Metode standar (solusi standar)
Dengan menggunakan metode standar tunggal, besarnya sinyal analitik (pada ST) pertama-tama diukur untuk larutan yang konsentrasi zatnya (Cst) diketahui. Kemudian besarnya sinyal analitik (yx) diukur untuk larutan yang konsentrasi zatnya (Cx) tidak diketahui. Perhitungan dilakukan sesuai rumus
C x = C st × y x / y ST (2.6)
Metode perhitungan ini dapat digunakan jika ketergantungan sinyal analitik terhadap konsentrasi dijelaskan oleh persamaan yang tidak mengandung suku bebas, yaitu. persamaan (2.2). Selain itu, konsentrasi zat dalam larutan standar harus sedemikian rupa sehingga nilai sinyal analitik yang diperoleh dengan menggunakan larutan standar dan larutan dengan konsentrasi zat yang tidak diketahui sedekat mungkin satu sama lain.
Misalkan kerapatan optik dan konsentrasi suatu zat dihubungkan dengan persamaan A = 0,200C + 0,100. Dalam larutan standar yang dipilih, konsentrasi zat adalah 5,00 μg/ml, dan kerapatan optik larutan ini adalah 1,100. Suatu larutan yang konsentrasinya tidak diketahui mempunyai kerapatan optik 0,300. Jika dihitung dengan metode kurva kalibrasi, konsentrasi zat yang tidak diketahui akan sama dengan 1,00 μg/ml, dan jika dihitung menggunakan satu larutan standar, menjadi 1,36 μg/ml. Hal ini menunjukkan bahwa konsentrasi zat dalam larutan standar yang dipilih salah. Untuk menentukan konsentrasinya, seseorang harus mengambil larutan standar yang kerapatan optiknya mendekati 0,3.
Jika ketergantungan sinyal analitik terhadap konsentrasi suatu zat dijelaskan oleh persamaan (2.1), maka sebaiknya menggunakan bukan metode satu standar, tetapi metode dua standar (metode larutan pembatas). Dengan metode ini, nilai sinyal analitik diukur untuk larutan standar dengan dua konsentrasi zat yang berbeda, salah satunya (C 1) lebih kecil dari konsentrasi yang diharapkan tidak diketahui (C x), dan yang kedua (C 2) lebih besar dari. Konsentrasi yang tidak diketahui dihitung menggunakan rumus
Cx = C 2 (yx - kamu 1) + C 1 (kamu 2 – kamu x) / kamu 2 - kamu 1
Metode aditif biasanya digunakan dalam analisis matriks kompleks, ketika komponen matriks mempengaruhi besarnya sinyal analitik dan tidak mungkin untuk menyalin komposisi matriks sampel secara akurat.
Ada beberapa jenis metode ini. Saat menggunakan metode perhitungan aditif, nilai sinyal analitik untuk sampel dengan konsentrasi zat (y x) yang tidak diketahui diukur terlebih dahulu. Kemudian sejumlah analit (standar) tertentu ditambahkan ke sampel ini dan nilai sinyal analitik (ext) diukur kembali. Konsentrasi komponen yang ditentukan dalam sampel yang dianalisis dihitung menggunakan rumus
C x = C sampai 6 y x / y ext – y x (2.8)
Saat menggunakan metode grafis aditif, beberapa bagian identik (aliquot) dari sampel yang dianalisis diambil, dan tidak ada aditif yang ditambahkan ke salah satunya, dan jumlah pasti yang berbeda dari komponen yang ditentukan ditambahkan ke sisanya. Untuk setiap alikuot, besarnya sinyal analitik diukur. Kemudian dibuat grafik yang mencirikan ketergantungan linier besarnya sinyal yang diterima pada konsentrasi aditif, dan diekstrapolasi ke perpotongan dengan sumbu absis. Ruas yang dipotong oleh garis lurus ini pada sumbu absis sama dengan konsentrasi zat yang tidak diketahui konsentrasinya.
Perlu dicatat bahwa rumus (2.8) yang digunakan dalam metode aditif, serta versi metode grafis yang dipertimbangkan, tidak memperhitungkan sinyal latar belakang, yaitu. diyakini bahwa ketergantungan dijelaskan oleh persamaan (2.2). Metode larutan standar dan metode aditif hanya dapat digunakan jika fungsi kalibrasinya linier.
DI DALAM satu metode solusi standar mengukur nilai sinyal analitik (y st) untuk larutan yang konsentrasi zatnya diketahui (C st). Kemudian besarnya sinyal analitik (yx) diukur untuk larutan yang konsentrasi zatnya (Cx) tidak diketahui.
Metode perhitungan ini dapat digunakan jika ketergantungan sinyal analitik terhadap konsentrasi digambarkan dengan persamaan linier tanpa suku bebas. Konsentrasi zat dalam larutan standar harus sedemikian rupa sehingga nilai sinyal analitik yang diperoleh dengan menggunakan larutan standar dan larutan dengan konsentrasi zat yang tidak diketahui sedekat mungkin satu sama lain.
DI DALAM metode dua solusi standar mengukur nilai sinyal analitik untuk larutan standar dengan dua konsentrasi zat yang berbeda, salah satunya (C 1) lebih kecil dari konsentrasi yang diharapkan tidak diketahui (C x), dan yang kedua (C 2) lebih besar.
atau 
Metode dua larutan standar digunakan jika ketergantungan sinyal analitik terhadap konsentrasi digambarkan dengan persamaan linier yang tidak melalui titik asal.
Contoh 10.2.Untuk menentukan konsentrasi suatu zat yang tidak diketahui, dua larutan standar digunakan: konsentrasi zat yang pertama adalah 0,50 mg/l, dan yang kedua - 1,50 mg/l. Kepadatan optik dari larutan ini masing-masing adalah 0,200 dan 0,400. Berapa konsentrasi zat dalam larutan yang kerapatan optiknya 0,280?
Metode Aditif
Metode aditif biasanya digunakan dalam analisis matriks kompleks, ketika komponen matriks mempengaruhi besarnya sinyal analitik dan tidak mungkin untuk menyalin komposisi matriks sampel secara akurat. Metode ini hanya dapat digunakan jika grafik kalibrasinya linier dan melewati titik asal.
Menggunakan metode perhitungan bahan tambahan Pertama, besarnya sinyal analitik diukur untuk sampel dengan konsentrasi zat (yx) yang tidak diketahui. Kemudian sejumlah analit tertentu ditambahkan ke sampel ini dan nilai sinyal analitik (y ext) diukur kembali.
Jika perlu memperhitungkan pengenceran larutan
Contoh 10.3. Larutan awal dengan konsentrasi zat yang tidak diketahui memiliki kerapatan optik 0,200. Setelah 5,0 ml larutan dengan konsentrasi zat yang sama 2,0 mg/l ditambahkan ke 10,0 ml larutan ini, kerapatan optik larutan menjadi 0,400. Tentukan konsentrasi zat dalam larutan aslinya.
= 0,50 mg/l
Beras. 10.2. Metode grafis aditif
DI DALAM metode grafis aditif mengambil beberapa bagian (aliquot) dari sampel yang dianalisis, tidak menambahkan bahan tambahan pada salah satunya, dan menambahkan berbagai jumlah yang tepat dari komponen yang ditentukan ke bagian lainnya. Untuk setiap alikuot, besarnya sinyal analitik diukur. Kemudian diperoleh ketergantungan linier dari besarnya sinyal yang diterima terhadap konsentrasi aditif dan diekstrapolasi hingga berpotongan dengan sumbu x (Gbr. 10.2). Ruas yang dipotong oleh garis lurus ini pada sumbu absis akan sama dengan konsentrasi zat yang tidak diketahui konsentrasinya.Metode ini dapat diterapkan pada daerah linier pada kurva kalibrasi.
2.1. Metode penjumlahan berganda
Beberapa (setidaknya tiga) bagian volume Vst dimasukkan ke dalam larutan uji, dibuat seperti yang ditunjukkan dalam monografi farmakope swasta. larutan yang konsentrasi ionnya diketahui ditentukan, dengan memperhatikan kondisi kekuatan ionik yang konstan dalam larutan. Ukur potensial sebelum dan sesudah setiap penambahan dan hitung selisih ∆E antara yang diukur
potensi dan potensi larutan uji. Nilai yang dihasilkan berhubungan dengan konsentrasi ion yang ditentukan oleh persamaan:
dimana: V – volume larutan uji;
C adalah konsentrasi molar ion yang ditentukan dalam larutan uji;
Buatlah grafik tergantung pada volume aditif Vst. dan ekstrapolasi garis lurus yang dihasilkan hingga berpotongan dengan sumbu X. Pada titik potong tersebut, konsentrasi larutan uji ion yang ditentukan dinyatakan dengan persamaan:
2.2. Metode penjumlahan tunggal
Ke volume V larutan uji, yang dibuat seperti dijelaskan dalam monografi farmakope swasta, tambahkan volume Vst. larutan standar yang konsentrasinya diketahui Cst Siapkan larutan blanko pada kondisi yang sama. Ukur potensial larutan uji dan larutan blanko sebelum dan sesudah penambahan larutan standar. Hitung konsentrasi C analit menggunakan persamaan berikut dan lakukan koreksi yang diperlukan untuk larutan kosong:
dimana: V adalah volume larutan uji atau blanko;
C adalah konsentrasi ion yang ditentukan dalam larutan uji;
Vst. – penambahan volume larutan standar;
Cst. – konsentrasi ion yang ditentukan dalam larutan standar;
∆E – beda potensial diukur sebelum dan sesudah penambahan;
S – kemiringan fungsi elektroda, ditentukan secara eksperimental pada suhu konstan dengan mengukur beda potensial antara dua larutan standar, yang konsentrasinya berbeda 10 kali lipat dan sesuai dengan daerah linier kurva kalibrasi.
Ketertarikan terhadap metode aditif dalam ionometri disebabkan karena peranannya yang lebih signifikan dibandingkan metode aditif pada metode analisis lainnya. Metode penambahan ionometri menawarkan dua keuntungan besar. Pertama, jika variasi kekuatan ionik dalam sampel yang dianalisis tidak dapat diprediksi, maka penggunaan metode kurva kalibrasi umum dapat memberikan hasil kesalahan besar definisi. Penggunaan metode aditif secara radikal mengubah situasi dan membantu meminimalkan kesalahan penentuan. Kedua, ada kategori elektroda yang penggunaannya bermasalah karena potensi penyimpangan. Dengan penyimpangan potensial sedang, metode penambahan secara signifikan mengurangi kesalahan penentuan.
Modifikasi metode aditif berikut ini diketahui masyarakat umum: metode aditif standar, metode aditif standar ganda, metode Gran. Semua metode ini dapat diurutkan menjadi dua kategori menurut kriteria matematis eksplisit yang menentukan keakuratan hasil yang diperoleh. Hal ini terletak pada kenyataan bahwa beberapa metode aditif harus menggunakan nilai kemiringan fungsi elektroda yang diukur sebelumnya dalam perhitungannya, sementara yang lain tidak. Menurut pembagian ini, metode penjumlahan standar dan metode Gran termasuk dalam satu kategori, dan metode penjumlahan standar ganda termasuk dalam kategori lain.
1. Metode penjumlahan standar dan metode Gran.
Sebelum saya presentasi karakteristik individu satu atau beberapa jenis metode aditif, kami akan menjelaskan prosedur analisis dalam beberapa kata. Prosedurnya terdiri dari menambahkan larutan yang mengandung ion yang dianalisis sama ke sampel yang dianalisis. Misalnya untuk mengetahui kandungan ion natrium dilakukan penambahan larutan standar natrium. Setelah setiap penambahan, pembacaan elektroda dicatat. Tergantung pada bagaimana hasil pengukuran diproses lebih lanjut, metode tersebut akan disebut metode penjumlahan standar atau metode Gran.
Perhitungan metode penjumlahan standar adalah sebagai berikut:
Cx = DC (10DE/S - 1)-1,
dimana Cx adalah konsentrasi yang diinginkan;
DC adalah jumlah aditif;
DE adalah respons potensial terhadap pengenalan aditif DC;
S adalah kemiringan fungsi elektroda.
Perhitungan dengan metode Gran terlihat lebih rumit. Ini terdiri dari memplot grafik dalam koordinat (W+V) 10 E/S dari V,
dimana V adalah volume bahan tambahan yang ditambahkan;
E - nilai potensial sesuai dengan aditif yang dimasukkan V;
W adalah volume sampel awal.
Grafiknya berupa garis lurus yang memotong sumbu x. Titik potong tersebut sesuai dengan volume aditif yang ditambahkan (DV), yang setara dengan konsentrasi ion yang diinginkan (lihat Gambar 1). Dari hukum ekuivalen dapat disimpulkan bahwa Cx = Cst DV / W, dimana Cst adalah konsentrasi ion dalam larutan yang digunakan untuk memasukkan bahan aditif. Terdapat beberapa bahan tambahan, yang secara alami meningkatkan keakuratan penentuan dibandingkan dengan metode bahan tambahan standar.
Sangat mudah untuk melihat bahwa dalam kedua kasus kemiringan fungsi elektroda muncul S. Oleh karena itu, tahap pertama dari metode aditif adalah kalibrasi elektroda untuk penentuan nilai kemiringan selanjutnya. Nilai potensial absolut tidak terlibat dalam perhitungan, karena untuk memperoleh hasil yang dapat diandalkan, yang penting hanyalah keteguhan kemiringan fungsi kalibrasi dari sampel ke sampel.
Sebagai tambahan, Anda tidak hanya dapat menggunakan larutan yang mengandung ion penentu potensial, tetapi juga larutan zat yang mengikat ion sampel yang terdeteksi menjadi senyawa yang tidak terdisosiasi. Prosedur analisis tidak berubah secara mendasar. Namun untuk kasus ini ada beberapa karakteristik, yang harus diperhitungkan. Keunikannya adalah grafik hasil percobaan terdiri dari tiga bagian, seperti terlihat pada Gambar 2. Bagian pertama (A) diperoleh dalam kondisi dimana konsentrasi zat pengikat lebih kecil dari konsentrasi zat penentu potensial. Bagian selanjutnya dari grafik (B) diperoleh dengan perbandingan yang kira-kira setara dari zat-zat di atas. Dan terakhir, bagian ketiga dari grafik (C) berhubungan dengan kondisi di mana jumlah zat pengikat lebih besar daripada jumlah zat penentu potensial. Ekstrapolasi linier bagian A dari grafik ke sumbu x menghasilkan nilai DV. Wilayah B biasanya tidak digunakan untuk penentuan analitis.
Jika kurva titrasi simetris terpusat, maka daerah C dapat digunakan untuk memperoleh hasil analisis, namun dalam hal ini ordinatnya harus dihitung sebagai berikut: (W+V)10 -E/S.
Karena metode Gran mempunyai kelebihan lebih besar dibandingkan metode Gran aditif standar, maka pertimbangan lebih lanjut terutama akan menyangkut metode Gran.
Keuntungan menggunakan metode ini dapat diungkapkan dalam poin-poin berikut.
1. Mengurangi kesalahan penentuan sebanyak 2-3 kali lipat karena bertambahnya jumlah pengukuran dalam satu sampel.
2. Metode aditif tidak memerlukan stabilisasi kekuatan ionik yang cermat dalam sampel yang dianalisis, karena fluktuasinya tercermin dalam nilainya nilai mutlak potensial yang lebih besar daripada kemiringan fungsi elektroda. Dalam hal ini, kesalahan penentuan berkurang dibandingkan dengan metode kurva kalibrasi.
3. Penggunaan sejumlah elektroda menimbulkan masalah karena memerlukan adanya potensial yang tidak cukup stabil sering prosedur kalibrasi. Karena dalam banyak kasus penyimpangan potensial memiliki pengaruh yang kecil terhadap kemiringan fungsi kalibrasi, memperoleh hasil dengan menggunakan metode penambahan standar dan metode Gran secara signifikan meningkatkan akurasi dan menyederhanakan prosedur analisis.
4. Metode penambahan standar memungkinkan Anda mengontrol kebenaran setiap penentuan analitis. Pengendalian dilakukan pada saat pengolahan data eksperimen. Sejak di pemrosesan matematika beberapa titik percobaan terlibat, kemudian menggambar garis lurus melalui titik tersebut setiap kali menegaskan bahwa bentuk matematika dan kemiringan fungsi kalibrasi tidak berubah. Jika tidak tampilan linier grafis tidak dijamin. Dengan demikian, kemampuan mengontrol kebenaran analisis pada setiap penentuan meningkatkan keandalan hasil.
Seperti telah disebutkan, metode penambahan standar memungkinkan penentuan menjadi 2-3 kali lebih akurat dibandingkan metode kurva kalibrasi. Namun untuk memperoleh keakuratan definisi tersebut, satu aturan harus digunakan. Penambahan yang terlalu besar atau kecil akan mengurangi keakuratan penentuan. Jumlah aditif yang optimal harus sedemikian rupa sehingga menimbulkan respons potensial 10-20 mV untuk ion bermuatan tunggal. Aturan ini mengoptimalkan kesalahan analisis acak, namun, dalam kondisi di mana metode aditif sering digunakan, kesalahan sistematis yang terkait dengan perubahan karakteristik elektroda selektif ion menjadi signifikan. Kesalahan sistematis dalam hal ini sepenuhnya ditentukan oleh kesalahan perubahan kemiringan fungsi elektroda. Jika kemiringan berubah selama percobaan, maka pada kondisi tertentu kesalahan relatif dalam penentuan kira-kira sama dengan kesalahan relatif dari perubahan kemiringan.
