検量線とは？

検量線は、未知のサンプル溶液の濃度を決定するために分析化学で使用される方法です。 これは、実験的手段によって生成されたグラフであり、x軸に溶液の濃度がプロットされ、y軸に観測可能な変数（たとえば、溶液の吸光度）がプロットされます。 曲線は、校正標準と呼ばれるいくつかの準備された溶液の濃度と吸光度を測定することによって作成されます。 曲線をプロットしたら、吸光度または他の観測可能な変数に基づいて曲線上に配置することにより、未知の溶液の濃度を決定できます。

化学溶液は、濃度に基づいてさまざまな量の光を吸収します。 この事実は、溶液の吸光度とその濃度の間の線形関係を示すビールの法則として知られる方程式で定量化されます。 研究者は、分光光度計と呼ばれる実験器具を使用して溶液の吸光度を測定できます。 このプロセス全体を分光測光法と呼びます。

分光測光法は、未知の溶液の濃度を決定するのに役立ちます。 たとえば、研究者が河川のサンプルを持ち、その鉛含有量を知りたい場合、分光光度計を使用して検量線をプロットすることで、研究者はそれを決定できます。 最初に、研究者は鉛の標準的な解決策をいくつか作成します。 これらのサンプルは分光光度計に入れられ、それぞれについて異なる吸光度が記録されます。

実験的に決定された吸光度値は、各キャリブレーション標準の既知の濃度に対するグラフにプロットされます。 一連のポイントが作成されます。これは、吸光度の場合、ビールの法則によりほぼ線形になるはずです。 これらのデータポイントを接続する線が引かれ、検量線が形成されます。 ほとんどの場合、データポイントは数学的に正確ではないため、最大数のポイントをインターセプトするように線を描画する必要があります。これは最適な線です。 吸光度と濃度の関係は線形ですが、これは他の実験的に決定された変数には必ずしも当てはまりません。また、関係を説明するために曲線を使用する必要がある場合があります。

この段階で、未知のソリューションを分析できます。 サンプルを分光光度計に挿入し、その吸光度を測定します。 このサンプルは同じ化合物を含む複数の標準に対して測定されているため、その吸光度と濃度はその化合物の検量線に沿ってどこかに落ちなければなりません。 これは、溶液の吸光度がわかれば、その濃度を数学的にまたはグラフィカルに推定できることを意味します。

未知のソリューションのy値（測定されたばかりの吸光度）から水平線を引くことができます。 線が検量線と交差する点は、x値、つまり濃度を示します。 この点から下に引かれた垂直線は、未知の解の濃度を示します。 検量線の直線の式を使用して、溶液の濃度を数学的に決定することもできます。