Что представляет собой количественное определение по поглощению в инфракрасной области?

Единственной фармакопеей, рекомендующей количественное определение по поглощению в инфракрасной области, остается Фармакопея США XVII. Принципы количественного анализа в инфракрасной области те же, что и в ультрафиолетовой или в видимой области.

Любое поглощение, не связанное с поглощением основного компонента, носит название постороннего поглощения, или поглощения фона. При инфракрасных измерениях такое поглощение может быть значительным, и поэтому установлению нулевой линии и линии 100% пропускаемости придается особое значение.

Для большинства приборов неопределенность нулевой линии обычно небольшая и она уменьшается по мере увеличения чувствительности прибора к сигналам низкой интенсивности.

При установлении линии 100% пропускаемости некоторые отклонения могут быть вызваны влиянием паров воды, которые могут конденсироваться на стенках кюветы при испарении растворителей. Толщина кюветы при количественных определениях приобретает особое значение, так как работают с концентрированными растворами в слое от 1 мм и менее. Даже при тщательном подборе кювет не всегда удается обеспечить одинаковую толщину слоя. Поэтому на практике линия отсчета 100% пропускаемое^TM устанавливается несколько произвольно (рис. 27).

Для измерения пропускаемое определяют интенсивность лучей, прошедших через образец и через контроль. На спектре эта зависимость изображается линейно, поэтому измеряют расстояние на диаграмме от 0% пропускаемое^TM до кривой поглощения образца, которое относят к расстоянию от 0 до 100% пропускаемости, откуда при измерении абсолютных величин получают: A=lg 100/I.

При условии, что любое постороннее поглощение изменяется линейно в зависимости от концентрации анализируемого вещества, условно принимают за линию 100% пропускаемости расстояние от 0% до минимума кривой. В этом случае зависимость имеет вид: A = lg Io/I.

Неточный выбор 100% линии не нарушает линейной зависимости, а только изменяет величину отрезка на графике поглощение-концентрация.

При измерениях часто используют метод определения так называемой основной базовой линии. Для этого на отрезке кривой спектра выбирают три точки, которые обычно, но не обязательно, соответствуют максимуму и двум минимумам. Проводят между двумя точками, лежащими вне кривой, прямую линию и измеряют высоту спектра между максимумом и произвольно проведенной основной линией. В таком случае A = lg Io/I.

Следует учитывать, что при определениях по данному методу все измерения должны быть выполнены точно при одних и тех же частотах, если даже имеются отклонения в спектре исследуемого вещества. Ошибки, вызванные небольшим изменением в положении измерений, будут наименьшими, если точки действительно соответствуют максимумам и минимумам. Если другие вещества поглощают в измеряемой области и характер этого поглощения неизвестен, применение метода может дать неправильные результаты.

Вместо того чтобы полагаться на линейную зависимость закона Беера и применять соответствующие уравнения, часто более точным и удобным является сравнение поглощения образца с поглощением стандартного образца, определенного в одно и то же время, при одних и тех же условиях. Идентичность условий, при которых производятся измерения, делает возможным достигать точность определения более чем 1%.

Наиболее разработанными являются методики количественного определения в растворах. Для уменьшения взаимодействия между растворенным веществом и растворителем рекомендуют применять неполярные жидкости: сероуглерод, хлороформ, четыреххлористый углерод. Реже используют пиридин, диметилформамид. Так как каждый из этих растворителей имеет характерные полосы поглощения, количественные измерения проводят в узкой части спектра, где растворитель имеет наилучшую пропускаемость.

Растворяют около 200 мг диакарба (точная навеска) в небольшом объеме пиридина в 10 мл мерной колбе, доводят раствор пиридином до метки и перемешивают. Таким же образом растворяют точную навеску стандартного образца Диакарба в пиридине для получения концентрации около 20 мг в 1 мл. Одновременно определяют поглощения обоих растворов в кювете толщиной 0,1 мм при длине волны максимума поглощения около 7,38 \х на подходящем инфракрасном спектрофотометре, используя пиридин в качестве контроля. Рассчитывают содержание в миллиграммах, C₄H₆N₄O₃S₂ в части взятого на анализ диакарба по формуле 10 С*А/А_с, в которой С - концентрация в мг/мл стандартного образца, А и А_с - соответственно поглощения испытуемого раствора и стандартного образца.

Количественное определение твердых веществ более сложно, чем растворов, так как, если твердое тело распределено неравномерно в дисперсии, могут возникнуть отклонения от закона Беера. При условии постоянной толщины слоя количественный анализ можно производить со взвесями. Для контроля толщины слоя иногда в качестве промежуточных стандартов используют вещества, имеющие характерные полосы поглощения, как, например, роданид калия или карбонат кальция.

Подробное рассмотрение ошибок, возникающих при спектроскопических количественных определениях, может быть найдено у Robinson, а также в специальных руководствах.