Zpráva

Dvě lahve obsahují stejnou látku. Na jedné je napsáno „technisch“, na druhé „p.a.“. Číslo CAS je identické, čistota se na první pohled liší možná jen o několik desetin procenta – cena se však výrazně liší.

Kterou variantu skutečně potřebujete?

Odpověď závisí méně na tom, který stupeň čistoty je v zásadě „lepší“, než na tom, k čemu má být chemikálie použita. Pro technické čištění může být vysoce čistá analytická kvalita zbytečná. Při kvantitativním stanovení naopak mohou výsledek zkreslit i velmi malé nečistoty.

Tento průvodce vysvětluje nejdůležitější označení stupňů čistoty chemikálií a ukazuje, na co byste si měli při porovnávání technické kvality, rein, reinst a p.a. skutečně dát pozor.

Obsah

Co znamená stupeň čistoty u chemikálií?

Stupeň čistoty, zjednodušeně řečeno, popisuje, jaký podíl žádané látky produkt obsahuje a které nečistoty jsou přípustné.

Produkt s udávanou čistotou ≥99 % tedy obsahuje alespoň specifikovaný podíl hlavní složky. Zbývajícími složkami mohou být například:

• Voda,
• jiné anorganické nebo organické sloučeniny,
• Kovy,
• Soli,
• Vedlejší produkty reakcí,
• Zbytky z výroby,
• Stopy rozpouštědel.

Pro použití je proto podstatné nejen to, kolik hlavní látky je přítomno, ale také to, co se nachází ve zbývajících podílech.

Právě v tom se liší mnoho stupňů kvality.

U vysoce kvalitních analytických činidel se často specifikuje nejen minimální obsah, ale také řada jednotlivých nečistot. Merck například u své analytické kvality EMSURE® uvádí specifikace s až přibližně 70 zkoušenými parametry; mnohé z těchto produktů splňují nebo překračují požadavky ACS, ISO nebo Reag. Ph. Eur.

To ukazuje důležitý bod:

Čistota není jen číslo v procentech. Je to profil specifikací.

Proč 99 % neznamená automaticky 99 %

Vezměme si dva produkty, každý s:

Čistota ≥99,0 %

Na papíře vypadají stejně. Pro analýzu se ale každý z nich může hodit úplně jinak.

U prvního produktu mohou zbývající maximálně 1 % tvořit především voda a složky, které jsou pro dané použití nekritické.

U druhého produktu by mohly být přítomny stopy právě těch kovů nebo iontů, které chcete později stanovit.

Praktický příklad:

Chcete analyzovat železo ve stopových množstvích. Činidlo může mít velmi vysoký celkový obsah, a přesto být pro tento úkol nevhodné, pokud jeho obsah železa není dostatečně nízký nebo není specifikován vůbec.

Naopak u technického procesu, u kterého několik desetin procenta nekritické nečistoty nehraje roli, není nutné používat drahé analytické činidlo.

Že specifikace přesahuje celkový obsah, je vidět i u komerčních činidel ACS: U kyseliny citronové o čistotě ≥99,5 % jsou například navíc uváděny limitní hodnoty pro chloridy, fosforečnany, sírany, železo a olovo.

Proto byste při nákupu nikdy neměli porovnávat pouze nejvyšší procentuální údaj na stránce produktu.

Technická kvalita: Kdy postačí?

Označení „technický“ se obvykle používá pro chemikálie určené pro technické a průmyslové aplikace, u nichž není vyžadována kvalita analytického činidla.

Typické oblasti použití mohou být:

• technické čištění,
• průmyslové procesy,
• výroba,
• povrchová úprava,
• určité syntézy,
• procesní pomocné látky,
• Aplikace, u nichž malé množství doprovodných látek nemá relevantní vliv.

Technická kvalita neznamená automaticky „špatnou kvalitu“.

Znamená to spíše, že specifikace je zaměřena na jiný účel použití.

Technický produkt může mít například vysoký obsah hlavní složky, ale zároveň méně přísně specifikované vedlejší složky než analytické činidlo.

I v profesionálním obchodu s chemikáliemi proto najdete produkty s vysokou nominální čistotou v technické kvalitě. Carl ROTH nabízí například ethanol s čistotou ≥98 % jako technickou kvalitu, zatímco jiná rozpouštědla ze stejného sortimentu jsou nabízena s vyššími analytickými specifikacemi.

Kdy má technická kvalita smysl?

Pokud vaše aplikace:

• nezahrnuje kvantitativní stopovou analýzu,
• je robustní vůči menším nečistotám,
• neklade lékopisné ani normativní požadavky,
• primárně plní technický proces,
• jsou potřeba větší množství a záleží na hospodárnosti,

může být technická kvalita zcela dostačující.

Kdy byste měli být opatrní?

Technická kvalita by se neměla volit pouze kvůli nižší ceně, pokud:

• výsledky měření na tom závisí,
• nečistoty mohou ovlivnit reakci,
• pokud se látka používá k přípravě standardů.
• pokud se používají citlivá analytická zařízení,
• pokud regulační požadavky vyžadují určitou kvalitu,

Co znamená „rein“?

Označení „rein“ se často vyskytuje u laboratorních a technických chemikálií.

Toto označení obvykle signalizuje vyšší, resp. přesněji definovanou kvalitu než čistě technické zboží, samo o sobě však dostatečně nevypovídá o tom, zda je produkt vhodný pro určitou analýzu.

Rozhodující bod:

Označení jako „rein“ by měla být vždy posuzována spolu s konkrétní specifikací produktu.

Produkt může být například označen jako:

≥99 %, rein

Poté znáte minimální obsah. Pro analytické použití musíte dále vědět, které vedlejší složky jsou kontrolovány.

Typická použití

Chemikálie kvality „rein“ se mohou hodit mimo jiné pro:

• běžné laboratorní práce,
• preparace,
• jednoduché syntézy,
• vzdělávací účely,
• technické laboratorní aplikace,
• Procesy bez přísných požadavků na stopové nečistoty.

O tom, zda jsou pro váš konkrétní úkol vhodné, nerozhoduje slovo „rein“, ale specifikace.

Co znamená „reinst“?

„Reinst“ zní na první dojem jako nejvyšší možný stupeň kvality. Právě tento výklad může být při nákupu problematický.

Toto označení používají výrobci pro obzvláště čisté kvality, ale není automaticky totožné s určitou mezinárodní analytickou normou.

Produkt „reinst“ může mít velmi vysoký obsah a může být vynikající pro určité aplikace. Přesto by se mělo zkontrolovat:

• Jaká čistota je skutečně zaručena?
• Jaké nečistoty jsou specifikovány?
• Existují limitní hodnoty pro kovy?
• Existují limitní hodnoty pro anionty?
• Stanovuje se obsah vody?
• Zjišťuje se zbytek po odpaření?
• Jaké zkušební metody byly použity?
• Je k dispozici certifikát analýzy pro konkrétní šarži?

Carl ROTH nabízí například produkty výslovně jako „reinst“ a další ze stejných skupin látek jako „p.a., ACS“ nebo „p.a., ACS, ISO“. To ukazuje, že tyto pojmy popisují různé specifikační profily a neměly by být chápány jednoduše jako lineární žebříček.

Co znamená p.a.?

p.a. znamená pro analysi – tedy v podstatě „pro analýzu“.

Chemikálie této kvality jsou určeny pro analytické aplikace a obvykle mají podstatně přesněji definované specifikace pro relevantní nečistoty.

V závislosti na produktu lze kontrolovat:

• těžké kovy,
• Železo,
• chlorid,
• Síran,
• Fosforečnan,
• Dusičnan,
• nerozpustné složky,
• zbytek po odpaření,
• obsah vody,
• obsah kyselin nebo zásad,
• jiné rušivé doprovodné látky.

Výhoda tedy nemusí nutně spočívat v tom, že hlavní složka je vždy podstatně koncentrovanější.

Skutečná výhoda je:

Víte přesněji, co smí být kromě hlavní složky ještě obsaženo.

Pro chemické analýzy je tato informace často důležitější než rozdíl mezi například 99,0 a 99,5 % celkového obsahu.

Carl ROTH popisuje p.a. louhy výslovně jako kvality pro reprodukovatelné výsledky v chemické analýze, výzkumu, vývoji a kontrole kvality.

Je p.a. vždy čistší než zvlášť čistý?

Ne nutně.

To je pravděpodobně nejdůležitější bod tohoto článku.

Pojmy se nesmějí číst jako školní známky:

technický → čistý → zvlášť čistý → p.a.

Tak jednoduše to nefunguje.

Produkt kategorie „zvlášť čistý“ může mít například velmi vysoký obsah hlavní složky. Produkt p.a. může mít podobný nebo dokonce nominálně nižší obsah hlavní složky, zároveň však může splňovat podstatně přísnější limitní hodnoty pro analyticky relevantní nečistoty.

Která varianta je lepší, tedy závisí na použití.

Příklad

Produkt A:

≥99,9 %, zvlášť čistý

Produkt B:

≥99,5 %, p.a.

Pokud se řídíte výhradně obsahem hlavní složky, vypadá produkt A lépe.

Pokud však produkt B navíc zaručuje extrémně nízké limitní hodnoty pro chloridy, sírany, železo a těžké kovy a vy chcete analyticky stanovit právě tyto parametry, může být produkt B jednoznačně lepší volbou.

Správná otázka tedy nezní: Která kvalita je vyšší?

Spíše:

Která specifikace se hodí pro mé použití?

ACS, ISO a Ph. Eur.: Co znamenají doplňkové standardy?

Kromě pojmů jako p.a. mohou být na produktu další údaje.

Obzvláště časté jsou:

• ACS,
• ISO,
• Reag. Ph. Eur.

Tyto údaje poskytují doplňující informace o tom, podle jakých požadavků bylo činidlo specifikováno.

ACS

ACS je zkratka pro American Chemical Society.

Činidla ACS splňují definované specifikace pro analytické chemikálie. Kromě minimálního obsahu hlavní složky k nim mohou patřit různé limitní hodnoty pro nečistoty.

Toto označení tedy znamená víc než jen „velmi čistý“.

Příklad z aktuálního sortimentu Sigma-Aldrich: kyselina tříslová je nabízena jako „ACS reagent“ a kromě údajů o formě a kvalitě má definované limitní hodnoty pro olovo, těžké kovy, zinek a další parametry.

U thiomočoviny ACS se uvádí obsah hlavní složky ≥99,0 %. To znovu ukazuje, že ACS automaticky neznamená paušální čistotu například 99,9 %. Rozhodující jsou požadavky vztahující se k dané látce.

ISO

Pro různá analytická činidla existují požadavky mezinárodních norem.

Merck se například odvolává na ISO 6353 pro činidla v analytické chemii a označuje odpovídající produkty, pokud splňují příslušné požadavky.

Reag. Ph. Eur.

Toto označení se vztahuje na požadavky Evropského lékopisu (Ph. Eur.) na odpovídající činidla.

Může být obzvláště relevantní, pokud se chemikálie používají v lékopisných zkušebních postupech.

I zde je důležité:

Dodatečné normové označení popisuje konkrétní požadavek pro konkrétní oblast použití. Nemělo by být vykládáno jako obecná značka kvality pro každé myslitelné použití.

Kvality HPLC, GC a LC-MS: Proč je použití rozhodující

Při instrumentální analýze často klasická označení jako „čistý“ nebo „p.a.“ nestačí.

Rozpouštědlo může být chemicky velmi čisté a přesto způsobovat rušivé signály v citlivé měřicí metodě.

Proto existují kvality specifické pro dané použití, například:

• kvalita pro HPLC,
• kvalita pro GC,
• kvalita pro LC-MS,
• kvalita pro UV,
• kvalita pro spektroskopii,
• kvalita pro molekulární biologii.

Kvalita HPLC

Při vysokoúčinné kapalinové chromatografii mohou být problematické mimo jiné:

• UV-aktivní nečistoty,
• Částice,
• Zbytky po odpaření,
• Voda,
• rušivé organické vedlejší složky.

Proto jsou rozpouštědla pro aplikace HPLC speciálně testována na relevantní parametry.

Kvalita LC-MS

Při kapalinové chromatografii spojené s hmotnostní spektrometrií mohou i velmi nízké ionizovatelné nečistoty vést k signálům pozadí nebo nežádoucím píkům.

Zde může být běžná kvalita p.a. i přes dobrou chemickou čistotu nevhodná.

Co to znamená pro nákup?

Nejprve by měla být určena metoda – až poté kvalita.

Ne naopak.

Kdo nakupuje pro citlivou instrumentální analýzu, měl by cíleně prověřit, zda výrobce specifikuje vhodnost pro danou metodu.

Proč mohou být nečistoty důležitější než celkový procentuální údaj

Předpokládejme, že analyzujete chlorid.

Činidlo A obsahuje:

99,9 % hlavní látky

ale obsah chloridů není specifikován.

Činidlo B obsahuje:

99,5 % hlavní látky

a má zaručenou velmi nízkou limitní hodnotu chloridů.

Pro vaše stanovení chloridů může být činidlo B jistější volbou.

Totéž platí při analýzách na:

• Železo,
• Olovo,
• Měď,
• Sodík,
• Draslík,
• Fosforečnan,
• Síran,
• Dusičnan,
• Těžké kovy.

Čím nižší je požadovaná mez detekce, tím důležitější je kvalita použitých činidel.

To platí zejména ve stopové analýze: činidlo se samo může stát relevantním zdrojem kontaminace.

Jak správně číst certifikát analýzy a specifikaci

Kdo chce skutečně porovnat stupeň čistoty, měl by rozlišovat dva dokumenty.

Specifikace produktu

Specifikace popisuje, jaké požadavky musí produkt splňovat.

Například:

• Obsah ≥99,5 %,
• Chlorid ≤0,001 %,
• Síran ≤0,002 %,
• Železo ≤3 ppm.

To jsou přípustné limity.

Certifikát analýzy – Certificate of Analysis

Certifikát analýzy (CoA) se obvykle vztahuje ke konkrétní šarži a dokumentuje výsledky zjištěné pro tuto šarži.

To je důležitý rozdíl.

Specifikace například uvádí:

Železo: maximálně 5 ppm

Certifikát analýzy může pro vaši šarži uvádět:

Železo: 1 ppm

U aplikací s vysokými požadavky na dokumentaci by se proto mělo ověřit, zda je k dispozici CoA specifický pro danou šarži.

Výrobci analytických činidel často poskytují vedle bezpečnostních listů také produktové specifikace a certifikáty analýzy specifické pro danou šarži. Společnost Merck tuto dokumentaci výslovně uvádí jako součást svých programů pro činidla.

Jaký stupeň čistoty potřebuji?

Jednoduché vodítko:

Pro technické procesy

Často dostačující:

technická kvalita

pokud malé obsahy příměsí neovlivňují funkci a nejsou předepsány žádné jiné specifikace.

Typickými příklady mohou být:

• čištění,
• procesní pomocné látky,
• určité průmyslové reakce,
• technická úprava povrchů.

Pro obecné laboratorní práce

Podle použití mohou být vhodné:

čistý, nejčistší nebo pro syntézu

Příklady:

• preparace,
• kvalitativní pokusy,
• výuka,
• jednoduché syntézy,
• obecné laboratorní práce.

Pro kvantitativní chemické analýzy

Často vhodné:

p.a. nebo odpovídající analytická kvalita.

Zejména pokud by nečistoty mohly ovlivnit výsledek.

Pro analýzy podle norem

Zkontrolujte, zda jsou výslovně požadovány:

• ACS,
• ISO,
• Reag. Ph. Eur.,
• jiné standardy specifické pro danou metodu.

Pro HPLC

Zvolte:

Kvalita vhodná pro HPLC

když jsou rozpouštědla nebo činidla součástí chromatografické metody.

Pro LC-MS

Použijte:

Kvalita vhodná pro LC-MS

když jsou zapotřebí vysoká citlivost a nízké chemické pozadí.

Pro stopovou analýzu

Zde by se mělo dbát zejména na jednotlivé specifikace nečistot.

Obecný pojem jako „vysoce čistý“ k tomu často nestačí.

Musíte vždy kupovat nejvyšší čistotu?

Ne.

Vyšší nebo rozsáhleji specifikovaná kvalita je často dražší. Navíc pro konkrétní použití nemůže přinést žádný měřitelný přínos.

Pokud se například činidlo používá výhradně pro robustní technický proces, je drahá analytická kvalita možná zbytečná.

Na druhou stranu se snaha ušetřit pár eur na analytickém činidle může později prodražit, když:

• měření se musí opakovat,
• slepé hodnoty jsou příliš vysoké,
• objevují se nevysvětlitelné píky,
• šarže nejsou srovnatelné,
• Kontroly kvality selhávají.

Nejvýhodnější chemikálie z ekonomického hlediska tedy není automaticky ta nejlevnější lahvička.

Je to nejlevnější kvalita, která spolehlivě splňuje všechny požadavky daného použití.

Typické chyby při nákupu chemikálií

Porovnávat pouze procentuální hodnotu

99,9 % vypadá lépe než 99,5 %. Bez znalosti nečistot je však toto srovnání neúplné.

Interpretovat „nejčistší" automaticky jako nejvyšší kvalitu.

Samotné označení neříká, zda je produkt vhodný pro vaši konkrétní analytickou metodu.

Kupovat p.a. pro každé použití

Ani to není vhodné. Pro mnoho technických procesů by tato kvalita byla zbytečná a ekonomicky nevýhodná.

Používat technickou kvalitu pro kvantitativní analýzy

Nekontrolované doprovodné látky mohou ovlivnit slepé hodnoty a výsledky měření.

Posuzovat metodu a kvalitu činidla odděleně

Pro HPLC nebo LC-MS by měla být cíleně zvolena kvalita specifikovaná pro tento účel.

Nekontrolovat certifikát analýzy

U citlivých procesů nebo procesů s povinnou dokumentací nemusí obecný popis produktu stačit.

Vyměňovat různé šarže bez kontroly

U náročných aplikací může být užitečné porovnat CoA a relevantní parametry při změně šarže.

Nakupovat pouze podle čísla CAS

Stejné číslo CAS znamená, že se jedná o stejnou chemickou látku. Nevypovídá však nic o tom, zda mají dva produkty stejnou čistotu a specifikaci.

Číslo CAS proto nikdy nenahrazuje údaj o kvalitě.

Praktický kontrolní seznam před objednáním

Než se rozhodnete mezi technickou, čistou, nejčistší a p.a. kvalitou, odpovězte si na následující otázky:

• K čemu se chemikálie používá?
• Jedná se o technický proces, nebo o analýzu?
• Stanovuje se kvalitativní, nebo kvantitativní hodnota?
• Jaká přesnost měření je potřeba?
• Existují zvláště kritické nečistoty?
• Jakou mez detekce má metoda?
• Je v metodě předepsána určitá kvalita?
• Musí produkt splňovat požadavky ACS, ISO nebo lékopisu?
• Používá se HPLC, GC nebo LC-MS?
• Je vyžadován certifikát analýzy pro konkrétní šarži?
• Jaká čistota je zaručena?
• Které jednotlivé nečistoty jsou specifikovány?
• Používá se činidlo pravidelně, nebo jen jednou?
• Je dané použití důvodem pro volbu kvality s vyšší specifikací?

Jediný termín na etiketě na tyto otázky neodpovídá.

Technický, čistý, nejčistší a p.a. jsou orientační body – konečné rozhodnutí by mělo vycházet z konkrétní specifikace a účelu použití.

Právě u analytických aplikací se proto vyplatí sledovat více než jen procentuální obsah hlavní složky. Mezní hodnoty pro interferující ionty, kovy, vodu nebo organické nečistoty mohou být pro výsledek podstatně důležitější než otázka, zda je na lahvi uvedeno 99,5 nebo 99,9 %.