Hvad er en kalibreringskurve?
En kalibreringskurve er en metode, der anvendes i analytisk kemi til at bestemme koncentrationen af en ukendt prøveopløsning. Det er en graf genereret ved hjælp af eksperimentelle midler, med koncentrationen af opløsningen afbildet på x-aksen og den observerbare variabel - for eksempel opløsningens absorbans - afbildet på y-aksen. Kurven er konstrueret ved at måle koncentrationen og absorbansen af flere forberedte opløsninger, kaldet kalibreringsstandarder. Når kurven er blevet afbildet, kan koncentrationen af den ukendte opløsning bestemmes ved at placere den på kurven baseret på dens absorbans eller anden observerbar variabel.
Kemiske opløsninger absorberer forskellige mængder lys baseret på deres koncentration. Denne kendsgerning kvantificeres i en ligning kendt som Beer's lov, som viser en lineær forbindelse mellem en opløsnings lysabsorbering og dens koncentration. Forskere kan måle absorbans af en opløsning ved hjælp af et laboratorieinstrument kaldet et spektrofotometer. Denne proces som helhed kaldes spektrofotometri.
Spektrofotometri kan være nyttig til bestemmelse af koncentrationen af en ukendt opløsning. For eksempel, hvis en forsker har en prøve af flodvand og ønsker at kende dets blyindhold, kan han eller hun bestemme det ved hjælp af et spektrofotometer til at kortlægge en kalibreringskurve. For det første skaber forskeren flere standardløsninger af bly, der spænder fra mindre til mere koncentreret. Disse prøver anbringes i spektrofotometret, der registrerer en forskellig absorbans for hver enkelt.
De eksperimentelt bestemte absorbansværdier er afbildet på en graf mod den kendte koncentration af hver kalibreringsstandard. Der oprettes et sæt punkter, som i tilfælde af absorbans skal være nogenlunde lineær på grund af Beer's lov. Der tegnes en linje for at forbinde disse datapunkter ved at danne kalibreringskurven. I næsten alle tilfælde vil datapunkterne ikke være matematisk nøjagtige, så linjen skal tegnes for at aflytte det maksimale antal point - det er en linje, der passer bedst. Selvom forholdet mellem absorbans og koncentration er lineært, er dette ikke altid tilfældet for andre eksperimentelt bestemte variabler, og lejlighedsvis skal der anvendes kurver for at beskrive forholdet.
På dette trin kan den ukendte løsning analyseres. Prøven indsættes i spektrofotometret, og dens absorbans måles. Da denne prøve måles mod flere standarder, der indeholder den samme forbindelse, skal dens absorbans og koncentration falde et sted langs kalibreringskurven for den forbindelse. Dette betyder, at når opløsningens absorbans er kendt, kan dens koncentration trækkes matematisk eller grafisk ud.
En vandret linje kan trækkes ud fra den ukendte opløsnings y-værdi - dens absorbans, som lige er blevet målt. Det punkt, hvor linjen krydser kalibreringskurven, angiver x-værdien - koncentrationen. En lodret linje, trukket ned fra dette punkt, giver koncentrationen af den ukendte opløsning. Ligningen for linjen i kalibreringskurven kan også bruges til matematisk at bestemme opløsningens koncentration.