Curva di calibrazione: soluzioni e retta più probabile

La curva di calibrazione detta retta di lavoro o retta di taratura costituisce un metodo indispensabile nell’ambito della chimica analitica per la determinazione della concentrazione o della massa di un campione incognito per interpolazione.

Al fine di poter interpretare i dati sperimentali è necessario che vi sia una relazione lineare tra la concentrazione e la risposta dello strumento. Qualora non ci fosse una relazione lineare si procede riportando il reciproco di una delle grandezze oppure il logaritmo di una di esse. La dipendenza lineare è infatti indispensabile per ottenere risultati significativi in una curva di calibrazione.

Detta x la concentrazione dell’analita e della y la risposta dello strumento è necessario ottenere una retta di equazione y = mx+n essendo m il coefficiente angolare e n l’intercetta.

Preparazione di soluzioni

A tale scopo si preparano alcune soluzioni (non meno di tre ma è preferibile un numero più elevato) a concentrazione nota dette standard di lavoro. Si riporta la risposta dello strumento per ciascuna di esse.

Si riportano i punti in un grafico cartesiano ma, nella maggior parte dei casi, essi non si allineano lungo una retta. Onde evitare di costruire una retta “ a vista” di tipo soggettivo ci si affida a metodi statistici ed in particolare al metodo dei minimi quadrati. Questo metodo  consente di ottenere l’equazione della retta più probabile.

Retta più probabile e curva di calibrazione

Si costruisce il grafico dall’equazione della retta più probabile detta curva di calibrazione.

curva di calibrazione
curva di calibrazione

L’analita deve essere analizzato secondo le stesse condizioni operative utilizzate per costruire la retta di lavoro. La sua concentrazione deve rientrare tra quelle degli standard di lavoro in quanto l’interpolazione è più affidabile rispetto ad una estrapolazione.

La linea che si adatta meglio ai valori sperimentali non significa semplicemente unire i punti ma è necessario che la singola linea retta  attraversi approssimativamente il centro del  gruppo di punti. Si verifica quindi che alcuni punti sono sopra e altri sotto la linea, ma tutti sono il più vicini possibile. In gergo statistico, questo è noto come  regressione lineare. 

Effetto matrice

Nel campione da analizzare vi sono in genere, oltre all’analita, anche altre sostanze che sono chiamate matrice. Esse contengono, ad esempio, il solvente e altre sostanze che possono influenzare la risposta strumentale. La presenza di eventuali sostanze interferenti che possono portare alla complessazione dell’analita, alla formazione di composti mascheranti, all’alterazione del pH ecc. costituiscono l’effetto matrice che è una fonte di errore per la determinazione quantitativa dell’analita.

Per minimizzare l’errore non si utilizza generalmente il segnale misurato. Esso è corretto sottraendogli il segnale del “bianco” che comprendere la sola matrice rispetto al quale viene azzerato lo strumento di misura. In molti casi le concentrazioni  sono sia inferiori che maggiori rispetto alla concentrazione prevista dell’analita nel campione reale. Quando la concentrazione dell’analita nel campione reale non è nota, è consuetudine generare una curva di calibrazione utilizzando almeno otto diverse concentrazioni del campione.

Le curve di calibrazione vengono usate in diversi campi della chimica analitica e in particolare quando si utilizzano tecniche spettroscopiche

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