Standardowy dodatek

Jak wykonać standardowy wykres dodawania

Przykładowy wykres dodatku standardowego. Ten wykres jest przykładem standardowego wykresu dodawania używanego do określenia stężenia wapnia w nieznanej próbce za pomocą atomowej spektroskopii absorpcyjnej . Punkt przy zerowym stężeniu dodanego Ca to odczyt nieznanego, pozostałe punkty to odczyty po dodaniu rosnących ilości („skoków”) roztworu wzorcowego. Bezwzględna wartość punktu przecięcia z osią x to nieznane stężenie Ca, w tym przypadku 1,69E-6 g/ml.

Metoda dodawania wzorca jest rodzajem metody analizy ilościowej często stosowanej w chemii analitycznej , w której wzorzec dodaje się bezpośrednio do porcji analizowanej próbki. Metodę tę stosuje się w sytuacjach, w których matryca próbki również wpływa na sygnał analityczny, sytuacja znana jako efekt matrycy , co uniemożliwia porównanie sygnału analitycznego między próbką a wzorcem przy użyciu tradycyjnego podejścia do krzywej kalibracji .

Aplikacje

Dodawanie wzorców jest często stosowane w chemicznej analizie instrumentalnej , takiej jak atomowa spektroskopia absorpcyjna i chromatografia gazowa .

Załóżmy, że stężenie srebra w próbkach odpadów fotograficznych ma zostać określone metodą atomowo-absorpcyjnej spektrometrii. Korzystając z metody krzywej kalibracyjnej, analityk może skalibrować spektrometr za pomocą kilku wodnych roztworów czystej soli srebra i wykorzystać otrzymany wykres kalibracyjny do oznaczania srebra w badanych próbkach. Ta metoda jest jednak ważna tylko wtedy, gdy czysty wodny roztwór srebra i próbka odpadów fotograficznych zawierająca to samo stężenie srebra dają takie same wartości absorbancji. Innymi słowy, przy użyciu czystych roztworów do ustalenia wykresu kalibracyjnego zakłada się, że nie występują „efekty matrycowe”, tj. brak redukcji lub wzmocnienia sygnału absorbancji srebra przez inne składniki. W wielu obszarach analizy takie założenie jest często błędne. Efekty matrycowe występują nawet w przypadku metod takich jak spektrometria plazmowa, które mają reputację stosunkowo wolnych od zakłóceń. Metoda dodatków wzorcowych jest zwykle stosowana w celu wyeliminowania efektów matrycowych. Eksperymentalnie pobiera się równe objętości roztworu próbki, wszystkie z wyjątkiem jednego są oddzielnie „wzbogacane” znanymi i różnymi ilościami analitu, a następnie wszystkie są rozcieńczane do tej samej objętości. Sygnały instrumentu są następnie określane dla wszystkich tych roztworów, a wyniki są wykreślane. Jak zwykle sygnał jest wykreślany na osi y; w tym przypadku oś x jest wyskalowana pod względem ilości dodanego analitu (albo jako masa bezwzględna, albo jako stężenie). (Nieważona) linia regresji jest obliczana w normalny sposób, ale zapewnia się miejsce na jej ekstrapolację do punktu na osi x, w którym y = 0. Ten ujemny punkt przecięcia z osią x odpowiada wielkości analitu w badanej próbce. Ta wartość jest określona przez b/a, stosunek punktu przecięcia i nachylenia linii regresji. Podobnie w przypadku chromatografii gazowej stosuje się następującą procedurę: 1) Rejestruje się chromatogram nieznanej substancji 2) Dodaje się znaną ilość interesującego analitu(ów) 3) Próbkę analizuje się ponownie w tych samych warunkach i zapisuje chromatogram . Na podstawie wzrostu powierzchni piku (lub wysokości piku) pierwotne stężenie można obliczyć przez ekstrapolację. Odpowiedź detektora musi być liniową funkcją stężenia analitu i nie dawać żadnego sygnału (innego niż tło) przy zerowym stężeniu analitu.

Procedura

Typowa procedura obejmuje przygotowanie kilku roztworów zawierających tę samą ilość nieznanego, ale różne ilości wzorca. Na przykład pięć kolb miarowych o pojemności 25 ml napełnia się po 10 ml nieznanej ilości. Następnie standard dodaje się w różnych ilościach, takich jak 0, 1, 2, 3 i 4 ml. Następnie kolby rozcieńcza się do kreski i dobrze miesza.

Ideą tej procedury jest to, że całkowite stężenie analitu jest sumą niewiadomej i wzorca oraz że całkowite stężenie zmienia się liniowo. Jeśli odpowiedź sygnału jest liniowa w tym zakresie stężeń, generowany jest wykres podobny do pokazanego powyżej.

Błąd

Punkt przecięcia z osią x podaje stężenie nieznanego. Należy zauważyć, że ta wartość jest stężeniem rozcieńczonym. W powyższej sekcji procedury 10 ml nieznanego rozcieńczono do 25 ml. To właśnie to rozcieńczone stężenie znajduje się na punkcie przecięcia z osią x. Aby znaleźć pierwotne stężenie nieznanego, należy wstecz obliczyć tę wartość. Błąd w punkcie przecięcia z osią x oblicza się w sposób przedstawiony poniżej.

${\ Displaystyle s_ {x} = {\ Frac {s_ {y}} {| m |}} {\ sqrt {{\ Frac {1} {n}}+{\frac {{\bar {y}}^{2}}{m^{2}\sum {(x_{i}-{\bar {x}})^{2}}} }}}}$

• ${\ Displaystyle s_ {y}}$ jest odchyleniem standardowym reszt ${\ Displaystyle = {\ sqrt {\ Frac {\ suma {(y_ { i}-mx_{i}-b)}^{2}}{n-2}}}}$
• ${\ displaystyle m}$ to nachylenie linii
• ${\ displaystyle b}$ jest punktem przecięcia linii z osią y
• ${\ displaystyle n}$ to liczba standardów
• ${\ displaystyle {\ bar {y}}}$ to średni pomiar standardów
• ${\ displaystyle x_ {i}}$ to stężenia standardów
• ${\ displaystyle {\ bar {x}}}$ to średnie stężenie standardów

Zobacz też

• Krzywa standardowa
• Rozcieńczenie izotopowe
• Wzorzec wewnętrzny

• Harris, Daniel C. (2003). Ilościowa analiza chemiczna, wydanie 6 . Nowy Jork: WH Freeman.