Повідомлення

Дві пляшки містять одну й ту саму речовину. На одній написано «technisch», на іншій — «p.a.». CAS-номер однаковий, чистота на перший погляд відрізняється, можливо, лише на кілька десятих відсотка — а от ціна значно.

Який варіант справді потрібен?

Відповідь залежить не стільки від того, який ступінь чистоти взагалі «кращий», скільки від того, для чого використовуватимуть хімічну речовину. Для технічного очищення високочиста аналітична якість може бути непотрібною. Натомість під час кількісного визначення навіть дуже малі домішки можуть спотворити результат.

Цей посібник пояснює найважливіші позначення чистоти для хімічних речовин і показує, на що насправді варто звертати увагу при порівнянні технічної якості, rein, reinst і p.a..

Зміст

Що означає ступінь чистоти для хімічних речовин?

Ступінь чистоти, якщо спростити, показує, яку частку цільової речовини містить продукт і які домішки є допустимими.

Отже, продукт із зазначеною чистотою ≥99 % містить щонайменше специфіковану частку основного компонента. Решта складників можуть бути, наприклад:

• вода,
• інші неорганічні або органічні сполуки,
• Метали,
• Солі,
• Побічні продукти реакції,
• Залишки з виробництва,
• Сліди розчинників.

Тому для застосування важливим є не лише те, скільки основної речовини міститься в продукті, а й те, що міститься в частках, які залишилися.

Саме в цьому полягає відмінність між багатьма рівнями якості.

У високоякісних аналітичних реактивах часто вказують у специфікаціях не лише мінімальний вміст, а й численні окремі домішки. Merck, наприклад, для своєї аналітичної якості EMSURE® наводить специфікації, що охоплюють до приблизно 70 перевірюваних параметрів; багато з цих продуктів відповідають вимогам ACS, ISO чи Reag. Ph. Eur. або перевищують їх.

Це демонструє важливий момент:

Чистота — це не просто відсоткове значення. Це профіль специфікації.

Чому 99 % не означає автоматично 99 %

Візьмімо два продукти, кожен з яких має:

Чистота ≥99,0 %

На папері вони виглядають однаково. Для аналізу вони все одно можуть бути зовсім по-різному придатними.

У першому продукті решта — максимум 1 % — може складатися переважно з води та некритичних для застосування компонентів.

У другому можуть бути присутні сліди саме тих металів або іонів, які ви пізніше хочете визначити.

Практичний приклад:

Ви хочете визначити залізо у слідових концентраціях. Реактив може мати дуже високий загальний вміст і все одно не підходити для цього завдання, якщо його вміст заліза недостатньо низький або взагалі не специфікований.

І навпаки, для технічного процесу, у якому кілька десятих відсотка некритичної домішки не мають значення, не обов'язково застосовувати дорогий аналітичний реактив.

Те, що специфікація не обмежується загальним вмістом, видно також на прикладі комерційних ACS-реактивів: для лимонної кислоти з чистотою ≥99,5 % додатково наводяться, наприклад, граничні значення для хлоридів, фосфатів, сульфатів, заліза та свинцю.

Тому при покупці ніколи не варто порівнювати лише найбільше відсоткове значення на сторінці продукту.

Технічна якість: коли її достатньо?

Позначення «технічний» зазвичай використовують для хімічних речовин, призначених для технічних і промислових застосувань, у яких не потрібна аналітична чистота реактиву.

Типовими сферами застосування можуть бути:

• технічне очищення,
• промислові процеси,
• виробництво,
• оброблення поверхонь,
• певні синтези,
• технологічні допоміжні засоби,
• Застосування, у яких незначні супутні речовини не мають суттєвого впливу.

Технічна якість не означає автоматично «погану якість».

Вона означає радше, що специфікація орієнтована на інше призначення.

Технічний продукт може, наприклад, мати високий вміст основної речовини, але водночас мати менш суворо специфіковані супутні компоненти, ніж аналітичний реактив.

Тому навіть у професійній торгівлі хімічними речовинами можна знайти продукти технічної якості з високими номінальними показниками чистоти. Carl ROTH пропонує, наприклад, етанол із чистотою ≥98 % як продукт технічної якості, тоді як інші розчинники з того самого асортименту пропонуються з вищими аналітичними специфікаціями.

Коли технічна якість може бути доцільною?

Якщо ваше застосування:

• не передбачає кількісного слідового аналізу,
• стійке до незначних домішок,
• не пред'являє фармакопейних або нормативних вимог,
• призначене передусім для технічного процесу,
• потрібні більші обсяги і економічність важлива,

технічна якість може бути цілком достатньою.

Коли слід бути обережним?

Технічну якість не варто обирати лише через нижчу ціну, якщо:

• результати вимірювань залежать від цього,
• домішки можуть впливати на реакцію,
• речовина використовується для приготування стандартів,
• використовуються чутливі аналітичні прилади,
• регуляторні вимоги вимагають певної якості.

Що означає «rein»?

Позначення «rein» часто можна зустріти на лабораторних і технічних хімікатах.

Воно зазвичай вказує на вищу або чіткіше визначену якість, ніж суто технічна продукція, але саме по собі ще недостатньо свідчить про те, чи придатний продукт для конкретного аналізу.

Вирішальний момент:

Такі позначення, як «rein», завжди слід розглядати разом із конкретною специфікацією продукту.

Продукт може бути позначений, наприклад, так:

≥99 %, rein

Тоді ви спочатку знаєте мінімальний вміст. Для аналітичного застосування потрібно додатково знати, які супутні компоненти контролюються.

Типові застосування

Хімікати класу «rein» можуть, зокрема, підходити для:

• загальні лабораторні роботи,
• препаративні роботи,
• прості синтези,
• навчальні цілі,
• технічні лабораторні застосування,
• процеси без жорстких вимог до слідових домішок.

Однак чи підходять вони для вашого конкретного завдання, визначає не слово «rein», а специфікація.

Що означає «reinst»?

«Reinst» спершу звучить як найвищий можливий рівень якості. Саме таке тлумачення може стати проблематичним під час закупівлі.

Це позначення виробники використовують для особливо чистих сортів, але воно не є автоматично тотожним певному міжнародному аналітичному стандарту.

Продукт із позначенням «reinst» може мати дуже високий вміст основної речовини і чудово підходити для певних застосувань. Однак варто перевірити:

• Який ступінь чистоти справді гарантується?
• Які домішки зазначено в специфікації?
• Чи є граничні значення для металів?
• Чи є граничні значення для аніонів?
• Чи визначається вміст води?
• Чи є залишок після випаровування?
• Які методи випробувань були застосовані?
• Чи надається сертифікат аналізу для конкретної партії?

Carl ROTH, наприклад, пропонує одні продукти, прямо позначені як «reinst», а інші з тих самих груп речовин — як «p.a., ACS» або «p.a., ACS, ISO». Це показує, що ці терміни описують різні профілі специфікацій, а не просто лінійну ієрархію.

Що означає p.a.?

p.a. означає pro analysi — тобто, за змістом, «для аналізу».

Хімікати цієї якості призначені для аналітичного застосування і зазвичай мають значно чіткіше визначені специфікації щодо відповідних домішок.

Залежно від продукту можуть контролюватися:

• важкі метали,
• Залізо,
• хлорид,
• Сульфат,
• Фосфат,
• Нітрат,
• нерозчинні компоненти,
• залишок після випаровування,
• вміст води,
• вміст кислоти або основи,
• інші супутні речовини, що заважають.

Отже, перевага не обов’язково полягає в тому, що основний компонент завжди має значно вищу концентрацію.

Справжня перевага полягає ось у чому:

Ви точніше знаєте, що ще може міститися, окрім основного компонента.

Для хімічних аналізів ця інформація часто важливіша, ніж різниця між, наприклад, 99,0 і 99,5 % загального вмісту.

Carl ROTH прямо описує розчини лугів класу p.a. як такі, що забезпечують відтворювані результати в хімічному аналізі, наукових дослідженнях, розробках і контролі якості.

Чи завжди p.a. є чистішим за «найчистіший»?

Не обов’язково.

Це, мабуть, найважливіший пункт цієї статті.

Терміни не можна сприймати як шкільні оцінки:

технічний → чистий → найчистіший → p.a.

Так просто це не працює.

Продукт класу «найчистіший» може, наприклад, мати дуже високий вміст основної речовини. Продукт класу p.a. може мати подібний або навіть номінально нижчий вміст основної речовини, але водночас відповідати значно суворішим граничним значенням для аналітично значущих домішок.

Тому який варіант кращий, залежить від застосування.

Приклад

Продукт A:

≥99,9 %, найчистіший

Продукт B:

≥99,5 %, p.a.

Якщо орієнтуватися лише на вміст основної речовини, продукт A виглядає краще.

Якщо ж продукт B додатково гарантує надзвичайно низькі граничні значення для хлоридів, сульфатів, заліза та важких металів, і ви хочете аналітично визначити саме ці параметри, продукт B може бути значно кращим вибором.

Отже, правильне питання звучить не так: «Яка якість вища?»

А:

Яка специфікація підходить для мого застосування?

ACS, ISO та Ph. Eur.: що означають додаткові стандарти?

Окрім термінів на кшталт p.a., на продукті можуть бути й інші позначення.

Особливо часто зустрічаються:

• ACS,
• ISO,
• Reag. Ph. Eur.

Ці дані дають додаткову інформацію про те, за якими вимогами специфіковано реагент.

ACS

ACS — це абревіатура від American Chemical Society.

Реагенти ACS відповідають визначеним специфікаціям для аналітичних хімічних речовин. Окрім мінімального вмісту, такі специфікації можуть містити різні граничні значення для домішок.

Тому це позначення означає більше, ніж просто «дуже чистий».

Приклад із поточного асортименту Sigma-Aldrich: танінова кислота пропонується як «ACS reagent» і, окрім відомостей про форму та якість, має визначені граничні значення для свинцю, важких металів, цинку та інших параметрів.

Щодо ACS-тіосечовини, своєю чергою, зазначено вміст основної речовини ≥99,0 %. Це ще раз показує, що ACS не означає автоматично універсальну чистоту, наприклад 99,9 %. Вирішальними є вимоги до конкретної речовини.

ISO

Для різних аналітичних реагентів існують вимоги міжнародних стандартів.

Merck, наприклад, посилається на ISO 6353 для реагентів в аналітичній хімії та маркує відповідні продукти, якщо вони відповідають вимогам цього стандарту.

Reag. Ph. Eur.

Це маркування стосується вимог Європейської фармакопеї (Ph. Eur.) до відповідних реагентів.

Воно може бути особливо важливим, коли хімічні речовини використовуються у фармакопейних методах випробувань.

І тут важливо:

Додаткове позначення згідно зі стандартом описує певну вимогу для певної сфери застосування. Його не слід сприймати як загальний знак якості для будь-якого можливого застосування.

Класи чистоти HPLC, GC та LC-MS: чому вирішальне значення має застосування

В інструментальній аналітиці таких класичних позначень, як «чистий» або «p.a.», часто недостатньо.

Розчинник може бути хімічно дуже чистим і все одно спричиняти заважаючі сигнали у чутливому методі вимірювання.

Тому існують спеціалізовані класи чистоти для конкретних застосувань, наприклад:

• клас HPLC,
• клас GC,
• клас LC-MS,
• клас УФ,
• клас для спектроскопії,
• клас для молекулярної біології.

Клас HPLC

У високоефективній рідинній хроматографії проблематичними можуть бути, зокрема:

• УФ-активні домішки,
• частинки,
• залишки після випаровування,
• вода,
• органічні супутні компоненти, що заважають,

Тому розчинники для HPLC спеціально перевіряються на відповідні параметри.

Клас LC-MS

У рідинній хроматографії, поєднаній із мас-спектрометрією, навіть дуже незначні здатні до іонізації домішки можуть призводити до фонових сигналів або небажаних піків.

Тут звичайний клас p.a. може бути непридатним, попри хорошу хімічну чистоту.

Що це означає для закупівлі?

Спочатку має бути встановлений метод, а вже потім — якість.

Не навпаки.

Той, хто купує реактиви для чутливого інструментального аналізу, має спеціально перевіряти, чи вказує виробник придатність для відповідного методу.

Чому домішки можуть бути важливішими за загальний відсоток

Припустімо, ви проводите аналіз на хлориди.

Реактив A містить:

99,9 % основної речовини

але вміст хлоридів не зазначено.

Реактив B містить:

99,5 % основної речовини

і має гарантовано дуже низький граничний рівень хлоридів.

Для вашого визначення хлоридів реактив B може бути надійнішим вибором.

Те саме стосується й аналізів на:

• Залізо,
• Свинець,
• Мідь,
• Натрій,
• Калій,
• Фосфат,
• Сульфат,
• Нітрат,
• Важкі метали.

Чим нижча бажана межа виявлення, тим важливішою стає якість використовуваних реактивів.

Це особливо важливо у слідовому аналізі: реактив сам може стати суттєвим джерелом забруднення.

Як правильно читати сертифікат аналізу та специфікацію

Той, хто справді хоче порівняти ступінь чистоти, має розмежовувати два документи.

Специфікація продукту

Специфікація описує, яким вимогам має відповідати продукт.

Наприклад:

• Вміст ≥99,5 %,
• Хлорид ≤0,001 %,
• Сульфат ≤0,002 %,
• Залізо ≤3 ppm.

Це допустимі межі.

Сертифікат аналізу – Certificate of Analysis

Сертифікат аналізу (CoA) зазвичай стосується конкретної партії та документує результати, отримані для цієї партії.

Це важлива відмінність.

Специфікація, наприклад, зазначає:

Залізо: максимум 5 ppm

Сертифікат аналізу може зазначати для вашої партії:

Залізо: 1 ppm

Тому для застосувань із високими вимогами до документації слід перевіряти, чи доступний CoA для конкретної партії.

Виробники аналітичних реактивів, окрім паспортів безпеки, часто надають специфікації продукції та сертифікати аналізу для конкретних партій. Merck прямо називає цю документацію складовою частиною свого асортименту реактивів.

Який ступінь чистоти мені потрібен?

Простий орієнтир:

Для технологічних процесів

Часто достатньо:

технічна якість

коли незначні супутні домішки не впливають на функцію та не передбачені інші специфікації.

Типовими прикладами можуть бути:

• очищення,
• технологічні допоміжні засоби,
• певні промислові реакції,
• технічна обробка поверхонь.

Для загальних лабораторних робіт

Залежно від застосування можуть бути придатними:

чистий, особливо чистий або для синтезу

Приклади:

• препаративні роботи,
• якісні досліди,
• навчання,
• прості синтези,
• загальні лабораторні роботи.

Для кількісних хімічних аналізів

Часто доцільно:

p.a. або відповідна аналітична якість

Особливо коли домішки можуть вплинути на результат.

Для аналізів згідно зі стандартами

Перевірте, чи вони прямо вимагаються:

• ACS,
• ISO,
• Reag. Ph. Eur.,
• інші стандарти, специфічні для методу.

Для HPLC

Оберіть:

Якість, придатна для HPLC

коли розчинники або реактиви є частиною хроматографічного методу.

Для LC-MS

Використовуйте:

Якість, придатна для LC-MS

коли потрібні висока чутливість і низький хімічний фон.

Для слідового аналізу

Тут слід особливо звертати увагу на специфікації окремих домішок.

Для цього часто недостатньо такого загального терміна, як «високочистий».

Чи завжди потрібно купувати найвищий ступінь чистоти?

Ні.

Вища або детальніше специфікована якість часто коштує дорожче. Крім того, для конкретного застосування вона може не давати жодної вимірюваної переваги.

Якщо, наприклад, реактив використовується виключно у стійкому технологічному процесі, дорога аналітична якість, можливо, непотрібна.

З іншого боку, спроба заощадити кілька євро на аналітичному реактиві згодом може обійтися дорого, якщо:

• вимірювання доводиться повторювати,
• холості значення занадто високі,
• виникають незрозумілі піки,
• партії не є порівнянними,
• Перевірки якості зазнають невдачі.

Тому економічно найдоцільніший хімікат — це не обов'язково найдешевша пляшка.

Це найекономніший клас якості, який надійно відповідає всім вимогам застосування.

Типові помилки при купівлі хімічних речовин

Порівнювати лише відсоткове значення

99,9 % виглядає краще, ніж 99,5 %. Однак без знання про домішки це порівняння неповне.

Автоматично тлумачити «найчистіший» як найвищу якість

Позначення саме по собі не показує, чи підходить продукт для вашого конкретного методу аналізу.

Купувати p.a. для кожного застосування

Це також не має сенсу. Для багатьох технічних процесів така якість була б непотрібною та економічно недоцільною.

Використовувати технічний клас для кількісних аналізів

Неконтрольовані супутні речовини можуть впливати на значення холостих проб і результати вимірювань.

Розглядати метод і якість реагенту окремо

Для HPLC або LC-MS слід спеціально обирати призначений для цього клас якості.

Не перевіряти сертифікат аналізу

Для чутливих процесів або процесів, що вимагають документації, загального опису продукту може бути недостатньо.

Замінювати різні партії без перевірки

У вимогливих застосуваннях може бути доцільно порівнювати CoA та відповідні параметри при зміні партії.

Купувати лише за CAS-номером

Однаковий CAS-номер означає, що це та сама хімічна речовина. Однак він нічого не говорить про те, чи мають два продукти однакову чистоту та специфікацію.

Тому CAS-номер ніколи не замінює вказівку на якість.

Практичний чек-лист перед замовленням

Перш ніж обирати між технічним, чистим, найчистішим або p.a., дайте відповіді на такі запитання:

• Для чого використовується ця хімічна речовина?
• Це технічний процес чи аналіз?
• Чи визначається якісний або кількісний показник?
• Яка потрібна точність вимірювання?
• Чи є особливо критичні домішки?
• Яка межа виявлення методу?
• Чи прописана в методі певна якість?
• Чи має продукт відповідати вимогам ACS, ISO або фармакопеї?
• Чи використовуються HPLC, GC або LC-MS?
• Чи потрібен сертифікат аналізу для конкретної партії?
• Яка чистота гарантується?
• Які окремі домішки зазначені в специфікації?
• Чи використовується реагент регулярно чи лише один раз?
• Чи виправдане використання якості з вищими специфікаціями?

Одне-єдине слово на етикетці не дає відповіді на ці запитання.

Технічний, чистий, найчистіший і p.a. — це орієнтири; остаточне рішення має ґрунтуватися на конкретній специфікації та меті застосування.

Тому саме для аналітичних застосувань варто дивитися не лише на основний відсотковий вміст. Граничні значення для заважальних іонів, металів, води або органічних домішок можуть бути значно важливішими для результату, ніж питання, чи на пляшці написано 99,5 % чи 99,9 %.