации методом наименьших квадратов и рассчитывают концентрацию определяемого элемента в испытуемом растворе.

Допускается определение концентрации с применением графического метода. Для этого по оси ординат откладывают средние значения поглощения испытуемого раствора и растворов со стандартными добавками, а по оси абсцисс -концентрации стандартных добавок определяемого элемента. Экстраполируют линию, проходящую через полученные точки, до пересечения с осью абсцисс. Концентрация определяемого элемента в испытуемом растворе равна расстоянию между полученной точкой и началом координат.

В случае использования техники ввода твердых проб условия проведения должны быть указаны в частной статье.

• Для определения концентрации элемента в анализируемом образце наряду с методом 1 и методом 2 допускается использование метода сравнения и метода ограничивающих растворов или других валидированных методов.

• Примечание:

1. Для вычисления параметров линейной рабочей области калибровочных кривых рекомендуется как в методе 1, так и в методе 2 использовать метод наименьших квадратов.

2. Последовательность введения испытуемого и растворов сравнения в генератор должна быть указана, при необходимости, в частной статье.

3. В методику атомно-абсорбционного определения рекомендуется включать тест "Проверка пригодности системы". Одним из параметров данного теста является относительное стандартное отклонение значения атомно-абсорбционного сигнала, не превышающее по значению величины, указанной в частной статье.

4. В процессе проведения атомно-абсорбционных определений рекомендуется подтверждать неизменность угла наклона линейной рабочей области калибровочной кривой.

5. Реактивы и эталонные растворы. Вода должна быть деионизированной на ионнообменных смолах и продистиллированной непосредственно перед употреблением и должна соответствовать по чистоте воде Р. Ниже приведены растворы солей, катионы которых указаны символами элементов, наиболее часто нормируемых в фармацевтическом анализе.

Кальций. 1,001 г _окальция карбоната Р, высушенного до постоянной массы при температуре 105^оС, растворяют в 25 мл 1 М раствора кислоты хлористоводородной и доводят объем раствора водой Р до 1000,0 мл. Раствор кальция содержит 400 мкг ионов Са в 1 мл. Срок годности раствора 1 месяц. Хранят при комнатной температуре.

Калий. 1,1 _о440 г калия хлорида Р, высушенного до постоянной массы при температуре 130^оС, растворяют в небольшом количестве воды Р и доводят объем раствора водой Р до 1000.0 мл. Раствор калия содержит 600 мкг ионов К в 1 мл. Срок годности раствора 2 месяца. Хранят при комнатной температуре.

Натрий. 0,_о5084 г натрия хлорида Р, высушенного до постоянной массы при температуре 130^оС, растворяют в небольшом количестве воды Р и доводят объем раствора водой Р до 1000,0 мл. Раствор натрия содержит 200 мкг ионов Na в 1 мл. Срок годности раствора 2 месяца. Хранят при комнатной температуре.

Цинк. 2,5 г цинка Р растворяют в 20 мл 6 М раствора кислоты хлористоводородной и доводят объем раствора водой Р до 500,0 мл. Раствор цинка содержит 5 мг ионов Zn в 1 мл. Срок годности раствора 2 месяца. Хранят при комнатной температуре.

Свинец. 0,1600 г свинца нитрата Р растворяют в 5 мл кислоты азотной Р и доводят объем раствора водой Р до 1000,0 мл. Раствор свинца содержит 100 мкг ионов Pb в 1 мл. Срок годности раствора 2 месяца. Хранят при комнатной температуре.

Медь. 1,000 г меди Р растворяют в небольшом объеме кислоты азотной Р и доводят раствором 10 г/л кислоты азотной Р до 1000,0 мл. Раствор меди содержит 1 мг ионов Cu в 1 мл. Срок годности раствора 2 месяца. Хранят при комнатной температуре.

Допускается использование других реактивов и эталонных растворов для спектрального анализа, аттестованных компетентным уполномоченным органом или признанным им.

Эталонные, а также приготовленные на их основе растворы сравнения хранят в посуде, которая позволяет сохранять концентрацию этих растворов неизменной (например, в посуде из кварца, тефлона и т.д.). Чашки и тигли для озоления проб должны быть изготовлены из кварца.