O que é uma curva de calibração?

Uma curva de calibração é um método usado na química analítica para determinar a concentração de uma solução de amostra desconhecida. É um gráfico gerado por meios experimentais, com a concentração da solução plotada no eixo x e a variável observável - por exemplo, a absorbância da solução - plotada no eixo y. A curva é construída medindo a concentração e a absorvância de várias soluções preparadas, chamadas padrões de calibração. Depois que a curva é plotada, a concentração da solução desconhecida pode ser determinada colocando-a na curva com base em sua absorvância ou outra variável observável.

As soluções químicas absorvem diferentes quantidades de luz com base em sua concentração. Esse fato é quantificado em uma equação conhecida como lei de Beer, que mostra uma relação linear entre a absorbância da luz de uma solução e sua concentração. Os pesquisadores podem medir a absorvância de uma solução usando um instrumento de laboratório chamado espectrofotômetro. Esse processo como um todo é chamado espectrofotometria.

A espectrofotometria pode ser útil na determinação da concentração de uma solução desconhecida. Por exemplo, se um pesquisador tem uma amostra de água do rio e deseja conhecer seu conteúdo de chumbo, ele pode determiná-la usando um espectrofotômetro para traçar uma curva de calibração. Primeiro, o pesquisador cria várias soluções padrão de chumbo, variando de menos a mais concentrado. Essas amostras são colocadas no espectrofotômetro, que registra uma absorvância diferente para cada uma.

Os valores de absorvância determinados experimentalmente são plotados em um gráfico em relação à concentração conhecida de cada padrão de calibração. Um conjunto de pontos é criado, que no caso da absorvância deve ser aproximadamente linear devido à lei de Beer. Uma linha é desenhada para conectar esses pontos de dados, formando a curva de calibração. Em quase todos os casos, os pontos de dados não serão matematicamente exatos; portanto, a linha deve ser desenhada para interceptar o número máximo de pontos - é uma linha de melhor ajuste. Embora a relação entre absorvância e concentração seja linear, isso nem sempre é verdade para outras variáveis ​​determinadas experimentalmente, e ocasionalmente curvas devem ser empregadas para descrever a relação.

Nesta fase, a solução desconhecida pode ser analisada. A amostra é inserida no espectrofotômetro e sua absorvância é medida. Como esta amostra está sendo medida em relação a vários padrões que contêm o mesmo composto, sua absorvância e concentração devem cair em algum lugar ao longo da curva de calibração para esse composto. Isso significa que, uma vez que a absorvância da solução é conhecida, sua concentração pode ser deduzida matematicamente ou graficamente.

Uma linha horizontal pode ser desenhada a partir do valor y da solução desconhecida - sua absorbância, que acaba de ser medida. O ponto em que a linha cruza a curva de calibração indicará o valor x - a concentração. Uma linha vertical, desenhada para baixo a partir deste ponto, fornece a concentração da solução desconhecida. A equação da linha da curva de calibração também pode ser usada para determinar matematicamente a concentração da solução.