Hva er en kalibreringskurve?
En kalibreringskurve er en metode som brukes i analytisk kjemi for å bestemme konsentrasjonen av en ukjent prøveløsning. Det er en graf generert med eksperimentelle midler, med konsentrasjonen av løsningen plottet på x-aksen og den observerbare variabelen - for eksempel løsningens absorbans - plottet på y-aksen. Kurven er konstruert ved å måle konsentrasjonen og absorbansen av flere tilberedte løsninger, kalt kalibreringsstandarder. Når kurven er plottet, kan konsentrasjonen av den ukjente løsningen bestemmes ved å plassere den på kurven basert på dens absorbans eller annen observerbar variabel.
Kjemiske løsninger tar opp forskjellige mengder lys basert på konsentrasjonen. Dette faktum er kvantifisert i en ligning kjent som Beer's lov, som viser en lineær sammenheng mellom en løsnings lysabsorpsjon og dens konsentrasjon. Forskere kan måle absorbansen av en løsning ved hjelp av et laboratorieinstrument kalt et spektrofotometer. Denne prosessen som helhet kalles spektrofotometri.
Spektrofotometri kan være nyttig for å bestemme konsentrasjonen av en ukjent løsning. For eksempel, hvis en forsker har en prøve elvevann og vil vite dens blyinnhold, kan han eller hun bestemme det ved å bruke et spektrofotometer for å plotte en kalibreringskurve. For det første lager forskeren flere standardløsninger av bly, alt fra mindre til mer konsentrert. Disse prøvene blir plassert i spektrofotometeret, som registrerer en annen absorbans for hver enkelt.
De eksperimentelt bestemte absorbansverdiene er plottet på en graf mot den kjente konsentrasjonen av hver kalibreringsstandard. Det opprettes et sett med punkter, som i tilfelle absorbanse skal være omtrent lineære på grunn av Beer's lov. Det tegnes en linje for å forbinde disse datapunktene, og danne kalibreringskurven. I nesten alle tilfeller vil datapunktene ikke være matematisk nøyaktige, så linjen skal trekkes for å avskjære det maksimale antallet poeng - det er en linje som passer best. Selv om forholdet mellom absorbans og konsentrasjon er lineært, er dette ikke alltid sant for andre eksperimentelt bestemte variabler, og noen ganger må det benyttes kurver for å beskrive forholdet.
På dette stadiet kan den ukjente løsningen analyseres. Prøven settes inn i spektrofotometeret, og absorbansen blir målt. Siden denne prøven måles mot flere standarder som inneholder samme forbindelse, må dens absorbanse og konsentrasjon falle et sted langs kalibreringskurven for den forbindelsen. Dette betyr at når oppløsningenes absorbanse er kjent, kan konsentrasjonen avledes matematisk eller grafisk.
En horisontal linje kan trekkes fra den ukjente løsnings y-verdi - dens absorbans, som nettopp er målt. Punktet som linjen krysser kalibreringskurven vil indikere x-verdien - konsentrasjonen. En vertikal linje, trukket nedover fra dette punktet, gir konsentrasjonen av den ukjente løsningen. Ligningen for linjen i kalibreringskurven kan også brukes til å matematisk bestemme løsningens konsentrasjon.