Стандартное дополнение - Standard addition

Как сделать стандартный сюжет сложения

Пример стандартного графика добавления. Этот график представляет собой пример графика стандартной добавки, используемого для определения концентрации кальция в неизвестном образце путем атомно-абсорбционная спектроскопия. Точка при нулевой концентрации добавленного Са - это показание неизвестного, другие точки - это показания после добавления увеличивающихся количеств («пиков») стандартного раствора. В абсолютное значение x-перехват - концентрация неизвестного Ca, в данном случае 1,69E-6 г / мл.

Методика стандартное дополнение это тип количественного анализа, часто используемый в аналитическая химия при этом стандарт добавляется непосредственно в аликвоты анализируемого образца. Этот метод используется в ситуациях, когда матрица пробы также вносит вклад в аналитический сигнал, ситуация, известная как матричный эффект, что делает невозможным сравнение аналитического сигнала между образцом и стандартом с использованием традиционных калибровочная кривая подход.^[1]

Приложения

Стандартная добавка часто используется в химической инструментальный анализ Такие как атомно-абсорбционная спектроскопия и газовая хроматография.^[2]

Предположим, что концентрация серебра в образцах фотографических отходов должна быть определена с помощью атомно-абсорбционной спектрометрии. Используя метод калибровочной кривой, аналитик может откалибровать спектрометр с некоторыми водными растворами чистой соли серебра и использовать полученный калибровочный график при определении серебра в исследуемых образцах. Однако этот метод применим только в том случае, если чистый водный раствор серебра и образец фотографических отходов, содержащий одинаковую концентрацию серебра, дают одинаковые значения оптической плотности. Другими словами, при использовании чистых растворов для построения калибровочного графика предполагается, что отсутствуют «матричные эффекты», то есть отсутствие уменьшения или усиления сигнала поглощения серебра другими компонентами. Во многих областях анализа такое предположение часто неверно. Матричные эффекты возникают даже при использовании таких методов, как спектрометрия плазмы, которые имеют репутацию относительно свободных от помех. Для устранения матричных эффектов обычно используется метод стандартных добавок. Экспериментально берутся равные объемы раствора пробы, все, кроме одного, отдельно «добавляются» известными и разными количествами аналита, а затем все разбавляются до одного и того же объема. Затем для всех этих растворов определяются сигналы прибора и отображаются результаты. Как обычно, сигнал откладывается по оси ординат; в этом случае по оси абсцисс отложено количество добавленного аналита (либо в виде абсолютной массы, либо в виде концентрации). Линия регрессии (невзвешенная) рассчитывается обычным способом, но предусмотрено пространство для ее экстраполяции в точку на оси x, в которой y = 0. Этот отрицательный отрезок на оси x соответствует количеству аналита. в тестовом образце. Это значение выражается как b / a, отношение точки пересечения и наклона линии регрессии. Аналогично в газовой хроматографии используется следующая процедура: 1) записывается хроматограмма неизвестного 2) известное количество аналита ( s) добавляется интересующий образец 3) образец снова анализируется в тех же условиях и записывается хроматограмма. Исходя из увеличения площади пика (или высоты пика), исходная концентрация может быть вычислена путем экстраполяции. Отклик детектора должен быть линейной функцией концентрации аналита и не давать сигнала (кроме фона) при нулевой концентрации аналита.

Процедура

Типичная процедура включает приготовление нескольких растворов, содержащих одинаковое количество неизвестного, но разное количество стандарта. Например, пять мерных колб на 25 мл наполнены 10 мл неизвестного вещества. Затем добавляется стандарт в разных количествах, например 0, 1, 2, 3 и 4 мл. Затем колбы разбавляют до метки и хорошо перемешивают.

Идея этой процедуры заключается в том, что общая концентрация аналита является суммой неизвестного и стандартного, и что общая концентрация изменяется линейно. Если ответ сигнала является линейным в этом диапазоне концентраций, то создается график, аналогичный показанному выше.

Ошибка^[3]

Х-точка дает концентрацию неизвестного. Обратите внимание, что это значение - разбавленная концентрация. В описанном выше разделе процедуры 10 мл неизвестного вещества было разбавлено до 25 мл. Именно эту разбавленную концентрацию определяют по отрезку x. Чтобы найти исходную концентрацию неизвестного, нужно вычислить это значение. Ошибка точки пересечения по оси x рассчитывается, как показано ниже.

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

• ${displaystyle s_{y}}$ стандартное отклонение остатков ${displaystyle ={sqrt {frac {sum {(y_{i}-mx_{i}-b)}^{2}}{n-2}}}}$
• ${displaystyle m}$ это наклон линии
• ${displaystyle b}$ Y-пересечение линии
• ${displaystyle n}$ это количество стандартов
• ${displaystyle {ar {y}}}$ это среднее значение стандартов
• ${displaystyle x_{i}}$ концентрации эталонов
• ${displaystyle {ar {x}}}$ это средняя концентрация стандартов

Смотрите также

• Разбавление изотопов
• Внутренний стандарт

Рекомендации

1. Харрис, Дэниел С. (2003). Количественный химический анализ 6-е издание. Нью-Йорк: W.H. Фримен.
2. Бадер, Моррис (1980). «Системный подход к стандартным методам сложения в инструментальном анализе». Журнал химического образования. 57 (10): 703. Bibcode:1980JChEd..57..703B. Дои:10.1021 / ed057p703.
3. Брюс, Грэм Р. (июнь 1999 г.). «Оценки точности в стандартном дополнительном анализе». Журнал химического образования. 76 (6): 805–807. Bibcode:1999JChEd..76..805B. Дои:10.1021 / ed076p805.

• Харрис, Дэниел С. (2003). Количественный химический анализ 6-е издание. Нью-Йорк: W.H. Фримен.