توضیح مختصر در رابطه با منحنی کالیبراسیون

روش منحنی کالیبراسیون یک تکنیک شیمی تجزیه‏ مهم مورد استفاده به منظور تعیین غلظت ناشناخته‏ی محلول ‏های مایع می‏ باشد. در زیر شما با این روش جذاب و در عین حال ساده بیشتر آشنا می‏ شوید.
 

مفهوم منحنی کالیبراسیون

قانون بیر

این قانون شیمی تجزیه بیان می‏کند که ارتباط بین غلظت هر محدود و جذب آن خطی می ‏باشد.

مطابق با این قانون، از لحاظ نظری، منحنی کالیبراسیون توسط مشاهده واکنش دستگاه از نظر جذب مایعات، برای غلظت‏ های مختلف آن که به نظر می‏ رسد مانند یک خط راست می‏باشد، تولید می ‏گردد.

یکی از اساسی ‏ترین روش‏ های مورد استفاده به منظور محاسبه غلظت یک مایع ناشناخته، استفاده از منحنی کالیبراسیون می ‏باشد. یک منحنی کالیبراسیون اساسا نموداری بوده که نشان‏دهنده‏ واکنش ابزار آزمایشگاه تجزیه (یا به بیان ساده ‏تر، تغییر مقدار هر نوع مایع قابل اندازه ‏گیری) با توجه به غلظت‏ های مختلف مایع بوده که با استفاده از داده های تجربی تولید شد. این روش منطقی و تکنیک ساده‏ جالب در واقع یک گام حیاتی در زمینه ‏های شیمی تجزیه مانند طیف سنجی می ‏باشد. تلاش ما کمک به آشنایی شما با همه آنچه که باید در مورد منحنی‏ های کالیبراسیون بدانید، می ‏باشد.

همه ی آن چه که باید در رابطه با منحنی کالیبراسیون بدانید

توانایی یک مایع به منظور جذب، انعکاس یا انتقال نور با غلظت آن‏ها متنوع می‏ باشد. این خواص یک مایع می ‏تواند در آزمایشگاه با کمک ابزاری که اسپکتوفتومتر نام دارد، اندازه گیری شود. به منظور ساخت منحنی کالیبراسیون، نیاز به تعدادی محلول‏ ها که دارای غلظت‏ های مشخصی هستند، می ‏باشد که به عنوان محلول‏ های استاندارد شناخته می‏شود.
 

نحوه‏ ی تهیه ی محلول های استاندارد

می‏ توان محلول‏های استاندارد غلظت ‏های مورد نظر را در آزمایشگاه توسط رقیق ‏سازی / انحلال حجم اندازه گیری ‏شده‏ی دقیق یک محلول استوک (یک معرف آزمایشگاهی غلیظ از محلول‏هایی که می‏ تواند ایجاد شود)، یا خود ماده به فرم جامد، با مقدار آب مربوطه تهیه شود. 

برای مثال، برای تهیه‏ی محلول 10 درصد سدیم کلرید، 10 گرم سدیم کلرید با 90 گرم آب رقیق می‏گردد. محلول‏های غلظت‏های مختلف می‏تواند به طور مشابه تهیه شود.
 

نحوه ‏ی رسم منحنی کالیبراسیون

اسپکتروفتومتر یک ابزار تجزیه بوده که خروجی آن، یا جذب یک مایع در قالب تغییر شکل، به علت سیگنال‏ های الکتریکی تولید شده توسط آشکارساز نوری ذاتی را نشان می‏ دهد. مقادیر مشاهده شده می‏ تواند در مقابل مقدار مربوطه‏ی غلظت محلول بر روی یک کاغذ نمودار ترسیم شود.

هنگامی که قرائت برای محلول های استاندارد تهیه شده به دست آمد، می ‏توان نمودار را با استفاده از روش‏هایی مانند رگرسیون خطی یا نمودار متناسب با یافتن یک منحنی که بهترین تناسب را با داده‏های آزمایشی مشاهده شده دارد، ایجاد کرد.
 

یافتن غلظت ناشناخته

هنگامی که منحنی ایجاد شد و همه‏ مقادیر دیگر که مربوط به تکنیک‏ هایی مانند رگرسیون خطی می‏باشد (برای مثال، ضریب همبستگی) نیز تعیین شد، این منحنی می‏ تواند به منظور تعیین غلظت محلول ناشناخته استفاده شود.

با استفاده از اسپکتروفتومتری، جذب محلول ناشناخته می‏تواند تعیین گردد.

از منحنی کالیبراسیون، با استفاده از روش‏ های گرافیکی (درون‏یابی از نمودار) یا روش ریاضی (با استفاده از معادله‏ی بیر- لامبرت)، مقدار مربوطه‏ غلظت محلول برای مقدار مشاهده شده‏ی جذب محلول ناشناخته می‏تواند به دست آید.

معادله ی بیر – لامبرت
A = εlc
A= جذب محلول
ε= ضریب جذب مولار (ثابت)
l= طول موج نوری که از طریق محلول عبور می‏کند.
c= غلظت محلول
 

کاربرد واقعی منحنی‏های کالیبراسیون

در زیر نمونه هایی از کاربردهای مفید منحنی کالیبراسیون در حالات وقعی را ارائه می دهید.

یک مطالعه به منظور تعیین نحوه‏ آلودگی منبع آب آشامیدنی یک شهر انجام شد، پس این روش می‏تواند به طور موثری به منظور محاسبه‏ غلظت مواد شیمیایی مضر مختلف موجود در یک نمونه‏ آب گرفته شده از منبع مورد استفاده قرار گیرد.

منحنی ‏های کالیبراسیون می‏ تواند به منظور تنظیم استانداردها برای روش‏های دیگر در شیمی تجزیه نیز استفاده شود.

منحنی ‏های کالیبراسیون لازم نیست با دست ترسیم گردد. تعدادی نرم افزار وجود دارد که به کاربران اجازه می‏ دهد تا منحنی‏های کالیبراسیون را توسط معادلات خطی، مربع یا چند جمله‏ای مکعب به منظور داده‏های مشاهده شده به عنوان نتیجه را ترسیم کنند. محاسبات شامل بخش رگرسیون خطی این روند مانند محاسبه‏ ضرایب، خطاها و غیره، می‏تواند با استفاده از نرم افزاز اکسل انجام شود.

ما امیدواریم قادر به روشن ساختن مفهوم منحنی‏ های کالیبراسیون بوده باشیم.