Kaj je kalibracijska krivulja?

Umeritvena krivulja je metoda, ki se uporablja v analitični kemiji za določanje koncentracije neznane raztopine vzorca. To je graf, ustvarjen z eksperimentalnimi sredstvi, s koncentracijo raztopine, ki je izrisana na osi x, in opazovana spremenljivka – na primer absorbanca raztopine – izrisana na osi y. Krivulja je sestavljena z merjenjem koncentracije in absorbance več pripravljenih raztopin, imenovanih kalibracijski standardi. Ko je krivulja narisana, lahko koncentracijo neznane raztopine določimo tako, da jo postavimo na krivuljo na podlagi njene absorbance ali druge opazne spremenljivke.

Kemične raztopine absorbirajo različne količine svetlobe glede na njihovo koncentracijo. To dejstvo je kvantificirano v enačbi, znani kot Beerov zakon, ki kaže linearno razmerje med absorbanco svetlobe raztopine in njeno koncentracijo. Raziskovalci lahko izmerijo absorbanco raztopine z uporabo laboratorijskega instrumenta, imenovanega spektrofotometer. Ta proces kot celota se imenuje spektrofotometrija.

Spektrofotometrija je lahko uporabna pri določanju koncentracije neznane raztopine. Na primer, če ima raziskovalec vzorec rečne vode in želi izvedeti njeno vsebnost svinca, jo lahko določi s spektrofotometrom za izris kalibracijske krivulje. Prvič, raziskovalec ustvari več standardnih raztopin svinca, od manj do bolj koncentriranih. Ti vzorci se dajo v spektrofotometer, ki za vsakega zabeleži različno absorbanco.

Eksperimentalno določene vrednosti absorbance so narisane na grafu glede na znano koncentracijo vsakega kalibracijskega standarda. Ustvari se nabor točk, ki bi moral biti v primeru absorbance zaradi Beerovega zakona približno linearen. Za povezavo teh podatkovnih točk se nariše črta, ki tvori kalibracijsko krivuljo. V skoraj vsakem primeru podatkovne točke ne bodo matematično natančne, zato je treba črto narisati, da prestreže največje število točk – to je črta, ki se najbolje prilega. Čeprav je razmerje med absorpcijo in koncentracijo linearno, to ne velja vedno za druge eksperimentalno določene spremenljivke in občasno je treba za opis razmerja uporabiti krivulje.

Na tej stopnji je mogoče analizirati neznano rešitev. Vzorec vstavimo v spektrofotometer in izmerimo njegovo absorbanco. Ker se ta vzorec meri glede na več standardov, ki vsebujejo isto spojino, morata njegova absorbanca in koncentracija pasti nekje vzdolž kalibracijske krivulje za to spojino. To pomeni, da ko je absorbanca raztopine znana, je mogoče njeno koncentracijo izračunati matematično ali grafično.

Iz y-vrednosti neznane raztopine – njene absorbance, ki je bila pravkar izmerjena, je mogoče potegniti vodoravno črto. Točka, na kateri črta prečka kalibracijsko krivuljo, bo označevala vrednost x – koncentracijo. Navpična črta, potegnjena navzdol od te točke, daje koncentracijo neznane raztopine. Enačbo za linijo kalibracijske krivulje lahko uporabimo tudi za matematično določitev koncentracije raztopine.