Методика измерений

Подготовка образца для анализа является наиболее важным моментом при определениях в инфракрасной области спектра. Тот факт, что все растворители имеют характерное инфракрасное поглощение, несколько усложняет методику. Однако твердые вещества, которые вследствие рассеяния света непригодны для ультрафиолетовой и видимой области, широко применяются для инфракрасной спектрофотометрии.

Энергия инфракрасных фотонов в отличие от ультрафиолетовой и видимой энергии незначительна и поэтому структурные изменения под их воздействием встречаются очень редко.

Измерения поглощения в инфракрасной области обычно проводят с растворами, взвесями в парафиновом масле или с твердыми веществами в виде дисперсии со щелочными галоидами.

Жидкости вносят в прибор в виде капиллярной пленки между двумя пластинками каменной соли или в чистом виде в кювете толщиной 1 мм или меньше.

Твердые вещества и жидкости могут также измеряться в растворах. Сероуглерод и четыреххлористый углерод являются наиболее подходящими веществами. Эти растворители также имеют свои характерные полосы поглощения, однако, если комбинировать различные растворители, можно получить спектр вещества по всей его области. Из других растворителей могут быть рекомендованы хлороформ, тетрахлорэтилен, метиленхлорид.

Для уменьшения поглощения растворителя предпочитают использовать концентрированные растворы и кюветы от 1 до 0,05 мм.

Растворители, кроме хорошей пропускаемости, естественно, не должны взаимодействовать с растворенным веществом и с материалом, из которого сделана кювета.

Если вещество имеет низкую температуру плавления, несколько кристаллов помещают на пластинку соли и нагревают в шкафу. Когда вещество расплавится, его накрывают второй пластинкой и, таким образом, получают тонкую пленку вещества. В зависимости от температуры, при которой поддерживается кюветное отделение прибора, можно получить спектр вещества в жидком или твердом состоянии.

Иногда концентрированный раствор вещества в летучем растворителе, эфир, хлороформ, спирт и т. п. наносят по каплям на пластинку каменной соли. После испарения растворителя на пластинке остается пленка твердого вещества.

Чаще всего готовят взвесь вещества в жидком парафине или дисперсию в виде дисков (таблеток) в щелочном галоиде.

Твердые вещества растирают с небольшим количеством парафина (спектроскопического качества) до получения гомогенной смеси, которую затем помещают между пластинками хлорида натрия и производят измерение. Рассеивание света при этом зависит от размера частиц вещества и различия в коэффициенте преломления исследуемого вещества и парафинового масла. Повышение остроты и высоты полос поглощения возрастает с уменьшением размера частиц. В области выше 7 мкм для частиц размером 3 мкм влиянием этого фактора можно пренебречь. Наибольшему воздействию рассеивания света подвергаются сильно выраженные полосы поглощения.

Составные компоненты взвеси должны иметь.близкие изменения коэффициента преломления в инфракрасной области, иначе около полосы поглощения может возникнуть асимметрическая полоса поглощения со смещением.

Недостатком измерений в жидком парафине является тот факт, что поглощение углеводородов маскирует полосы связей С-Н исследуемого вещества. Если необходимо изучать специфически эту область, рекомендуют использовать перфтор-керосин или гексахлорбутадиен. Кроме того, требуется определенный навык для получения взвесей с низкой степенью рассеивания и четкостью полос поглощения.

Для получения дисперсии вещество растирают с сухим мелко измельченным бромидом калия или хлоридом калия (спектроскопического качества) в отношении к щелочному галоиду 1:200. Часть смеси переносят в специальную матрицу, подвергают воздействию вакуума (для удаления воздуха) и прессуют. Полученный прозрачный диск-таблетку помещают в специальный держатель и проводят измерение.

Следует быть осторожным при оценке спектров твердых веществ, существующих в виде нескольких кристаллических модификаций, так как различные кристаллические формы имеют разные инфракрасные спектры. В некоторых случаях существует также возможность физических или химических изменений при растирании с парафиновым маслом или со щелочным галоидом.

Трудности, связанные с полиморфизмом, могут быть преодолены приготовлением растворов стандарта и испытуемого вещества в подходящем растворителе. Затем растворитель удаляют выпариванием, готовят для каждого остатка новые диски, которые затем подвергают вторичному исследованию.

Методика определений со взвесями или дисперсиями в щелочном галоиде чаще всего используется для текущего фармацевтического анализа.

При изучении структур, однако, рекомендуют проводить измерения в растворах.

Инфракрасные спектрофотометры регистрируют на бумаге процент пропускания или поглощение по отношению к волновому числу или длине волны. Техника измерений практически не отличается от подобной в ультрафиолетовой области.

Двухлучевые приборы обеспечивают показания, свободные от влияния паров воды и поглощения углекислого газа, и дают возможность компенсации поглощения растворителя при работе с растворами.

При дифференциальных измерениях можно получить спектр отдельных полос поглощения, менее заметных при обычных определениях. Для этого основной компонент по аналогии с измерениями в ультрафиолетовой области помещают в контрольную кювету и в результате компенсации основных показателей спектра получают спектр отдельных вторичных функциональных групп.

Методика дифференциальных определений может быть применена для испытания на чистоту, так как при компенсации основных компонентов любая примесь при условии, что в контрольной кювете находится более очищенное вещество, будет заметна на спектре. Таким образом, можно обнаружить и количественно измерить до 0,05% примесей.

Тот же способ можно применить для количественного определения лекарственных форм, из которых трудно извлечь действующее вещество. Например, при анализе масляных растворов, применяя в качестве контроля масло, можно получить и измерить полосу поглощения, характерную для исследуемого вещества. Однако этот метод имеет ограниченную ценность для фармакопейного анализа вследствие необходимости иметь вещество определенного качества для сравнения.

Трудности, возникающие при дифференциальных измерениях, обусловлены тем, что при сильном поглощении в обоих лучах (изучение структурных особенностей) этот метод может быть исключительно полезным.

Глава 4. Ультрафиолетовая спектрофотометрия.

Дата добавления: 2014-01-04