在分析化学中,特别是仪器分析实验中,经常用某物质已校正的标准曲线来求相应物质的未知浓度。标准曲线通常是一条过原点的直线,被测组分含量可从标准曲线上求得。以分光光度计法为例,某特定波长的光经过某物质,可以被该物质吸收、反射等,并且其浓度(c)与吸光度(A)之间在一定浓度范围内符合朗伯-比尔定律。
但有时由于人为操作误差、仪器系统不稳定等因素,所有的实验点往往不在同一条直线上,这就需要用数理统计方法找出各数据点误差最小的直线,对数据进行用最小二乘法分析,求出回归方程,然后绘制回归曲线。标准曲线法和标准加入法是大家经常会搞混的方法。简而言之,标准曲线法适用于组成较为简单的大批量式样测定,操作比较简单;标准加入法能有效消除集体不同造成的误差,提高分析结果的准确性,但工作量大。
标准曲线法和标准加入法区别
1.标准曲线法
也称外标法或直接比较法,是一种简便、快速的定量方法。与分光光度分析中的标准曲线法相似,首先用欲测组分的标准样品绘制标准曲线。
具体方法是:用标准样品配制成不同浓度的标准系列,在与待测组分相同的色谱条件下,等体积准确进样,测量各峰的峰面积或峰高,用峰面积或峰高对样品浓度绘制标准曲线,此标准曲线应是通过原点的直线。若标准曲线不通过原点,则说明存在系统误差。标准曲线的斜率即为绝对校正因子。
在测定样品中的组分含量时,要用与绘制标准曲线完全相同的色谱条件作出色谱图,测量色谱峰面积或峰高,然后根据峰面积和峰高在标准曲线上直接查出注入 中样品组分的浓度。
标准曲线法的优点是:绘制好标准工作曲线后测定工作就变得相当简单,可直接从标准工作曲线上读出含量,因此特别适合于大量样品的分析。
标准曲线法的缺点是:每次样品分析的色谱条件(检测器的响应性能,柱温,流动相流速及组成,进样量,柱效等)很难完全相同,因此容易出现较大误差。此外,标准工作曲线绘制时,一般使用欲测组分的标准样品(或已知准确含量的样品),而实际样品的组成却千差万别,因此必将给测量带来一定的误差。
2.标准加入法
是一种被广泛使用的检验仪器准确度的测试方法。这种方法尤其适用于检验样品中是否存在干扰物质。具体方法是:将一定量已知浓度的标准溶液加入待测样品中,测定加入前后样品的浓度。加入标准溶液后的浓度将比加入前的高,其增加的量应等于加入的标准溶液中所含的待测物质的量。如果样品中存在干扰物质,则浓度的增加值将小于或大于理论值。标准曲线法适用于标准曲线的基体和样品的基体大致相同的情况,优点是速度快,缺点是当样品基体复杂时不正确。标准加入法可以有效克服上面所说的缺点,因为他是把样品和标准混在一起同时测定的(“标准加入法”的叫法就是从这里来的),但他也有缺点就是速度很慢。标准曲线法可在样品很多的时候使用,先做出曲线,然后从曲线上找点,那样方便。而标准加入法,适合数量 少的时候用。在制备标准曲线时,标准液浓度选择一般应能包括待测样品的可能变异最低与最高值,一般可选择5种浓度。浓度差距最好是成倍增加或等级增加,并应与被测液同样条件下显色测定。标准液的测定:在比色时,读取光密度至少读2-3次,求其平均值,以减少仪器不稳定而产生的误差。
案例分析:
配制两个标液:一个是10ppb的铅 一个是50ppb的铅,来做标准曲线法和标准加入法的对比。
试验一:我用50ppb的铅 做了一条标准曲线 15 ,20,30,40,50做了一标准曲线,相关系数0.999,测量10ppb的铅,得到的结果是11.2ppb;
试验二:我用50ppb的铅当成储备液,把10ppb的铅当成未知样品,进行标准加入法测量,做了三个点,第一个点加入10ppb,第二个点加入20ppb,第 三个点加入了30ppb,相关系数是0.9989,得到的blank(就是10ppb的样品)结果是9.1ppb;
试验三:我用50ppb的铅当成储备液,把10ppb的铅当成未知样品,进行标准加入法测量,做了五个点,第一个点加入10ppb,第二个点加入20ppb,第三个点加入30ppb,第四个点加入40ppb,第五个点加入50ppb,相关系数是0.999,得到的blank(就是10ppb的样品)结果是10.1ppb。
(备注:试验一样品取20微升,稀释液10微升,基体改性剂5微升;试验二和试验三样品取10微升,稀释液取10微升,基体改性剂取5微升。)
疑问:
1.标准加入法和标准曲线法测同一个样出现了三个不同的结果(9.1,10.1,11.2),是什么原因造成的?
2.标准加入法应该至少做多少个点才比较合适?是不是点越多越好?
3.标准加入法的相关系数是不是要一般要达到多少才可以出数据?不确定度如何评估?这几个数据是不是都是正常的?
答疑:
试验一:未将样品浓度包含在标准曲线内,所以偏差大;
试验二:三个浓度点,较少,结果偏差较大;
试验三:结果准确度高。
标准加入法取的点数跟标准曲线法的一样,都是要5个点(因为你是要出报告,需要很正规。在平常我们做实验看看数据,就不会用到那么多的点)。吸光度的值在0.2~0.5A之间,在石墨炉中吸光度还是不要太高,要不然曲线很容易弯。置信度的要求跟标准曲线法一样,火焰R=0.999以上,石墨炉R=0.995以上。
顺便说一下,标准加入法一定要用线性拟合。要用标准加入法要满足三个条件,一是校正曲线必须是线性的。二,干扰是固定的,即干扰效应的大小只取决于干扰组分的绝对量。三,标准曲线取的点数多少,包括样液本身,不过也有说是四点以上,有说是五点以上。
实验与分析
展源
何发
2020-05-27
2021-01-12
2023-08-11
2020-05-27
2020-05-27
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