Подготовка образца к анализу

Чувствительность аналитических реакций определяет возможность обнаружения вещества (ионов, молекул) в растворе. Она характеризуется предельным разбавлением Vlim, предельной концентрацией Clim(cmin), минимальным объемом предельно разбавленного раствора Vmin, пределом обнаружения (открываемым минимумом) m, показателем чувствительности p сmin.

Характеристики чувствительности аналитических реакций

Аналитические реагенты и аналитические реакции позволяют обнаруживать определяемое вещество в анализируемом растворе только тогда, когда это вещество содержится в растворе при достаточной концентрации, превышающей некоторый минимальный предел. Если концентрация определяемого вещества ниже этого предела, то и концентрация продуктов аналитической реакции окажется настолько незначительной, что их невозможно будет определить. Указанный минимальный концентрационный предел неодинаков для разных аналитических реакций, что обусловливаетих чувствительность.

Предельное разбавление V_lim– максимальный объем раствора, в котором может быть однозначно (больше чем в 50% опытов) обнаружен один грамм данного вещества при помощи данной аналитической реакции. Предельное разбавление выражается в мл/г.

Так, например, при реакции ионов меди Сu²⁺ с аммиаком в водном растворе

Сu²⁺ + 4NH₃ = [Cu (NH₃)₄]²⁺

при которой образуется окрашенный ярко-синий аммиачный комплекс меди(П) [Cu (NH₃)₄]²⁺, предельное разбавление иона Сu²⁺ равно 250 000 мл/г, (V_lim = 2,5-10⁵ мл/г), т.е. ионы Сu²⁺ можно открыть с помощью этой реакции в растворе, содержащем 1 г меди(П) в 250 000 мл (250 л – в бочке) воды. В растворе, в котором содержится менее 1 г меди(П) в 250 000 мл воды, обнаружить эти катионы вышеприведенной аналитической реакцией невозможно.

Предельная концентрация C_lim (или с_min) – наименьшая концентрация, при которой определяемое вещество может быть обнаружено в растворе данной аналитической реакцией. Предельная концентрация выражается в г/мл.

Предельная концентрация и предельное разбавление связаны соотношением

C_lim = 1 / V_lim.

Иногда (особенно в старой литературе) предельную концентрацию называют чувствительностью реакции и выражают в мкг/мл.

Так, например, ионы калия K⁺ в водном растворе открывают аналитической реакцией с гексанитрокобальтатом(Ш) натрия Nа₃[Со(N0₃)_б]

2K⁺ + Nа₃[Со(N0₃)₆] → NaK₂[Со(N0₃)₆] ↓ +2Na⁺

при которой выделяется малорастворимый в воде кристаллический желтый осадок комплекса NaK₂[Со(N0₃)_б]. Предельная концентрация ионов калия К⁺ при этой аналитической реакции равна c_lim = 10^-5 г/мл, т. е. ион калия нельзя открыть указанной реакцией, если его содержание составля­ет меньше 10^{-5 г в 1 мл анализируемого раствора.}

Минимальный объем предельно разбавленного раствора V_min – наименьший объем анализируемого раствора, необходимый для обнаружения открываемого вещества данной аналитической реакцией. Выражается в мл.

Так, минимальный объем предельно разбавленного раствора при открытии ионов меди(П) в виде аммиачного комплекса (см. реакцию, приведенную выше) равен
V_min = 0,05 мл при c_lim = 4-10^–6 г/мл. Это означает, что в объеме предельно разбавленного раствора, меньшем 0,05 мл, нельзя открыть ионы Сu²⁺ реакцией с аммиаком.

Предел обнаружения (открываемый минимум) m (в мкг) – наименьшая масса определяемого вещества, однозначно открываемого данной аналитической реакцией в минимальном объеме предельно разбавленного раствора. Выражается в мкг (1 мкг = 10^–6 г), иногда обозначаемых греческой буквой γ (гамма): 1 мкг = 1 γ.

Нетрудно видеть, что

m = c_lim • V_min • 10⁶ = V_min •10⁶/V_lim

Так, предел обнаружения (открываемый минимум) ионов меди(П) в виде аммиачного комплекса [Cu(NH₃)₄]²⁺ при предельной концентрации ионов меди C_lim = 4-10^–6 г/мл и минимальном объеме предельно разбавлен­ного раствора V_min = 0,05 мл равен:

m = c_lim • V_min • 10⁶ = 4 • 10^–6 • 0,05 • 10⁶ = 0,2 мкг = 0,2 γ

Это означает, что если масса ионов меди(П), содержащаяся в 0,05 мл предельно разбавленного раствора при концентрации 4-10^–6 г/мл, меньше 0,2 мкг, то невозможно открыть эти ионы указанной аналитической реакцией.

Показатель чувствительности аналитической реакции определяется как

pс_lim = – lg c_lim = – lg (1/V_lim) = lgV_lim.

Аналитическая реакциятем чувствительнее, чем меньше ее открываемый минимум, минимальный объем предельно разбавленного раствора и чем больше предельное разбавление. Чувствительность аналитической реакции зависит от природы открываемого вещества и аналитического реагента, температуры, рН среды, присутствия других (особенно – мешающих) веществ.

Необходимо заметить, что в отечественной Государственной Фармакопее чувствительность фармакопейных аналитических реакций обычно характеризуют, указывая предельную чувствительность реакции (в мг или мкг) в 1 мл раствора, т.е. приводя, в сущности, значение c_lim (c_min) в мг/мл или в мкг/мл. Так, например, чувствительность открытия катионов кальция Са²⁺ реакцией с оксалатом аммония

Са²⁺ + (NH₄)₂C₂О₄ → СаC₂О₄ ↓ +2NH₄⁺

характеризуется фразой: «Предельная чувствительность реакции 0,0035 мг (3,5 мкг) кальций-иона в 1 мл раствора». Это означает, что c_lim = 3,5 мкг/мл = 3,5.10^–6 г/мл,
V _lim = 1/ c_lim = 1/(3,5. 10^–6) = 2,9.10⁵ мл/г.

Дата добавления: 2014-12-26