AAS 분석 Na 농도를 NaCl 농도로 변환 시료의 표시 함량 대비 실제 함량 계산

Q.

Flame photometry로 Na의 양을 측정하기 위해 0.95 %w/v NaCl을 다음과 같이 희석하였다.

(i) 샘플 10 mL을 물로 250 mL까지 희석했다.

(ii) 희석한 샘플 10 mL을 물로 200 mL까지 희석했다.

샘플에는 Na 0.74 mg/100 mL을 포함한다.

원자 질량: Na = 23 Cl = 35.5

 

A.

AAS - Flame photometry(불꽃광도법)를 이용해 시료 내 나트륨(Na)의 함량을 계산하는 전형적인 제약 분석 문제다.

제형 또는 순수한 약물 용액으로부터 추출물을 측정하기 위해서는 측정에 사용되는 기구의 작동 범위 안에 포함되게 희석해야만 한다. 따라서 희석 요인의 이해는 분석 데이터에 기초한 계산에서 기본적이다.

1단계. 문제 이해 및 목표 설정

분석 대상은 0.95 %w/v NaCl 용액이다.
즉, 100 mL 속에 0.95 g의 NaCl이 들어 있다는 의미이다.
이를 실제로 분석했을 때, 기기가 검출한 Na의 농도가 0.74 mg/100 mL로 나타났다.
이 값은 두 번의 연속 희석 후의 결과이므로, 실제 원액의 농도를 복원해야 한다.

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2단계. 희석 비율(Dilution Factor) 계산

(i) 첫 번째 희석: 10 mL를 250 mL로 희석
→ 희석비 = 250 ÷ 10 = 25배

(ii) 두 번째 희석: 희석된 용액 10 mL를 200 mL로 다시 희석
→ 희석비 = 200 ÷ 10 = 20배

총 희석비 = 25 × 20 = 500배

따라서 측정된 0.74 mg/100 mL은 원래 용액의 1/500 농도에 해당한다.

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3단계. 원액의 Na 농도 계산

Na의 실제 농도는 다음과 같다.
0.74 mg/100 mL × 500 = 370 mg/100 mL

즉, 원래의 주사제(injection) 속에 Na 370 mg/100 mL가 포함되어 있다.

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4단계. Na 농도를 NaCl 농도로 변환

Na는 염화나트륨(NaCl)의 일부이므로, Na의 질량에서 NaCl의 전체 질량을 구하려면 분자량 비율을 적용한다.

NaCl 분자량 = 23 + 35.5 = 58.5
비율 = 58.5 ÷ 23 = 2.543

Na 농도(370 mg/100 mL)에 이 비율을 곱한다.
370 × 2.543 = 941 mg/100 mL

즉, 시료 속 NaCl 농도는 941 mg/100 mL,
이는 0.941 g/100 mL로 표현되며, 0.941 %w/v가 된다.

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5단계. 시료의 표시 함량 대비 실제 함량 계산

표시 함량(stated content)은 0.95 %w/v이다.
실제 측정값은 0.941 %w/v이므로, 다음과 같이 백분율로 비교한다.

(0.941 ÷ 0.95) × 100 = 99.1 %

즉, 실제 함량은 표시된 함량의 약 99.1 %로,
분석 오차 범위 내에서 적합한 결과로 판단된다.

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6단계. 분석적 의미

이 계산은 Flame photometry가 정량적 분석에 사용될 때,
희석과 농도 변환이 얼마나 중요한지를 보여준다.
특히 Na와 Cl 같은 이온성 화합물의 경우,
기기가 측정하는 것은 Na 이온의 광도 신호이므로,
이를 NaCl의 전체 질량으로 환산하기 위해 반드시 분자량 비율 변환이 필요하다.

또한, 두 번의 단계적 희석은 검출기(photometer)의 **선형 범위(linearity range)**를 확보하기 위한 것으로,
직접 측정 시 기기 감도가 포화되지 않도록 하기 위한 실무적 조치다.

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7단계. QC 관점에서의 해석

0.95 %w/v 표준용액 대비 99.1 %의 결과는,
제약 QC 기준에서 ±2% 허용 오차 내에 해당하므로 합격이다.
이러한 결과는 샘플 준비, 희석, 기기 교정이 올바르게 수행되었음을 의미한다.

 

 

 

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