Mikä on kalibrointikäyrä?

Kalibrointikäyrä on menetelmä, jota käytetään analyyttisessä kemiassa tuntemattoman näyteliuoksen pitoisuuden määrittämiseksi. Se on kaavio, joka on luotu kokeellisin keinoin ja jossa liuoksen pitoisuus on piirretty x-akselille ja havaittava muuttuja-esimerkiksi liuoksen absorbanssi-piirretty y-akselille. Käyrä muodostetaan mittaamalla useiden valmistettujen liuosten pitoisuus ja absorbanssi, joita kutsutaan kalibrointistandardeiksi. Kun käyrä on piirretty, tuntemattoman liuoksen pitoisuus voidaan määrittää asettamalla se käyrälle sen absorbanssin tai muun havaittavan muuttujan perusteella.

Kemialliset liuokset absorboivat erilaisia ​​määriä valoa niiden pitoisuuden perusteella. Tämä tosiasia ilmaistaan ​​yhtälönä, joka tunnetaan Beerin laki, joka osoittaa lineaarisen suhteen liuoksen valonabsorbanssin ja sen pitoisuuden välillä. Tutkijat voivat mitata liuoksen absorbanssia käyttämällä spektrofotometriä. Tätä prosessia kutsutaan spektrofotometriaksi.

Spektrofotometria voi olla hyödyllinen määritettäessä tuntemattoman liuoksen pitoisuus. Jos tutkijalla on esimerkiksi näyte jokivedestä ja hän haluaa tietää sen lyijypitoisuuden, hän voi määrittää sen käyttämällä spektrofotometriä kalibrointikäyrän piirtämiseen. Ensinnäkin tutkija luo useita lyijyn vakioratkaisuja, jotka vaihtelevat vähemmän keskittyvästä. Nämä näytteet sijoitetaan spektrofotometriin, joka tallentaa jokaiselle eri absorbanssin.

Kokeellisesti määritetyt absorbanssiarvot piirretään kaavioon kunkin kalibrointistandardin tunnettua pitoisuutta vastaan. Luodaan joukko pisteitä, joiden absorbanssin pitäisi olla karkeasti lineaarinen Beerin lain vuoksi. Näiden datapisteiden yhdistämiseksi piirretään viiva, joka muodostaa kalibrointikäyrän. Lähes kaikissa tapauksissa datapisteet eivät ole matemaattisesti tarkkoja, joten viiva on vedettävä, jotta se sieppaa enimmäispistemäärän – se on parhaiten sopiva viiva. Vaikka absorbanssin suhde pitoisuuteen on lineaarinen, tämä ei aina pidä paikkaansa muiden kokeellisesti määritettyjen muuttujien osalta, ja joskus on käytettävä käyrää kuvaamaan suhdetta.

Tässä vaiheessa tuntematon ratkaisu voidaan analysoida. Näyte asetetaan spektrofotometriin ja sen absorbanssi mitataan. Koska tätä näytettä mitataan useiden samaa yhdistettä sisältävien standardien perusteella, sen absorbanssin ja pitoisuuden on pudotettava jonnekin kyseisen yhdisteen kalibrointikäyrää pitkin. Tämä tarkoittaa, että kun liuoksen absorbanssi tiedetään, sen pitoisuus voidaan päätellä matemaattisesti tai graafisesti.

Tuntemattoman liuoksen y-arvosta-sen absorbanssista, joka on juuri mitattu, voidaan piirtää vaakasuora viiva. Piste, jossa viiva ylittää kalibrointikäyrän, osoittaa x-arvon-pitoisuuden. Tästä kohdasta alaspäin vedetty pystysuora viiva antaa tuntemattoman liuoksen pitoisuuden. Kalibrointikäyrän viivan yhtälöä voidaan käyttää myös liuoksen pitoisuuden määrittämiseen matemaattisesti.