Curva Analítica
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MÉTODOS INSTRUMENTAIS DE
ANALISE – CURVA ANALÍTICA
Darlan S. Santil
Métodos de Analise Química
Classificação dos métodos
Clássicos
Instrumentais
Volumétricos
Gravimétricos
Espectrométricos
Eletroanalíticos
Cromatrográficos
Métodos Espectrométricos
Classificação por Regiões do espectro eletromagnético:
incluindo Espectroscopia Acústica, de massas e de
elétrons
Métodos Espectroquímicos
Espectroscopia Atômica : ICP OES, ICP-MS, FAAS,
EAAS, GFAAS
Espectrofotometria, Turbidimetria
Métodos Eletroanalíticos
Potenciometria, Voltametria, amperometria,
Condutimetria
Vantagens:
Determinação de espécies diferentes
Barato, em torno de 20mil dólares
Informam a atividade, em vez de concentrações
químicas.
Métodos Cromatográficos
Separação de componentes de uma amostra
Grau de resolução é exigido, Exatidão e precicão
Classificação: LC, CG, SFC
Técnicas hifenadas,
Ex: HPLC-ICP OES, HPLC-ICP-MS, CG-MS
Figuras de Mérito associadas
Linearidade
Sensibilidade
Faixa de Trabalho
Limite de Detecção
Limite de Quantificação
LINEARIDADE
Capacidade do método oferecer resultados diretamente proporcionais em á concentração do
analito dentro de uma faixa de trabalho.
Correlação entre o sinal medido (espectroquimico, eletroanalítico, área ou altura) e a massa
ou concentração da espécie quantificada expressa como equação de uma reta chamada
Curva analitica.
Sinal= y=mx+b
m e b são estimados por método de minimos Quadrados uma Analise de regressão
LINEARIDADE
Coeficiente de Correlação:
X=Concentração
Y=Sinal Analítico
n=número de pontos experimentais
n
n
xy x y
i i
r
n
i 1
i
i 1
i
i 1
2
2
n
n
n
n
2
2
n xi xi . n yi yi
i 1 i 1
i 1
i 1
LINEARIDADE
r varia de -1,0 a +1,0
Próximo a +1,0 pontos no gráfico caem em linha
reta com inclinação positiva
Próximo a -1,0 pontos no gráfico caem em linha
linha reta com inclinação negativa
Próximo a zero, conjunto de pontos não mostram
nenhuma tendência
Usa-se Coeficiente de determinação, r ao quadrado
Varia de 0 a 1
LINEARIDADE
Métodos dos mínimos Quadrados
LINEARIDADE
Reta y mx b
y= Sinal analitico
m= Coef.angular
b= Coef. Linear
n
m
n
n xiyi xi yi
i 1
i 1
i 1
2
n xi xi
i 1
i 1
n
n
n
n
2
n
n
x y xxy
i
b
n
i 1
2
i
i 1
i
i 1
i i
i 1
2
n
2
n xi xi
i 1
i 1
n
LINEARIDADE
Erros nas medidas
2
y mx b
2
yi
xi
n
n
2
i 1 m 2 xi 2 i 1
y
i
n
n
i 1
sy i 1
(n 2)
sy
sm
1
2
n
sb sy
2
n
x
i
n
xi
n xi 2 i 1
n
n i 1 2
i 1
n
xi
i 1
n
n
SENSIBILIDADE
“Medida da habilidade de discriminar entre
pequenas diferenças na concentração de um
analito”
Fatores que afetam:
Precisão
Inclinação da curva de calibração
Sensibilidade de calibração ou coeficiente angular
Definição quantitativa de sensibilidade
OUTRAS FIGURAS DE MÉRITO
Faixa de Trabalho
Intervalo entre valor superior e inferior do
analito, atendendo precisão e exatidão se estende
ao LOQ ao LOL
Limite de Detecção
sb
LD 3,3 x
m
Limite de Quantificação
sb
LQ 10 x
m
OBTENÇÃO DA CURVA DE CALIBRAÇÃO
A resposta para o procedimento analítico deve ser
avaliada para quantidades conhecidas de
constituintes (padrão) de forma que a resposta
para uma quantidade desconhecida do analito ser
interpretada
Requesitos:
Considerar matriz da amostra, evitando efeito de
matriz
Número de padrões
Sempre que puder fazer a calibração novamente
TÉCNICA DE ADIÇÃO DO ANALITO
Minimização de efeito de matriz
Matrizes complexas
Spiking
Medidas feitas na amostra original + solução
padrão
Vários técnicas varia de acordo com concentração
do analito e de alguns casos da concentração dos
reagentes usados
Todos os outros conistituintes da mistura
reacional devem ser identicos
TÉCNICA DE ADIÇÃO DO ANALITO
Stotal k .Ctotal
ntotal
2. Stotal k .
Vtotal
3. Stotal k . (np nx )
Vtotal
1
(CpVp CxVx )
Vtotal
k .CpVp k .CxVx
S
total
5.
Vtotal
Vtotal
4. Stotal k .
nd nº mols desconhecido
np nº mols padrão
Stotal mVp b
ou
Stotal mCp b
Obs.Gráfico pode ser
sinal x cp ou sinal x Vp
k .Cp
m
Vtotal
ou
k .Vp
m
Vtotal
k .CxVx
b
Vtotal
Desvio padrão da
concentração do analito x
2
Sm Sb
6. s Cx
m b
2
m e b podem ser determinados pelo método dos
minimos quadrados e Cd pode ser obtida da
seguinte forma:
b kVxCx / Vtotal VxCx
kCp / Vtotal
m
Cp
bCp
Cx
mVx
Harris
Skoog
EXEMPLO
Dez milimetros de aliquota de amostra de água
natural foram pipetados em balões de 50,00ml e
foram adicionados em cada exatamente 0,00mL,
0,05mL, 10,00mL, 15,00mL e 20,00mL de uma
solução padrão de Fe3+ com excesso de ion tiocianato
para dar complexo com cor vermelha Fe(SCN)2+.
Depois da diluição, cada solução teve sua resposta do
instrumento medida com um colorimetro e foi
encontrado para cada uma 0.240, 0.437, 0.621, 0,809,
1.009 respectivamente.
Qual a concentração de Fe3+ na amostra de água?
Calcule desvio padrão da inclinação (sm) da
interseção (sb) e o desvio padrão do Fe3+ (sc)
Balão 1- sem adição de
analito
Balão 2 - 1,11 ppm (mg/L)
C= (11,1x5,00/50,00)
Balão 3 - 2,22 ppm (mg/L)
C= (11,1x10,00/50,00)
Balão 4 - 3,33 ppm (mg/L)
C= (11,1x15,00/50,00)
Balão 5 - 4,44 ppm (mg/L)
C= (11,1x20,00/50,00)
7,01
0,00
1,11
2,22
3,33
4,44
ppm
Cp=0,11ppm, Vx=10,00mL, Vt=50,00
Deve-se obter a eq da reta: S=mVp+b
a)
m e b são determinados por mmq,
m=0,0382 e b=0,2412
0, 2412 x11,1
CFe 3
7, 01 ppm
0, 03820 x10, 00
Outra forma de resolver é pelo volume
Diferença entre o volume adicionado de padrão
na origem (zero) e o valor do volume da
interseção da reta é o volume de padrão
equivalente a quantidade de analito na amostra
k .CpVp k .CxVx
0
Vtotal
Vtotal
Cp (Vp )0
Cx
Vx
11.1x6.31
Cx
7.01 ppm
10.00
Stotal
b) Aplicando as equações
2
n
n
y
i
xi
n
n
2
2
2
i 1
yi
m xi i 1
n
n
i 1
sy i 1
(n 2)
2
sb sy
Sb=3,8x10-3
Sm=3,1x10-4
Substituindo em
2
1
n
xi
n i 1 2
n
xi
i 1
Sm Sb
s Cx
m
b
S=0,12 ppm Fe3+
2
2
sm
sy
n
xi
n
2
n xi i 1
n
i 1
2
PADRÃO INTERNO
“Quantidade conhecida de composto, diferente do
analito, que é adicionada a amostra
desconhecida.”
Útil para analises nas quais as quantidades de
amostra analisada ou resposta variam
ligeiramente, por razões de difícil controle, Ex: T,
vazão de gás.
A razão sinal do analito/sinal da espécie
referência permanece constante