Analýza anorganických látek - Analytické parametry a metodologie v AAS

5.3 Analytické parametry a metodologie v AAS

5.3.1 Detekční schopnost a citlivost metody

5.3.2 Pracovní rozsah a postupy standardizace

5.3.3 Kontrola a zabezpečení kvality výsledků

5.3.4 Metodiky analýzy anorganických látek a doporučená literatura

💡 Kompletní obsah naleznete v odborné publikaci Analýza anorganických látek a v jejím dodatku Analýza anorganických látek – nové směry, kterou můžete zakoupit přímo u vydavatele 2 THETA, prostřednictvím LabRulez nebo v mnoha knihkupectvích.

Analytické parametry a metodologie v AAS

Detekční schopnost a citlivost metody

Mez postřehu (detekční limit - limit of detection, LOD) a charakteristické množství či koncentrace jsou základními parametry, které charakterizují detekční sílu a citlivost metody AAS. Citlivost metody je zpravidla definována jako směrnice kalibrační křivky (závislosti analytického signálu na koncentraci analytu). V atomové absorpční spektrometrii byla konvencí ustanovena veličina charakteristické množství nebo koncentrace, to podle toho v jaké doméně látkového množství či koncentrace se pracuje. Podle definice je charakteristické množství či koncentrace rovna množství či koncentraci analytu, která vyvolá při
měření jednoprocentní zeslabení specifického záření (absorpci 1%),

Detekční síla metody je ovlivněna vedle citlivosti metody zásadně tím, na jaké absorbanční úrovni je ještě možné odlišit signál analytu od šumu základní linie fotometrického signálu. Na obrázku níže je ukázáno, jak šum základní linie ovlivňuje mez postřehu metody při stejné hodnotě charakteristického množství. Instrumentální mez postřehu je pak definována podle IUPAC jako koncentrační ekvivalent (ekvivalent látkového množství) trojnásobku standardní odchylky šumu základní linie. Pro celkovou analytickou proceduru je mez postřehu samozřejmě určována trojnásobkem standardní odchylky fluktuace hodnot slepých pokusů.

2 THETA: Obr. Srovnání hodnot mezí postřehu

Pracovní rozsah a postupy standardizace

Atomová absorpční spektrometrie je relativní metodou měření. Podstatnou částí analytického postupu je srovnávací měření neznámých vzorků se vzorky referenčními, standardními. Nevýhodou je, že musí být vždy prováděna standardizace (kalibrace). Naproti tomu se porovnávacím měřením mohou snadno eliminovat dlouhodobější fluktuace podmínek měření.

Velmi důležitou charakteristikou měření v AAS je tzv. pracovní rozsah. Ten je definován jako rozmezí koncentrací analytu, které postihuje vhodné hodnoty absorbancí pro uskutečnění praktické analýzy. Je velmi obtížné přesně specifikovat tento rozsah, protože analytické potřeby jsou mnohdy velmi rozdílné. Obvykle odpovídá pracovní rozsah intervalu hodnot absorbancí v rozmezí 0,1 - 0,8. Celkový pracovní rozsah je ve srovnání s jinými spektroskopickými metodami (zvláště atomové emisní spektroskopie) velmi úzký. Typicky postihuje asi 1,5 násobek koncentračního řádu. Přibližné hodnoty pracovních rozsahů pro jednotlivé prvky jsou tabelovány v příručkách výrobců instrumentace.

Kontrola a zabezpečení kvality výsledků

Kontrola a zabezpečení kvality výsledků (QC - quality control, QA - quality assurance) je významnou součástí práce v analytické laboratoři, tedy i v laboratoři pracující metodou AAS. V současné době je její provádění podstatnou podmínkou pro akreditaci laboratoří. Řídí se závaznými národními normami řady ČSN 45000, které jsou sjednocovány s normami Evropské unie a normami ISO řady 9000. Kontrola se týká především správné laboratorní praxe, správné přípravy vzorků, testování vlivu matrice vzorku, kontroly správnosti standardizace, testování krátkodobé i dlouhodobé (regulační diagramy) stability (kvality) výsledků. Provádí se analýzou referenčních materiálů, vnitřních standardů a kontrolních vzorků. K ověřování správnosti jsou laboratoře zařazovány do mezilaboratorních testů (proficiency tests).

Moderní přístroje bývají vybaveny počítačovými programy, které umožňují provádět všechny předepsané operace QA/QC automaticky (rekalibrace, analýza kontrolních vzorků, analýza návratnosti - spike recovery test, ap.). Kontrolní operace zahrnují postupy, které ověřují, zda přístroj i analytická metoda sama pracují správně. Při analýze vzorků o neznámém složení je totiž velice obtížné zjišťovat chybové stavy. Úlohou kontrolních mechanismů je samozřejmě také minimalizovat ztráty času a dat. Jako diagnostický nástroj pro ověřování správné funkce přístroje slouží zjištěný údaj o charakteristické koncentraci, jejíž hodnota by měla ležet v pásmu ±20% odchylky od očekávané hodnoty udané výrobcem. Kontrola je též orientována na průběžné zjišťování správnosti a přesnosti výsledků, na jejichž základě (případných odchylkách) může moderní instrumentace podle předem naprogramovaných příkazů korigovat celý průběh analýzy (rekalibrace, opakovaná nebo zpřesněná měření, automatické ředění, vylučování odlehlých výsledků, rekondicionace přístroje, zastavení provozu přístroje atd.).

Metodiky analýzy anorganických látek a doporučená literatura

Anorganické látky zahrnují celou řadu nejrůznějších materiálů geologických, metalurgických, keramických, stavebních, silikátových, zemědělských, průmyslových odpadů, dále materiálů pro moderní technologie, anorganických chemikálií atp.. V těchto materiálech mohou být stanovovány metodou AAS jak základní, minoritní, tak i stopové a ultrastopové koncentrace nejrůznějších analytů. Rozsah možností není možné proto zahrnout do této knihy. Obecně jsou vzorky analyzovány AAS ve formě roztoků, s výjimkou postupů přímé stopové a ultrastopové analýzy v elektrotermickém atomizátoru. K přípravě roztoků vzorků lze podle jejich chemické povahy, rozpustnosti a obtížnosti rozkladu atd. použít různé postupy kyselého, bazického, oxidačního tavení, rozklady minerálními kyselinami (kyselinou chlorovodíkovou, fluorovodíkovou, dusičnou, sírovou a fosforečnou) nebo jejich směsmi [Kap. 13] v otevřených i uzavřených tlakových systémech a autoklávech. AAS je poměrně robustní metodou dovolující analyzovat i roztoky vzorků obsahující poměrně vysoké koncentrace matričních solí a některých často problematických kyselin použitých pro rozklad vzorků (kyselinu fluorovodíkovou, sírovou a fosforečnou). Důležité informace týkající se určitého typu analyzovaného materiálu a druhu analytu je možné vyhledat v příslušné materiálově či problémově orientované literatuře.