KALIBRACJA. ważny etap procedury analitycznej. Dr hab. inż. Piotr KONIECZKA

Transkrypt

1 KALIBRAJA ważny etap procedury analitycznej 1 Dr hab. inż. Piotr KONIEZKA Katedra hemii Analitycznej Wydział hemiczny Politechnika Gdańska ul. G. Narutowicza 11/ GDAŃK piotr.konieczka@pg.gda.pl 2 w -? w 1

2 3 ygnał wyjściowy detektora funkcja zawartości analitu (pomiar pośredni) Wyznaczenie zależności funkcyjnej kalibracja,345 g/dm 3 mg/m 3 µg ng posób przeprowadzania kalibracji zależy od: 4 rodzaju przyrządu pomiarowego, liczby próbek czasu analizy, możliwości ś przygotowywania próbek wzorcowych w szerokim zakresie stężeń analitu (w celu sprawdzenia całego zakresu przyrządu pomiarowego), wymaganej dokładności wyniku pomiaru, wymaganej niepewności wyniku pomiaru, składu matrycy próbki, możliwości zmiany składu próbki w trakcie procesu analitycznego. 2

3 5 wzorce wzorce pobieranie próbki przygotowanie próbki oznaczenie końcowe wzorce wz1 wz2 wz3. wz1 wz2 wz3. = f() 6 wzn wzn 3

4 Metoda jednego wzorca 7 Przeprowadza się dwa pomiary: dla próbki wzorca dla badanej próbki w w Metoda jednego wzorca 8 Zawartość analitu w próbce oblicza się wg wzoru: gdzie: X W X W -zawartość analitu w badanej próbce, w -zawartość analitu w próbce wzorca,, -sygnał urządzenia pomiarowego dla badanej próbki, w -sygnał urządzenia pomiarowego dla próbki wzorca. 4

5 Metoda jednego wzorca 9 Wynik końcowy jest tym dokładniejszy, im zawartość analitu w badanej próbce mniej różni się od zawartości analitu w próbce wzorcowej. Imwęższy jest zakres stężeń (niewielka różnica poziomów stężeń analitu), tym bardziej możliwe jest przybliżenie nawet nieliniowej zależności wiążącej sygnał wyjściowy z zawartością analitu za pomocą odcinka prostoliniowego. Ekstrapolacja!!! Wpływ składu matrycy na wynik pomiaru kalibracja zewnętrzna. Metoda krzywej wzorcowej (kalibracja wielopunktowa) 1 Przeprowadza się pomiary dla próbek wzorcowych o różnej zawartości analitu: w1 w2 w3 w4 w5 w1 w2 w3 w4 w5 5

6 Metoda krzywej wzorcowej (kalibracja wielopunktowa) 11 Wyznacza się zależność = f() za pomocą prostej postaci: w = b w +a Po uzyskaniu sygnału dla analitu obecnego w próbce i przekształceniu równania, wynik oznaczenia można obliczyć korzystając ze wzoru: X X b a Metoda krzywej wzorcowej (kalibracja wielopunktowa) y = 2,3 -,6 R = y = 2,3 -,6 R =,

7 Metoda krzywej wzorcowej (kalibracja wielopunktowa) y = 2,3 -,6 R 2 = y = 2,3 -,6 R 2 =, Metoda krzywej wzorcowej (kalibracja wielopunktowa) 14 Roztwory wzorcowe, w oparciu o które wyznaczana jest krzywa kalibracyjna, powinny spełniać kilka podstawowych wymogów: obejmować swym zakresem stężeń oczekiwane stężenie analitu w badanej próbce (próbkach), obejmować swym zakresem nie więcej niż 3 dekady stężeń, równomiernie pokrywać zakres stężeń. Wpływ składu matrycy na wynik pomiaru kalibracja zewnętrzna. 7

8 Metoda roztworów ograniczających Przeprowadza się trzy pomiary: 15 dla próbki rzeczywistej dla dwóch próbek roztworów wzorcowych (w których zawartość analitu jest odpowiednio) wyższa i niższa od zawartości analitu w badanej próbce w1 w2 w1 w2 Metoda roztworów ograniczających w1 w ,5 2 2,5 3 3,5 w2 w1 8

9 Metoda roztworów ograniczających 17 w1 w Wynik oblicza się po przekształceniu zależności: 1 1,5 2 2,5 3 3,5 w2 w1 lub w 1 w 1 w 1 w 2 w 1 w 2 w 1 w 2 w 2 w 1 w 2 w 2 w1 w2 w1 w2 w1 w1 w2 w1 w2 w1 w2 w2 Metoda roztworów ograniczających 18 Wynik końcowy jest tym dokładniejszy, im różnica stężeń analitu w próbkach wzorcowych jest mniejsza, Wpływ składu matrycy na wynik pomiaru kalibracja zewnętrzna, zybki sposób kalibracji zalecany w przypadku gdy pomiar jest niestabilny, Zastosowanie w przypadku nieliniowej zależności sygnału od stężenia, 9

10 Metoda wzorca wewnętrznego 19 Polega na dodaniu do próbki znanej ilości składnika (wzorzec wewnętrzny IT ang. internal standard) różnego od substancji oznaczanych, nieobecnego w analizowanych próbkach. Najczęściej dodatek wzorca wewnętrznego jest realizowany w taki sposób, że jego jednakową ilość dodaje się do roztworów wzorcowych oróżnej zawartości analitu. w1 IT1 w2 IT2 w3 IT3 w4 IT4 w5 IT5 w1 IT1 w2 IT2 w3 IT3 w4 IT4 w5 IT5 Metoda wzorca wewnętrznego 2 Wykreślenie zależności (wykres kalibracyjny) postaci: w f w IT Jeśli ilość dodawanego wzorca wewnętrznego nie jest jednakowa wykreśla się zależność postaci: w IT f w IT 1

11 Metoda wzorca wewnętrznego 21 Zminimalizowany wpływ składu matrycy kalibracja wewnętrzna, zybki sposób kalibracji zalecany w przypadku gdy pomiar jest niestabilny, Metoda dodatku wzorca 22 Polega na dodaniu do próbki znanych ilości składnika oznaczanego. Wykreślenie zależności (wykres kalibracyjny) postaci: f w w V W -1,5-1 -,5,5 1 1,5 V w 2 2,5 w V V w 11

12 Metoda dodatku wzorca 23 Zminimalizowany wpływ składu matrycy kalibracja wewnętrzna, zybki sposób kalibracji zalecany w przypadku gdy pomiar jest niestabilny, Ekstrapolacja!!! Metoda krzywej wzorcowej 24 Roztwory wzorcowe EtOH w wodzie analiza fazy nadpowierzchniowej gazowej Badana próbka roztwór krwi w wodzie y = r =,9999 sygnał ,,5 1, 1,5 2, 2,5 3, 3,5 4, 4,5 zawartość etanolu, 12

13 Metoda krzywej wzorcowej 25 y = ygnał dla próbki krwi 4295 Zawartość EtOH w próbce krwi,54 Metoda dodatku wzorca 26 sygnał ilość dodanego,5 EtOH, ml próbka krwi 7758, ,2 8 y = , ,5,1,15,2,25 Zawartość EtOH w próbce krwi,88 Zawartość EtOH w próbce krwi,54 13