Co je kalibrační křivka?

Kalibrační křivka je metoda používaná v analytické chemii ke stanovení koncentrace neznámého roztoku vzorku. Je to graf vytvořený experimentálním způsobem, přičemž koncentrace roztoku je vynesena na osu x a pozorovatelná proměnná - například absorbance roztoku - je vynesena na osu y. Křivka je konstruována měřením koncentrace a absorbance několika připravených roztoků, nazývaných kalibrační standardy. Jakmile je křivka vynesena do grafu, může být koncentrace neznámého roztoku určena jeho umístěním na křivku na základě jeho absorbance nebo jiné pozorovatelné proměnné.

Chemické roztoky absorbují různá množství světla na základě jejich koncentrace. Tato skutečnost je kvantifikována v rovnici známé jako Beerův zákon, která ukazuje lineární vztah mezi světelnou absorbancí roztoku a jeho koncentrací. Vědci mohou měřit absorbanci roztoku pomocí laboratorního přístroje zvaného spektrofotometr. Tento proces jako celek se nazývá spektrofotometrie.

Spektrofotometrie může být užitečná při stanovení koncentrace neznámého roztoku. Například, pokud má výzkumný pracovník vzorek říční vody a chce znát jeho obsah olova, může to určit pomocí spektrofotometru pro vykreslení kalibrační křivky. Nejprve výzkumník vytvoří několik standardních řešení olova, od méně koncentrovaných až po koncentrovanější. Tyto vzorky se umístí do spektrofotometru, který pro každý z nich zaznamenává jinou absorbanci.

Experimentálně stanovené hodnoty absorbance jsou vyneseny do grafu proti známé koncentraci každého kalibračního standardu. Vytvoří se soubor bodů, které by v případě absorbance měly být podle zákona Beera zhruba lineární. Je nakreslena čára, která spojuje tyto datové body a vytváří kalibrační křivku. Téměř ve všech případech nebudou datové body matematicky přesné, takže by čára měla být nakreslena tak, aby zachytila ​​maximální počet bodů - je to ta nejlepší linie. Ačkoli vztah absorbance k koncentraci je lineární, není to vždy pravda pro jiné experimentálně stanovené proměnné a občas musí být použity křivky pro popis vztahu.

V této fázi lze neznámé řešení analyzovat. Vzorek se vloží do spektrofotometru a změří se jeho absorbance. Protože se tento vzorek měří podle několika standardů obsahujících stejnou sloučeninu, musí jeho absorbance a koncentrace klesat někde podél kalibrační křivky pro tuto sloučeninu. To znamená, že jakmile je známa absorbance roztoku, lze jeho koncentraci odvodit matematicky nebo graficky.

Z hodnoty y neznámého řešení lze nakreslit vodorovnou čáru - její absorbanci, která byla právě změřena. Bod, ve kterém křivka prochází kalibrační křivkou, bude označovat hodnotu x - koncentraci. Svislá čára nakreslená dolů od tohoto bodu dává koncentraci neznámého roztoku. Rovnice pro linii kalibrační křivky může být také použita pro matematické stanovení koncentrace roztoku.