Kaedah piawai (penyelesaian piawai)
Menggunakan kaedah piawai tunggal, magnitud isyarat analisis (pada ST) pertama kali diukur untuk larutan dengan kepekatan bahan yang diketahui (Cst). Kemudian magnitud isyarat analisis (y x) diukur untuk larutan dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui (C x). Pengiraan dijalankan mengikut formula
C x = C st ×y x / y ST (2.6)
Kaedah pengiraan ini boleh digunakan jika pergantungan isyarat analitik pada kepekatan diterangkan oleh persamaan yang tidak mengandungi istilah bebas, i.e. persamaan (2.2). Di samping itu, kepekatan bahan dalam larutan piawai mestilah sedemikian rupa sehingga nilai isyarat analitik yang diperoleh menggunakan larutan piawai dan larutan dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui adalah sedekat mungkin antara satu sama lain.
Biarkan ketumpatan optik dan kepekatan bahan tertentu dikaitkan dengan persamaan A = 0.200C + 0.100. Dalam larutan piawai yang dipilih, kepekatan bahan ialah 5.00 μg/ml, dan ketumpatan optik larutan ini ialah 1.100. Larutan yang tidak diketahui kepekatannya mempunyai ketumpatan optik 0.300. Apabila dikira menggunakan kaedah lengkung penentukuran, kepekatan bahan yang tidak diketahui akan bersamaan dengan 1.00 μg/ml, dan apabila dikira menggunakan satu penyelesaian standard, ia akan menjadi 1.36 μg/ml. Ini menunjukkan bahawa kepekatan bahan dalam larutan piawai telah dipilih secara salah. Untuk menentukan kepekatan, seseorang harus mengambil larutan piawai yang ketumpatan optiknya hampir kepada 0.3.
Jika pergantungan isyarat analitik pada kepekatan bahan diterangkan oleh persamaan (2.1), maka adalah lebih baik untuk menggunakan bukan kaedah satu piawai, tetapi kaedah dua piawai (kaedah mengehadkan penyelesaian). Dengan kaedah ini, nilai isyarat analitik diukur untuk penyelesaian piawai dengan dua kepekatan bahan yang berbeza, salah satunya (C 1) kurang daripada kepekatan tidak diketahui yang dijangkakan (C x), dan yang kedua (C 2) adalah lebih besar. Kepekatan yang tidak diketahui dikira menggunakan formula
Cx = C 2 (y x - y 1) + C 1 (y 2 – y x) / y 2 - y 1
Kaedah tambahan biasanya digunakan dalam analisis matriks kompleks, apabila komponen matriks mempengaruhi magnitud isyarat analisis dan adalah mustahil untuk menyalin komposisi matriks sampel dengan tepat.
Terdapat beberapa jenis kaedah ini. Apabila menggunakan kaedah pengiraan bahan tambahan, nilai isyarat analisis untuk sampel dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui (y x) diukur terlebih dahulu. Kemudian sejumlah tepat analit (standard) ditambahkan pada sampel ini dan nilai isyarat analitik (ext) diukur semula. Kepekatan komponen yang ditentukan dalam sampel yang dianalisis dikira menggunakan formula
C x = C hingga 6 y x / y samb – y x (2.8)
Apabila menggunakan kaedah grafik aditif, beberapa bahagian yang sama (aliquot) sampel yang dianalisis diambil, dan tiada aditif ditambahkan pada salah satu daripadanya, dan pelbagai jumlah tepat komponen yang ditentukan ditambah kepada yang lain. Bagi setiap aliquot, magnitud isyarat analisis diukur. Kemudian graf dibina mencirikan pergantungan linear magnitud isyarat yang diterima pada kepekatan aditif, dan ia diekstrapolasi ke persimpangan dengan paksi absis. Segmen yang dipotong oleh garis lurus ini pada paksi absis adalah sama dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui yang ditentukan.
Perlu diingatkan bahawa formula (2.8) yang digunakan dalam kaedah tambahan, serta versi kaedah grafik yang dipertimbangkan, tidak mengambil kira isyarat latar belakang, i.e. adalah dipercayai bahawa pergantungan diterangkan oleh persamaan (2.2). Kaedah penyelesaian piawai dan kaedah tambahan hanya boleh digunakan jika fungsi penentukuran adalah linear.
DALAM satu kaedah penyelesaian piawai ukur nilai isyarat analisis (y st) untuk larutan dengan kepekatan bahan yang diketahui (C st). Kemudian magnitud isyarat analisis (y x) diukur untuk larutan dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui (C x).
Kaedah pengiraan ini boleh digunakan jika pergantungan isyarat analitik pada kepekatan diterangkan oleh persamaan linear tanpa istilah bebas. Kepekatan bahan dalam larutan piawai mestilah sedemikian rupa sehingga nilai isyarat analitik yang diperoleh apabila menggunakan larutan piawai dan larutan dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui adalah sedekat mungkin antara satu sama lain.
DALAM kaedah dua penyelesaian piawai ukur nilai isyarat analitik untuk penyelesaian piawai dengan dua kepekatan bahan yang berbeza, satu daripadanya (C 1) kurang daripada kepekatan tidak diketahui yang dijangkakan (C x), dan yang kedua (C 2) lebih besar.
atau 
Kaedah dua penyelesaian piawai digunakan jika pergantungan isyarat analitik pada kepekatan diterangkan oleh persamaan linear yang tidak melalui asalan.
Contoh 10.2.Untuk menentukan kepekatan bahan yang tidak diketahui, dua penyelesaian standard digunakan: kepekatan bahan pada yang pertama ialah 0.50 mg/l, dan pada yang kedua - 1.50 mg/l. Ketumpatan optik penyelesaian ini masing-masing adalah 0.200 dan 0.400. Apakah kepekatan bahan dalam larutan yang ketumpatan optiknya ialah 0.280?
Kaedah Tambahan
Kaedah tambahan biasanya digunakan dalam analisis matriks kompleks, apabila komponen matriks mempengaruhi magnitud isyarat analisis dan adalah mustahil untuk menyalin komposisi matriks sampel dengan tepat. Kaedah ini boleh digunakan hanya jika graf penentukuran adalah linear dan melalui asalan.
menggunakan kaedah pengiraan bahan tambahan Pertama, magnitud isyarat analisis diukur untuk sampel dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui (y x). Kemudian sejumlah tepat analit ditambahkan pada sampel ini dan nilai isyarat analitik (y ext) diukur semula.
Sekiranya perlu untuk mengambil kira pencairan larutan
Contoh 10.3. Larutan awal dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui mempunyai ketumpatan optik 0.200. Selepas 5.0 ml larutan dengan kepekatan bahan yang sama 2.0 mg/l ditambah kepada 10.0 ml larutan ini, ketumpatan optik larutan menjadi sama dengan 0.400. Tentukan kepekatan bahan dalam larutan asal.
= 0.50 mg/l
nasi. 10.2. Kaedah grafik bahan tambahan
DALAM kaedah grafik bahan tambahan ambil beberapa bahagian (aliquot) sampel yang dianalisis, tambahkan tiada bahan tambahan pada salah satu daripadanya, dan tambahkan pelbagai jumlah tepat komponen yang ditentukan kepada yang lain. Bagi setiap aliquot, magnitud isyarat analisis diukur. Kemudian pergantungan linear magnitud isyarat yang diterima pada kepekatan aditif diperoleh dan diekstrapolasi sehingga ia bersilang dengan paksi-x (Rajah 10.2). Segmen yang dipotong oleh garis lurus ini pada paksi absis akan sama dengan kepekatan bahan yang tidak diketahui yang ditentukan.Kaedah ini boleh digunakan di kawasan linear lengkung penentukuran.
2.1. Kaedah penambahan berganda
Beberapa (sekurang-kurangnya tiga) bahagian volum Vst dimasukkan ke dalam larutan ujian, disediakan seperti yang ditunjukkan dalam monograf farmakope swasta. larutan dengan kepekatan ion yang diketahui sedang ditentukan, memerhatikan keadaan kekuatan ion malar dalam larutan. Ukur potensi sebelum dan selepas setiap penambahan dan hitung perbezaan ∆E antara yang diukur
potensi dan potensi penyelesaian ujian. Nilai yang terhasil adalah berkaitan dengan kepekatan ion yang ditentukan oleh persamaan:
di mana: V – isipadu larutan ujian;
C ialah kepekatan molar ion yang ditentukan dalam larutan ujian;
Bina graf bergantung pada isipadu aditif Vst. dan ekstrapolasi garis lurus yang terhasil sehingga ia bersilang dengan paksi X. Pada titik persilangan, kepekatan larutan ujian ion yang ditentukan dinyatakan dengan persamaan:
2.2. Kaedah penambahan tunggal
Pada volum V larutan ujian, yang disediakan seperti yang diterangkan dalam monograf farmakope persendirian, tambahkan volum Vst. larutan piawai kepekatan diketahui Cst. Sediakan larutan kosong di bawah keadaan yang sama. Ukur potensi larutan ujian dan larutan kosong sebelum dan selepas menambah larutan piawai. Kira kepekatan C analit menggunakan persamaan berikut dan buat pembetulan yang diperlukan untuk larutan kosong:
di mana: V ialah isipadu ujian atau larutan kosong;
C ialah kepekatan ion yang ditentukan dalam larutan ujian;
Vst. – menambah isipadu larutan standard;
Cst. – kepekatan ion yang ditentukan dalam larutan piawai;
∆E – beza keupayaan diukur sebelum dan selepas penambahan;
S – kecerunan fungsi elektrod, ditentukan secara eksperimen pada suhu malar dengan mengukur beza keupayaan antara dua penyelesaian piawai, kepekatannya berbeza dengan faktor 10 dan sepadan dengan kawasan linear lengkung penentukuran.
Minat terhadap kaedah aditif dalam ionometri adalah disebabkan oleh hakikat bahawa ia memainkan peranan yang lebih penting daripada kaedah aditif dalam kaedah analisis lain. Kaedah penambahan ionometri menawarkan dua kelebihan besar. Pertama, jika variasi kekuatan ion dalam sampel yang dianalisis tidak dapat diramalkan, maka penggunaan kaedah lengkung penentukuran biasa memberikan kesilapan besar takrifan. Penggunaan kaedah aditif secara radikal mengubah keadaan dan membantu meminimumkan ralat penentuan. Kedua, terdapat kategori elektrod yang penggunaannya bermasalah kerana potensi hanyut. Dengan potensi hanyutan sederhana, kaedah penambahan dapat mengurangkan ralat penentuan dengan ketara.
Pengubahsuaian kaedah aditif berikut diketahui oleh orang awam: kaedah aditif standard, kaedah aditif double standard, kaedah Gran. Kesemua kaedah ini boleh disusun kepada dua kategori mengikut kriteria matematik eksplisit yang menentukan ketepatan keputusan yang diperolehi. Ia terletak pada fakta bahawa beberapa kaedah tambahan semestinya menggunakan nilai cerun fungsi elektrod yang diukur sebelum ini dalam pengiraan, sementara yang lain tidak. Menurut bahagian ini, kaedah penambahan piawai dan kaedah Gran jatuh ke dalam satu kategori, dan kaedah penambahan piawai berganda ke dalam yang lain.
1. Kaedah penambahan standard dan kaedah Gran.
Sebelum saya membentangkan ciri individu satu atau satu lagi jenis kaedah tambahan, kami akan menerangkan prosedur analisis dalam beberapa perkataan. Prosedur ini terdiri daripada menambahkan larutan yang mengandungi ion yang dianalisis yang sama kepada sampel yang dianalisis. Sebagai contoh, untuk menentukan kandungan ion natrium, penambahan larutan natrium piawai dibuat. Selepas setiap penambahan, bacaan elektrod direkodkan. Bergantung pada cara hasil pengukuran diproses selanjutnya, kaedah itu akan dipanggil kaedah penambahan standard atau kaedah Gran.
Pengiraan bagi kaedah tambah piawai adalah seperti berikut:
Cx = D C (10DE/S - 1)-1,
di mana Cx ialah kepekatan yang dikehendaki;
DC ialah jumlah bahan tambahan;
DE ialah tindak balas yang berpotensi kepada pengenalan bahan tambahan DC;
S ialah kecerunan fungsi elektrod.
Pengiraan dengan kaedah Gran kelihatan agak rumit. Ia terdiri daripada memplot graf dalam koordinat (W+V) 10 E/S dari V,
di mana V ialah isipadu bahan tambah tambahan;
E - nilai potensi yang sepadan dengan bahan tambahan yang diperkenalkan V;
W ialah isipadu sampel awal.
Graf ialah garis lurus yang bersilang dengan paksi-x. Titik persilangan sepadan dengan isipadu aditif tambahan (DV), yang bersamaan dengan kepekatan ion yang dikehendaki (lihat Rajah 1). Daripada hukum setara, Cx = Cst DV / W, di mana Cst ialah kepekatan ion dalam larutan yang digunakan untuk memperkenalkan bahan tambahan. Terdapat beberapa bahan tambahan, yang secara semula jadi meningkatkan ketepatan penentuan berbanding dengan kaedah tambahan standard.
Adalah mudah untuk melihat bahawa dalam kedua-dua kes cerun fungsi elektrod S muncul. Dari sini ia mengikuti bahawa peringkat pertama kaedah tambahan ialah penentukuran elektrod untuk penentuan nilai cerun berikutnya. Nilai mutlak potensi tidak terlibat dalam pengiraan, kerana untuk mendapatkan keputusan yang boleh dipercayai, hanya ketekalan cerun fungsi penentukuran daripada sampel ke sampel adalah penting.
Sebagai tambahan, anda boleh menggunakan bukan sahaja larutan yang mengandungi ion penentu potensi, tetapi juga larutan bahan yang mengikat ion sampel yang dikesan ke dalam sebatian tidak berpisah. Prosedur analisis tidak berubah secara asasnya. Walau bagaimanapun, untuk kes ini terdapat beberapa ciri-ciri, yang perlu diambil kira. Keistimewaannya ialah graf keputusan eksperimen terdiri daripada tiga bahagian, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Bahagian pertama (A) diperoleh dalam keadaan di mana kepekatan bahan pengikat kurang daripada kepekatan bahan penentu potensi. Bahagian seterusnya graf (B) diperoleh dengan nisbah yang lebih kurang setara bagi bahan di atas. Dan akhirnya, bahagian ketiga graf (C) sepadan dengan keadaan di mana jumlah bahan pengikat lebih besar daripada yang menentukan potensi. Ekstrapolasi linear bahagian A graf kepada paksi-x memberikan nilai DV. Rantau B biasanya tidak digunakan untuk penentuan analisis.
Jika lengkung pentitratan simetri berpusat, maka rantau C boleh digunakan untuk mendapatkan keputusan analisis.Walau bagaimanapun, dalam kes ini, ordinat perlu dikira seperti berikut: (W+V)10 -E/S.
Oleh kerana kaedah Gran mempunyai kelebihan yang lebih besar daripada kaedah bahan tambahan standard, maka pertimbangan selanjutnya akan melibatkan terutamanya kaedah Gran.
Kelebihan menggunakan kaedah boleh dinyatakan dalam perkara berikut.
1. Mengurangkan ralat penentuan sebanyak 2-3 kali kerana pertambahan bilangan ukuran dalam satu sampel.
2. Kaedah aditif tidak memerlukan penstabilan berhati-hati kekuatan ion dalam sampel yang dianalisis, kerana turun naiknya ditunjukkan dalam nilai nilai mutlak berpotensi pada tahap yang lebih besar daripada cerun fungsi elektrod. Dalam hal ini, ralat penentuan dikurangkan berbanding kaedah keluk penentukuran.
3. Penggunaan beberapa elektrod adalah bermasalah, kerana kehadiran potensi yang tidak cukup stabil memerlukan kerap prosedur penentukuran. Memandangkan dalam kebanyakan kes potensi hanyut mempunyai sedikit kesan ke atas cerun fungsi penentukuran, mendapatkan keputusan menggunakan kaedah penambahan standard dan kaedah Gran dengan ketara meningkatkan ketepatan dan memudahkan prosedur analisis.
4. Kaedah penambahan standard membolehkan anda mengawal ketepatan setiap penentuan analisis. Kawalan dijalankan semasa pemprosesan data eksperimen. Sejak dalam pemprosesan matematik beberapa titik eksperimen terlibat, kemudian melukis garis lurus melaluinya setiap kali mengesahkan bahawa bentuk matematik dan kecerunan fungsi penentukuran tidak berubah. Jika tidak pandangan linear grafik tidak dijamin. Oleh itu, keupayaan untuk mengawal ketepatan analisis dalam setiap penentuan meningkatkan kebolehpercayaan keputusan.
Seperti yang telah dinyatakan, kaedah penambahan standard membolehkan penentuan menjadi 2-3 kali lebih tepat daripada kaedah lengkung penentukuran. Tetapi untuk mendapatkan ketepatan definisi sedemikian, satu peraturan harus digunakan. Penambahan yang terlalu besar atau kecil akan mengurangkan ketepatan penentuan. Jumlah bahan tambahan yang optimum hendaklah sedemikian rupa sehingga menyebabkan potensi tindak balas 10-20 mV untuk ion bercas tunggal. Peraturan ini mengoptimumkan ralat rawak analisis, bagaimanapun, dalam keadaan di mana kaedah tambahan sering digunakan, ralat sistematik yang berkaitan dengan perubahan dalam ciri elektrod selektif ion menjadi ketara. Ralat sistematik dalam kes ini ditentukan sepenuhnya oleh ralat daripada menukar cerun fungsi elektrod. Jika cerun berubah semasa eksperimen, maka dalam keadaan tertentu ralat relatif penentuan akan lebih kurang sama dengan ralat relatif daripada perubahan cerun.
