Kas yra kalibravimo kreivė?

Kalibravimo kreivė – tai analitinės chemijos metodas, naudojamas nežinomo mėginio tirpalo koncentracijai nustatyti. Tai eksperimentinėmis priemonėmis sugeneruotas grafikas, kuriame x ašyje pavaizduota tirpalo koncentracija, o y ašyje – stebimas kintamasis, pavyzdžiui, tirpalo absorbcija. Kreivė sudaryta išmatuojant kelių paruoštų tirpalų, vadinamų kalibravimo etalonais, koncentraciją ir absorbciją. Nubraižius kreivę, nežinomo tirpalo koncentraciją galima nustatyti uždedant jį į kreivę pagal jo absorbciją arba kitą stebimą kintamąjį.

Cheminiai tirpalai sugeria skirtingus šviesos kiekius, atsižvelgiant į jų koncentraciją. Šis faktas kiekybiškai įvertinamas lygtyje, žinoma kaip Alaus dėsnis, kuri parodo tiesinį ryšį tarp tirpalo šviesos absorbcijos ir jo koncentracijos. Tyrėjai gali išmatuoti tirpalo absorbciją naudodami laboratorinį prietaisą, vadinamą spektrofotometru. Visas šis procesas vadinamas spektrofotometrija.

Spektrofotometrija gali būti naudinga nustatant nežinomo tirpalo koncentraciją. Pavyzdžiui, jei tyrėjas turi upės vandens mėginį ir nori sužinoti jame esantį švino kiekį, jis gali jį nustatyti naudodamas spektrofotometrą, kad nubrėžtų kalibravimo kreivę. Pirma, tyrėjas sukuria keletą standartinių švino tirpalų, nuo mažiau koncentruotų iki labiau koncentruotų. Šie mėginiai dedami į spektrofotometrą, kuris registruoja skirtingą kiekvieno iš jų absorbciją.

Eksperimentiškai nustatytos absorbcijos vertės brėžiamos grafike pagal žinomą kiekvieno kalibravimo etalono koncentraciją. Sukuriamas taškų rinkinys, kuris absorbcijos atveju dėl Beer dėsnio turėtų būti maždaug tiesinis. Šiems duomenų taškams sujungti nubrėžiama linija, kuri sudaro kalibravimo kreivę. Beveik visais atvejais duomenų taškai nebus matematiškai tikslūs, todėl linija turėtų būti nubrėžta taip, kad būtų perimtas maksimalus taškų skaičius – tai geriausiai tinkanti linija. Nors absorbcijos ir koncentracijos santykis yra tiesinis, tai ne visada tinka kitiems eksperimentiškai nustatytiems kintamiesiems, todėl kartais reikia naudoti kreives ryšiui apibūdinti.

Šiame etape galima analizuoti nežinomą sprendimą. Mėginys įkišamas į spektrofotometrą ir išmatuojama jo absorbcija. Kadangi šis mėginys matuojamas pagal kelis etalonus, kuriuose yra tas pats junginys, jo absorbcija ir koncentracija turi nukristi kažkur to junginio kalibravimo kreivėje. Tai reiškia, kad kai yra žinoma tirpalo absorbcija, jo koncentraciją galima nustatyti matematiškai arba grafiškai.

Horizontali linija gali būti nubrėžta iš nežinomo tirpalo y vertės – jo absorbcijos, kuri ką tik buvo išmatuota. Taškas, kuriame linija kerta kalibravimo kreivę, parodys x reikšmę – koncentraciją. Vertikali linija, nubrėžta žemyn nuo šio taško, rodo nežinomo tirpalo koncentraciją. Kalibravimo kreivės linijos lygtis taip pat gali būti naudojama tirpalo koncentracijai matematiškai nustatyti.