32

(использованы в формулах английские и русские буквы)

Глава 6. Методы и способы обработки

РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ

6.0 Методы обработки результатов измерения и оценки

полезного сигнала

Под способом измерения понимают установление связи между величиной аналитического сигнала (его полезной составляющей) и истинным содержанием определяемого вещества в пробе. Полученная таким образом зависимость называется градуировочной характеристикой. Ее можно представить в виде градуировочного графика, таблицы, функциональной зависимости аналитического сигнала (формулы). Первую производную градуировочной функции при данном содержании определяемого компонента называют коэффициентом чувствительности (S) метода или просто чувствительностью. Область значений определяемых содержаний (концентраций, массы и т.д.), применяемая в данной методике анализа называется диапазоном определяемых содержаний или диапазоном значений измеряемой величины.

6.0.1. Метод градуировочных кривых (графиков)

Этот метод широко применяется в количественном инструментальном анализе. Под градуировочным графиком понимают экспериментально полученную зависимость измеряемого параметра (аналитического сигнала) от концентрации, массы или объема аликвоты определяемого компонента:

или , (6.1)

где J – величина аналитического сигнала, например, оптическая плотность среды D, показатель преломления n.и т.д.

Построение градуировочного графика выполняют по точкам, для чего сначала готовят серию стандартных образцов с известными значениями концентраций – шкалу стандартов, при этом концентрация определяемого компонента всегда должна находиться в переделах полученного градуировочного графика, т.е. быть охваченной диапазоном шкалы стандартов: , где и – соответственно начальное и конечное значение концентраций шкалы стандартов.

Пробы стандарта готовят либо по точной навеске, используя аналитические весы и мерные колбы, либо путем разбавления аликвот концентрированного раствора с известным титром. В последнем случае рационально строить график от объема аликвоты . Как правило шкала стандартов состоит из серии проб с закономерно изменяющейся концентрацией, например: ; = 0,5 ; = 0,25 и т.д. или ; = +b; = +2b и т.д., где b – некоторая постоянная величина. Стандартный образец, содержащий определяемый компонент, готовят к анализу по той же методике, что и анализируемый. Число точек на графике зависит как от диапазона значений измеряемого параметра, так и от степени линейности полученной зависимости и обычно составляет 5 – 10. Для аналитических целей обычно подбираются такие концентрации определяемого компонента, для которых вид графической зависимости либо линеен (прямая), либо представляет из себя монотонную кривую, близкую к линейной (рисунок 6.1- а).

Концентрацию вещества по графику находят путем опускания перпендикуляра из точки (сигнал образца с неизвестной концентрацией) до его пересечения с полученным графиком (точка А), а затем второго перпендикуляра из точки А до пересечения с осью концентраций (точка ) (рисунок 6.1-а). При высокой нелинейности погрешность измерения сильно возрастает. В этом случае используют разбиение полученной кривой на более мелкие участки, близкие к линейным (рисунок 6.1- б), а обработку данных выполняют путем интерполяции по точкам.

Рисунок 6.1 – Вид графической зависимости аналитического сигнала от концентрации вещества

а – для линейной зависимости без компенсации фонового сигнала;

б – для нелинейной зависимости (кривая разбита на аналитические участки, близкие к линейным.

Если нелинейность выбранного участка градуировочной кривой достаточно высока, то число измеряемых точек необходимо увеличить (обычно удваивают). В среднем используют шкалу стандартов из 20 - 24 проб. Такое же или большее число точек необходимо для построения графика при проведении первичной калибровки прибора, а также при метрологической аттестации методик измерения.