Vad är en kalibreringskurva?
En kalibreringskurva är en metod som används i analytisk kemi för att bestämma koncentrationen av en okänd provlösning. Det är en graf genererad med experimentella medel, med koncentrationen av lösningen plottad på x-axeln och den observerbara variabeln - till exempel lösningens absorbans - ritad på y-axeln. Kurvan konstrueras genom att mäta koncentrationen och absorbansen hos flera beredda lösningar, kallad kalibreringsstandarder. När kurvan har plottats kan koncentrationen av den okända lösningen bestämmas genom att placera den på kurvan baserat på dess absorbans eller annan observerbar variabel.
Kemiska lösningar absorberar olika mängder ljus baserat på deras koncentration. Detta faktum kvantifieras i en ekvation som kallas Beer's lag, som visar ett linjärt samband mellan en lösnings ljusabsorbans och dess koncentration. Forskare kan mäta absorbans av en lösning med hjälp av ett laboratorieinstrument som kallas en spektrofotometer. Denna process som helhet kallas spektrofotometri.
Spektrofotometri kan vara användbar för att bestämma koncentrationen av en okänd lösning. Till exempel, om en forskare har ett prov med flodvatten och vill veta dess blyinnehåll, kan han eller hon bestämma det genom att använda en spektrofotometer för att plotta en kalibreringskurva. Först skapar forskaren flera standardlösningar av bly, allt från mindre till mer koncentrerade. Dessa prover placeras i spektrofotometern, som registrerar en annan absorbans för var och en.
De experimentellt bestämda absorbansvärdena ritas på en graf mot den kända koncentrationen för varje kalibreringsstandard. En uppsättning punkter skapas, som i fallet med absorbans bör vara ungefär linjär på grund av Beer lag. En linje dras för att ansluta dessa datapunkter och bilda kalibreringskurvan. I nästan alla fall är datapunkterna inte matematiskt exakta, så linjen bör dras för att fånga upp det maximala antalet poäng - det är en linje som passar bäst. Även om förhållandet mellan absorbans och koncentration är linjärt är detta inte alltid sant för andra experimentellt bestämda variabler, och ibland måste kurvor användas för att beskriva förhållandet.
I detta skede kan den okända lösningen analyseras. Provet förs in i spektrofotometern och dess absorbans mäts. Eftersom detta prov mäts mot flera standarder som innehåller samma förening, måste dess absorbans och koncentration falla någonstans längs kalibreringskurvan för den föreningen. Detta innebär att när lösningens absorbans är känd kan koncentrationen härledas matematiskt eller grafiskt.
En horisontell linje kan dras från den okända lösningens y-värde - dess absorbans, som just har uppmättts. Den punkt där linjen passerar kalibreringskurvan indikerar x-värdet - koncentrationen. En vertikal linje, dragen nedåt från denna punkt, ger koncentrationen av den okända lösningen. Ekvationen för linjen för kalibreringskurvan kan också användas för att matematiskt bestämma lösningens koncentration.