Wat is een kalibratiecurve?
Een kalibratiecurve is een methode die in de analytische chemie wordt gebruikt om de concentratie van een onbekende monsteroplossing te bepalen. Het is een grafiek gegenereerd door experimentele middelen, met de concentratie van de oplossing uitgezet op de x-as en de waarneembare variabele - bijvoorbeeld de absorptie van de oplossing - uitgezet op de y-as. De curve wordt opgebouwd door het meten van de concentratie en absorptie van verschillende voorbereide oplossingen, kalibratiestandaarden genoemd. Nadat de curve is uitgezet, kan de concentratie van de onbekende oplossing worden bepaald door deze op de curve te plaatsen op basis van de absorptie of een andere waarneembare variabele.
Chemische oplossingen absorberen verschillende hoeveelheden licht op basis van hun concentratie. Dit feit wordt gekwantificeerd in een vergelijking die bekend staat als de wet van Beer, die een lineair verband laat zien tussen de lichtabsorptie van een oplossing en de concentratie ervan. Onderzoekers kunnen de absorptie van een oplossing meten met behulp van een laboratoriuminstrument dat een spectrofotometer wordt genoemd. Dit proces als geheel wordt spectrofotometrie genoemd.
Spectrofotometrie kan nuttig zijn bij het bepalen van de concentratie van een onbekende oplossing. Als een onderzoeker bijvoorbeeld een monster van rivierwater heeft en het loodgehalte ervan wil weten, kan hij of zij dit bepalen door een spectrofotometer te gebruiken om een kalibratiecurve te plotten. Ten eerste creëert de onderzoeker verschillende standaardoplossingen van lood, variërend van minder tot meer geconcentreerd. Deze monsters worden in de spectrofotometer geplaatst, die voor elk een andere absorptie registreert.
De experimenteel bepaalde absorptiewaarden worden in een grafiek uitgezet tegen de bekende concentratie van elke kalibratiestandaard. Er wordt een reeks punten gecreëerd, die in het geval van absorptie ruwweg lineair zou moeten zijn vanwege de wet van Beer. Er wordt een lijn getekend om deze gegevenspunten te verbinden en zo de ijkcurve te vormen. In bijna alle gevallen zijn de gegevenspunten niet wiskundig exact, dus moet de lijn worden getrokken om het maximale aantal punten te onderscheppen - het is een lijn die het beste past. Hoewel de relatie tussen absorptie en concentratie lineair is, is dit niet altijd het geval voor andere experimenteel bepaalde variabelen en soms moeten curven worden gebruikt om de relatie te beschrijven.
In dit stadium kan de onbekende oplossing worden geanalyseerd. Het monster wordt in de spectrofotometer ingebracht en de absorptie ervan wordt gemeten. Aangezien dit monster wordt gemeten aan de hand van verschillende normen die dezelfde verbinding bevatten, moet de absorptie en concentratie ergens langs de kalibratiecurve voor die verbinding vallen. Dit betekent dat zodra de absorptie van de oplossing bekend is, de concentratie wiskundig of grafisch kan worden afgeleid.
Een horizontale lijn kan worden getrokken uit de y-waarde van de onbekende oplossing - de absorptie die zojuist is gemeten. Het punt waarop de lijn de kalibratiecurve kruist, geeft de x-waarde aan - de concentratie. Een verticale lijn, vanaf dit punt naar beneden getrokken, geeft de concentratie van de onbekende oplossing. De vergelijking voor de lijn van de kalibratiecurve kan ook worden gebruikt om de concentratie van de oplossing wiskundig te bepalen.