Adição padrão - Standard addition

Como fazer um gráfico de adição padrão

Exemplo de gráfico de adição padrão. Este gráfico é um exemplo de um gráfico de adição padrão usado para determinar a concentração de cálcio em uma amostra desconhecida por espectroscopia de absorção atômica . O ponto na concentração zero adicionada de Ca é a leitura do desconhecido, os outros pontos são as leituras após a adição de quantidades crescentes ('picos') de solução padrão. O valor absoluto da interceptação x é a concentração de Ca no desconhecido, neste caso 1,69E-6 g / mL.

O método de adição de padrão é um tipo de abordagem de análise quantitativa frequentemente usada em química analítica, em que o padrão é adicionado diretamente às alíquotas da amostra analisada. Este método é utilizado em situações em que a matriz da amostra também contribui para o sinal analítico, situação conhecida como efeito de matriz , impossibilitando a comparação do sinal analítico entre a amostra e o padrão pela abordagem tradicional da curva de calibração .

Formulários

A adição padrão é frequentemente usada em análises químicas instrumentais , como espectroscopia de absorção atômica e cromatografia gasosa .

Suponha que a concentração de prata em amostras de resíduos fotográficos seja determinada por espectrometria de absorção atômica. Usando o método da curva de calibração, um analista pode calibrar o espectrômetro com algumas soluções aquosas de um sal de prata puro e usar o gráfico de calibração resultante na determinação da prata nas amostras de teste. Este método só é válido, entretanto, se uma solução aquosa pura de prata e uma amostra de resíduos fotográficos contendo a mesma concentração de prata fornecerem os mesmos valores de absorbância. Em outras palavras, ao usar soluções puras para estabelecer o gráfico de calibração, presume-se que não há 'efeitos de matriz', ou seja, nenhuma redução ou aumento do sinal de absorbância da prata por outros componentes. Em muitas áreas de análise, tal suposição é freqüentemente inválida. Os efeitos da matriz ocorrem mesmo com métodos como a espectrometria de plasma, que tem a reputação de ser relativamente livre de interferências. O método de adições padrão é geralmente seguido para eliminar os efeitos da matriz. Experimentalmente, volumes iguais da solução de amostra são retirados, todos, exceto um, são separadamente 'fortificados' com quantidades conhecidas e diferentes do analito, e todos são então diluídos no mesmo volume. Os sinais do instrumento são então determinados para todas essas soluções e os resultados plotados. Como de costume, o sinal é traçado no eixo y; neste caso, o eixo x é graduado em termos das quantidades de analito adicionadas (como um peso absoluto ou como uma concentração). A linha de regressão (não ponderada) é calculada da maneira normal, mas o espaço é fornecido para que seja extrapolado para o ponto no eixo x em que y = 0. Esta interceptação negativa no eixo x corresponde à quantidade de analito na amostra de teste. Este valor é dado por b / a, a razão da interceptação e a inclinação da linha de regressão. Da mesma forma, na cromatografia gasosa, o seguinte procedimento é usado: 1) O cromatograma do desconhecido é registrado 2) uma quantidade conhecida do (s) analito (s) de interesse é adicionada 3) a amostra é analisada novamente nas mesmas condições e o cromatograma é registrado . A partir do aumento na área do pico (ou altura do pico), a concentração original pode ser calculada por extrapolação. A resposta do detector deve ser uma função linear da concentração do analito e não produzir nenhum sinal (além do fundo) na concentração zero do analito.

Procedimento

Um procedimento típico envolve a preparação de várias soluções contendo a mesma quantidade de desconhecido, mas diferentes quantidades de padrão. Por exemplo, cinco balões volumétricos de 25 mL são cheios cada um com 10 mL da amostra desconhecida. Em seguida, o padrão é adicionado em quantidades diferentes, como 0, 1, 2, 3 e 4 mL. Os frascos são então diluídos até a marca e bem misturados.

A ideia desse procedimento é que a concentração total do analito é a soma do desconhecido e do padrão, e que a concentração total varia linearmente. Se a resposta do sinal for linear nesta faixa de concentração, será gerado um gráfico semelhante ao mostrado acima.

Erro

A interceptação x fornece a concentração do desconhecido. Observe que este valor é a concentração diluída. Na seção de procedimento acima, 10 mL de desconhecido foram diluídos para 25 mL. É essa concentração diluída que é encontrada pela interceptação x. Para encontrar a concentração original do desconhecido, deve-se calcular esse valor novamente. O erro na interceptação x é calculado conforme mostrado abaixo.

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

• ${\ displaystyle s_ {y}}$ é o desvio padrão nos resíduos ${\ displaystyle = {\ sqrt {\ frac {\ sum {(y_ {i} -mx_ {i} -b)} ^ {2}} {n-2}}}}$
• ${\ displaystyle m}$ é a inclinação da linha
• ${\ displaystyle b}$ é a interceptação em y da linha
• ${\ displaystyle n}$ é o número de padrões
• ${\ displaystyle {\ bar {y}}}$ é a medição média dos padrões
• ${\ displaystyle x_ {i}}$ são as concentrações dos padrões
• ${\ displaystyle {\ bar {x}}}$ é a concentração média dos padrões

Veja também

• Curva Padrão
• Diluição isotópica
• Padrão interno

Referências

• Harris, Daniel C. (2003). Análise Química Quantitativa 6ª Edição . Nova York: WH Freeman.