Správa

Dve fľaše obsahujú rovnakú látku. Na jednej je napísané „technická kvalita“, na druhej „p.a.“. CAS číslo je identické, čistota sa na prvý pohľad líši možno len o niekoľko desatín percenta – cena sa však výrazne líši.

Ktorú variantu skutočne potrebujete?

Odpoveď menej závisí od toho, ktorý stupeň čistoty je v zásade „lepší“, ako od toho, na čo sa má chemikália použiť. Na technické čistenie môže byť vysokočistá analytická kvalita zbytočná. Pri kvantitatívnom stanovení môžu naopak aj veľmi malé nečistoty skresliť výsledok.

Tento sprievodca vysvetľuje najdôležitejšie označenia čistoty chemikálií a ukazuje, na čo by ste si pri porovnávaní technickej kvality, rein, reinst a p.a. mali skutočne všímať.

Obsah

Čo znamená stupeň čistoty pri chemikáliách?

Stupeň čistoty, zjednodušene povedané, opisuje, aký podiel požadovanej látky produkt obsahuje a aké nečistoty sú prípustné.

Produkt s deklarovanou čistotou ≥99 % teda obsahuje minimálne špecifikovaný podiel hlavnej zložky. Zvyšné zložky môžu byť napríklad:

• voda,
• iné anorganické alebo organické zlúčeniny,
• Kovy,
• Soli,
• Vedľajšie produkty reakcií,
• Zvyšky z výroby,
• Stopy rozpúšťadiel.

Pre použitie je preto dôležité nielen to, koľko hlavnej zložky je prítomné, ale aj to, čo sa nachádza vo zvyšných podieloch.

Práve v tomto sa líšia mnohé stupne kvality.

Pri vysokokvalitných analytických činidlách sa často špecifikuje nielen minimálny obsah, ale aj množstvo jednotlivých nečistôt. Merck napríklad pri svojej analytickej kvalite EMSURE® uvádza špecifikácie s až približne 70 overovanými parametrami; mnohé z týchto produktov spĺňajú alebo prekračujú požiadavky ACS, ISO alebo Reag. Ph. Eur.

Toto poukazuje na dôležitý bod:

Čistota nie je len percentuálny údaj. Je to špecifikačný profil.

Prečo 99 % automaticky neznamená 99 %

Vezmime si dva produkty, každý s:

Čistota ≥99,0 %

Na papieri vyzerajú rovnako. Na analýzu môžu byť napriek tomu úplne rozdielne vhodné.

Pri prvom produkte by zvyšné maximálne 1 % mohlo pozostávať hlavne z vody a zložiek, ktoré sú pre dané použitie nekritické.

Pri druhom produkte by mohli byť prítomné stopy presne tých kovov alebo iónov, ktoré chcete neskôr stanoviť.

Praktický príklad:

Chcete stanoviť železo v stopových množstvách. Činidlo môže mať veľmi vysoký celkový obsah a napriek tomu byť pre túto úlohu nevhodné, ak jeho obsah železa nie je dostatočne nízky alebo nie je vôbec špecifikovaný.

Naopak, pre technický proces, pri ktorom niekoľko desatín percenta nekritickej nečistoty nehrá úlohu, sa nemusí nevyhnutne použiť drahé analytické činidlo.

To, že špecifikácia presahuje celkový obsah, vidno aj pri komerčných ACS činidlách: Pre kyselinu citrónovú s obsahom ≥99,5 % sa napríklad dodatočne uvádzajú limitné hodnoty pre chloridy, fosforečnany, sírany, železo a olovo.

Preto by sa pri nákupe nemal porovnávať len najvyšší percentuálny údaj na stránke produktu.

Technická kvalita: Kedy je dostatočná?

Označenie „technický“ sa zvyčajne používa pre chemikálie, ktoré sú určené na technické a priemyselné aplikácie, pri ktorých sa nevyžaduje kvalita analytického činidla.

Typické oblasti použitia môžu byť:

• technické čistenie,
• priemyselné procesy,
• výroba,
• povrchová úprava,
• určité syntézy,
• procesné pomocné látky,
• Aplikácie, pri ktorých malé množstvá sprievodných látok nemajú relevantný vplyv.

Technická kvalita neznamená automaticky „zlú kvalitu“.

Znamená to skôr, že špecifikácia je zameraná na iný účel použitia.

Technický produkt môže mať napríklad vysoký hlavný obsah, ale zároveň menej prísne špecifikované vedľajšie zložky ako analytické činidlo.

Aj v profesionálnom obchode s chemikáliami sa preto nachádzajú produkty s vysokou nominálnou čistotou v technickej kvalite. Carl ROTH ponúka napríklad etanol s čistotou ≥98 % ako technickú kvalitu, zatiaľ čo iné rozpúšťadlá z rovnakého sortimentu sa ponúkajú s vyššími analytickými špecifikáciami.

Kedy má technická kvalita zmysel?

Ak vaša aplikácia:

• nezahŕňa kvantitatívnu stopovú analýzu,
• je odolná voči menším nečistotám,
• nekladie žiadne liekopisné ani normatívne požiadavky,
• primárne slúži technickému procesu,
• potrebujete väčšie množstvá a je dôležitá hospodárnosť,

Technická kvalita môže byť úplne postačujúca.

Kedy by ste mali byť opatrní?

Technická kvalita by sa nemala vyberať len na základe nižšej ceny, ak:

• výsledky merania od toho závisia,
• nečistoty môžu ovplyvniť reakciu,
• látka sa používa na prípravu štandardov.
• citlivé analytické prístroje sa používajú,
• regulačné požiadavky vyžadujú určitú kvalitu.

Čo znamená „čistý“?

Označenie „čistý“ sa často vyskytuje pri laboratórnych a technických chemikáliách.

Toto označenie zvyčajne signalizuje vyššiu, resp. presnejšie definovanú kvalitu ako čisto technický tovar, samo o sebe však ešte dostatočne nevypovedá o tom, či je produkt vhodný na konkrétnu analýzu.

Rozhodujúci bod:

Označenia ako „čistý“ by sa mali vždy posudzovať spolu s konkrétnou špecifikáciou produktu.

Produkt môže byť napríklad označený ako:

≥99 %, čistý

Potom viete minimálny obsah. Pre analytické použitie musíte navyše vedieť, ktoré sprievodné zložky sa kontrolujú.

Typické použitia

Chemikálie v kvalite „čistý“ môžu byť vhodné okrem iného na:

• všeobecné laboratórne práce,
• preparácie,
• jednoduché syntézy,
• vzdelávacie účely,
• technické laboratórne použitia,
• Procesy bez prísnych požiadaviek na stopové nečistoty.

O tom, či sú vhodné pre vašu konkrétnu úlohu, však nerozhoduje slovo „čistý“, ale špecifikácia.

Čo znamená „najčistejší“?

„Najčistejší“ znie spočiatku ako najvyššia možná úroveň kvality. Práve tento výklad môže byť pri nákupe problematický.

Toto označenie výrobcovia používajú pre mimoriadne čisté kvality, ale nie je automaticky totožné s konkrétnou medzinárodnou analytickou normou.

Produkt „najčistejší“ môže mať veľmi vysoký obsah a byť vynikajúco vhodný na určité použitia. Napriek tomu by sa malo skontrolovať:

• Aká čistota je skutočne zaručená?
• Ktoré nečistoty sú špecifikované?
• Existujú limitné hodnoty pre kovy?
• Existujú limitné hodnoty pre anióny?
• Stanovuje sa voda?
• Existuje zvyšok po odparení?
• Aké skúšobné metódy sa použili?
• Poskytuje sa analytický certifikát pre konkrétnu šaržu?

Carl ROTH napríklad ponúka produkty výslovne ako „najčistejší“ a iné z tých istých skupín látok ako „p.a., ACS“ alebo „p.a., ACS, ISO“. To ukazuje, že tieto pojmy opisujú rôzne profily špecifikácií a nemali by sa vnímať jednoducho ako lineárny rebríček.

Čo znamená p.a.?

p.a. je skratka pre pro analysi – teda v preklade „na analýzu“.

Chemikálie tejto kvality sú určené na analytické aplikácie a zvyčajne majú výrazne presnejšie definované špecifikácie pre relevantné nečistoty.

V závislosti od produktu možno kontrolovať:

• ťažké kovy,
• železo,
• chloridy,
• síran,
• fosforečnan,
• dusičnan,
• nerozpustné zložky,
• zvyšok po odparení,
• obsah vody,
• obsah kyseliny alebo zásady,
• iné rušivé sprievodné látky.

Výhoda teda nemusí nutne spočívať v tom, že hlavná zložka je vždy v podstatne vyššej koncentrácii.

Skutočná výhoda je:

Presnejšie viete, čo môže byť okrem hlavnej zložky ešte obsiahnuté.

Pre chemické analýzy je táto informácia často dôležitejšia ako rozdiel medzi napríklad 99,0 a 99,5 % celkového obsahu.

Carl Roth výslovne opisuje lúhy p.a. ako kvalitatívne triedy umožňujúce reprodukovateľné výsledky v chemickej analýze, výskume, vývoji a kontrole kvality.

Je p.a. vždy čistejšie ako „najčistejší“?

Nie nevyhnutne.

To je pravdepodobne najdôležitejší bod tohto článku.

Tieto pojmy sa nesmú vnímať ako školské známky:

technický → čistý → najčistejší → p.a.

Takto jednoducho to nefunguje.

Produkt s označením „najčistejší“ môže mať napríklad veľmi vysoký obsah hlavnej zložky. Produkt p.a. môže mať podobný alebo dokonca nominálne nižší obsah hlavnej zložky, no zároveň spĺňa podstatne prísnejšie limitné hodnoty pre analyticky relevantné nečistoty.

To, ktorá varianta je lepšia, teda závisí od použitia.

Príklad

Produkt A:

≥99,9 %, najčistejší

Produkt B:

≥99,5 %, p.a.

Ak sa riadite výlučne obsahom hlavnej zložky, produkt A vyzerá lepšie.

Ak produkt B navyše zaručuje extrémne nízke limitné hodnoty pre chlorid, síran, železo a ťažké kovy a práve tieto parametre chcete stanoviť analyticky, produkt B môže byť jednoznačne lepšou voľbou.

Správna otázka teda neznie: Ktorá kvalita je vyššia?

Naopak:

Ktorá špecifikácia vyhovuje môjmu použitiu?

ACS, ISO a Ph. Eur.: Čo znamenajú ďalšie štandardy?

Okrem označení, ako je p.a., sa môžu na produkte nachádzať ďalšie údaje.

Obzvlášť často sa vyskytujú:

• ACS,
• ISO,
• Reag. Ph. Eur.

Tieto údaje poskytujú dodatočné informácie o tom, podľa akých požiadaviek bolo činidlo špecifikované.

ACS

ACS je skratka pre American Chemical Society.

Činidlá ACS spĺňajú definované špecifikácie pre analytické chemikálie. Súčasťou týchto špecifikácií môžu byť popri minimálnom obsahu aj rôzne limitné hodnoty pre nečistoty.

Označenie teda znamená viac ako len „veľmi čisté“.

Príklad z aktuálneho sortimentu Sigma-Aldrich: Kyselina trieslová sa ponúka ako „ACS reagent“ a okrem údajov o forme a kvalite má definované limitné hodnoty pre olovo, ťažké kovy, zinok a ďalšie parametre.

Pri tiomočovine ACS sa uvádza obsah hlavnej zložky ≥99,0 %. To opäť ukazuje, že ACS automaticky neznamená jednotnú čistotu napríklad 99,9 %. Rozhodujúce sú požiadavky týkajúce sa danej látky.

ISO

Pre rôzne analytické činidlá existujú požiadavky medzinárodných noriem.

Merck sa napríklad pri činidlách v analytickej chémii odvoláva na ISO 6353 a príslušné produkty označuje, keď spĺňajú dané požiadavky.

Reag. Ph. Eur.

Toto označenie sa vzťahuje na požiadavky Európskeho liekopisu (Ph. Eur.) na príslušné činidlá.

Môže byť obzvlášť dôležité, keď sa chemikálie používajú v liekopisných skúšobných postupoch.

Dôležité je aj tu:

Dodatočné normové označenie opisuje konkrétnu požiadavku pre konkrétnu oblasť použitia. Nemalo by sa interpretovať ako všeobecná známka kvality pre každé mysliteľné použitie.

Kvalita pre HPLC, GC a LC-MS: Prečo je rozhodujúce použitie

Pri inštrumentálnej analýze klasické označenia ako „čistý“ alebo „p.a.“ často nestačia.

Rozpúšťadlo môže byť chemicky veľmi čisté a napriek tomu spôsobovať rušivé signály pri citlivej meracej metóde.

Preto existujú kvality špecifické pre dané použitie, napríklad:

• kvalita pre HPLC,
• kvalita pre GC,
• kvalita pre LC-MS,
• kvalita pre UV,
• kvalita pre spektroskopiu,
• kvalita pre molekulárnu biológiu.

Kvalita pre HPLC

Pri vysokoúčinnej kvapalinovej chromatografii môžu byť okrem iného problematické:

• UV-aktívne nečistoty,
• častice,
• zvyšky po odparení,
• voda,
• rušivé organické vedľajšie zložky.

Preto sa rozpúšťadlá pre HPLC osobitne skúšajú na relevantné parametre.

Kvalita pre LC-MS

Pri kvapalinovej chromatografii spojenej s hmotnostnou spektrometriou môžu už veľmi malé množstvá ionizovateľných nečistôt viesť k signálom pozadia alebo nežiaducim píkom.

Tu môže byť bežná kvalita p.a. napriek dobrej chemickej čistote nevhodná.

Čo to znamená pre nákup?

Najprv by mala byť stanovená metóda – až potom kvalita.

Nie naopak.

Kto nakupuje pre citlivú inštrumentálnu analýzu, mal by cielene overiť, či výrobca špecifikuje vhodnosť pre danú metódu.

Prečo môžu byť nečistoty dôležitejšie ako celkové percento

Predpokladajme, že analyzujete chloridy.

Činidlo A obsahuje:

99,9 % hlavnej látky

ale obsah chloridov nie je špecifikovaný.

Činidlo B obsahuje:

99,5 % hlavnej látky

a má garantovanú veľmi nízku limitnú hodnotu chloridov.

Pre vaše stanovenie chloridov môže byť činidlo B bezpečnejšou voľbou.

To isté platí pri analýzach na:

• železo,
• olovo,
• meď,
• sodík,
• draslík,
• fosforečnan,
• síran,
• dusičnan,
• Ťažké kovy.

Čím nižšia je požadovaná medza detekcie, tým dôležitejšia je kvalita použitých činidiel.

To platí najmä v stopovej analýze: samotné činidlo sa môže stať relevantným zdrojom kontaminácie.

Ako správne čítať certifikát o analýze a špecifikáciu

Kto chce naozaj porovnávať stupeň čistoty, mal by rozlišovať dva dokumenty.

Špecifikácia produktu

Špecifikácia opisuje, aké požiadavky musí produkt spĺňať.

Napríklad:

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

Toto sú prípustné limity.

Certifikát o analýze – Certificate of Analysis

Certifikát o analýze (CoA) sa zvyčajne vzťahuje na konkrétnu šaržu a dokumentuje výsledky zistené pre túto šaržu.

Toto je dôležitý rozdiel.

Špecifikácia napríklad uvádza:

Železo: maximálne 5 ppm

Certifikát analýzy môže pre vašu šaržu uvádzať:

Železo: 1 ppm

Pri aplikáciách s vysokými požiadavkami na dokumentáciu by sa preto malo overiť, či je k dispozícii CoA špecifické pre danú šaržu.

Výrobcovia analytických činidiel okrem kariet bezpečnostných údajov často poskytujú produktové špecifikácie a certifikáty analýzy špecifické pre jednotlivé šarže. Spoločnosť Merck túto dokumentáciu výslovne uvádza ako súčasť svojho sortimentu činidiel.

Aký stupeň čistoty potrebujem?

Jednoduchá pomôcka:

Pre technické procesy

Často postačuje:

technická kvalita

ak malé množstvá sprievodných látok neovplyvňujú funkciu a nie sú predpísané žiadne iné špecifikácie.

Typické príklady môžu byť:

• čistenie,
• procesné pomocné látky,
• určité priemyselné reakcie,
• technické ošetrenie povrchov.

Pre všeobecné laboratórne práce

V závislosti od použitia môžu byť vhodné:

čistý, najčistejší alebo pre syntézu

Príklady:

• preparácie,
• kvalitatívne pokusy,
• vzdelávanie,
• jednoduché syntézy,
• všeobecné laboratórne práce.

Pre kvantitatívne chemické analýzy

Často vhodné:

p.a. alebo zodpovedajúca analytická kvalita

Najmä ak by nečistoty mohli ovplyvniť výsledok.

Pre analýzy podľa noriem

Skontrolujte, či sa výslovne vyžadujú:

• ACS,
• ISO,
• Reag. Ph. Eur.,
• iné štandardy špecifické pre danú metódu.

Pre HPLC

Vyberte:

Kvalita vhodná pre HPLC

ak sú rozpúšťadlá alebo činidlá súčasťou chromatografickej metódy.

Pre LC-MS

Použite:

Kvalita vhodná pre LC-MS

keď sú potrebné vysoká citlivosť a nízke chemické pozadie.

Pre stopovú analýzu

Tu by sa mala venovať osobitná pozornosť jednotlivým špecifikáciám nečistôt.

Všeobecný pojem ako „vysokočistý“ na to často nestačí.

Musí sa vždy kupovať najvyššia čistota?

Nie.

Vyššia alebo podrobnejšie špecifikovaná kvalita je často drahšia. Pre konkrétne použitie navyše nemusí priniesť žiadny merateľný prínos.

Ak sa napríklad činidlo používa výlučne na robustný technický proces, drahá analytická kvalita je možno zbytočná.

Na druhej strane sa pokus ušetriť niekoľko eur na analytickom činidle môže neskôr vyjsť draho, ak:

• merania sa musia opakovať,
• slepé hodnoty sú príliš vysoké,
• vyskytujú sa nevysvetliteľné píky,
• Šarže nie sú porovnateľné,
• Kontroly kvality zlyhávajú.

Ekonomicky najvýhodnejšia chemikália preto nie je automaticky najlacnejšia fľaša.

Je to najhospodárnejšia kvalita, ktorá spoľahlivo spĺňa všetky požiadavky daného použitia.

Typické chyby pri nákupe chemikálií

Porovnávanie iba percentuálnej hodnoty

99,9 % vyzerá lepšie ako 99,5 %. Bez poznania nečistôt je však toto porovnanie neúplné.

Automatické považovanie označenia „najčistejší“ za najvyššiu kvalitu

Samotné označenie nehovorí, či je produkt vhodný pre vašu konkrétnu analytickú metódu.

Nákup p.a. kvality na každé použitie

Ani to nie je rozumné. Pre mnohé technické procesy by táto kvalita bola zbytočná a ekonomicky nevýhodná.

Používanie technickej kvality na kvantitatívne analýzy

Nekontrolované sprievodné látky môžu ovplyvniť hodnoty slepých pokusov a výsledky merania.

Oddelené posudzovanie metódy a kvality činidla

Pre HPLC alebo LC-MS by sa mala zámerne zvoliť kvalita špecifikovaná na tento účel.

Neoverenie certifikátu analýzy

Pri citlivých procesoch alebo procesoch podliehajúcich povinnej dokumentácii nemusí všeobecný opis produktu postačovať.

Výmena rôznych šarží bez kontroly

Pri náročných aplikáciách môže byť rozumné porovnávať CoA a relevantné parametre pri výmene šarže.

Nákup iba podľa čísla CAS

Rovnaké číslo CAS znamená, že ide o rovnakú chemickú látku. Nehovorí však nič o tom, či majú dva produkty rovnakú čistotu a špecifikáciu.

Číslo CAS preto nikdy nenahrádza údaj o kvalite.

Praktický kontrolný zoznam pred objednaním

Skôr než sa rozhodnete, či zvoliť technickú, čistú, najčistejšiu alebo p.a. kvalitu, odpovedzte si na nasledujúce otázky:

• Na čo sa chemikália používa?
• Je to technický proces, alebo analýza?
• Stanovuje sa kvalitatívna alebo kvantitatívna hodnota?
• Aká presnosť merania sa vyžaduje?
• Existujú obzvlášť kritické nečistoty?
• Aká je medza detekcie metódy?
• Je v metóde predpísaná určitá kvalita?
• Musí produkt spĺňať požiadavky ACS, ISO alebo liekopisu?
• Používa sa HPLC, GC alebo LC-MS?
• Je potrebný certifikát analýzy pre konkrétnu šaržu?
• Aká čistota je zaručená?
• Ktoré jednotlivé nečistoty sú špecifikované?
• Používa sa činidlo pravidelne, alebo len raz?
• Odôvodňuje použitie kvalitu s presnejšou špecifikáciou?

Jedno jediné označenie na etikete neposkytne odpoveď na tieto otázky.

Označenia technický, čistý, najčistejší a p.a. sú len orientačné – konečné rozhodnutie by malo vychádzať z konkrétnej špecifikácie a účelu použitia.

Práve pri analytických aplikáciách sa preto oplatí pozrieť sa ďalej ako na percentuálny obsah hlavnej zložky. Limitné hodnoty rušivých iónov, kovov, vody alebo organických nečistôt môžu byť pre výsledok oveľa dôležitejšie ako otázka, či je na fľaši uvedené 99,5 % alebo 99,9 %.