3.4. Измерение концентрации вещества в растворе методом стандартов
В методе стандартов сравниваются полезные аналитические сигналы эталонного образца (уэт) с известным содержанием компонента (Сэт) и анализируемой пробы (у х); у эт = S С эт; у х = S С х, где S — коэффициент пропорциональности. Если S — известно, то С х = у х : S. Обычно применяют соотношение: у эт : у х = С эт : С х, откуда
Наиболее надежные результаты получают, когда в качестве образцов сравнения используют стандартные образцы — специально приготовленные материалы, состав и свойства которых достоверно установлены и официально аттестованы специальными государственными метрологическими учреждениями.
В способе ограничивающих растворов линейный (в выбранном концентрационном диапазоне) характер градуировочной функции постулируют заранее (и, при возможности, экспериментально проверяют), а стандартный раствор выбирают так, чтобы С1<Сx<C2. (рис.5)
Рис. 5. Метод стандартов
Легко видеть, что в этом случае
Если c1 и с2 достаточно близки к сх то способ ограничивающих растворов иногда дает более точные результаты, чем "полный" вариант способа внешних стандартов.
3.5. Измерение концентрации вещества в растворе методом добавок
Если нужно учесть влияние матрицы образца, часто используют метод добавок — расчетный и графический.
При определении содержания расчетным методом берут две аликвоты раствора анализируемой пробы. В одну из них вводят добавку определяемого компонента известного содержания. В обеих пробах измеряют аналитический сигнал — ух и ух+доб. Неизвестную концентрацию определяемого компонента рассчитывают по формуле:
где Vдоб и Сдоб — объем и концентрация добавленного раствора определяемого компонента; V — аликвота анализируемой пробы.
При определении содержания компонента графическим методом берут n аликвот анализируемой пробы: 1, 2, 3, , n. В аликвоты 2, 3,, n вводят известные, возрастающие количества определяемого компонента. Во всех аликвотах измеряют аналитический сигнал и строят график в координатах аналитический сигнал — содержание определяемого компонента, приняв за условный ноль содержание определяемого компонента в аликвоте без добавки (аликвота 1). Экстраполяция полученной прямой до пересечения с осью абсцисс дает отрезок, расположенный слева от условного нуля координат, величина которого в выбранном масштабе и единицах измерения соответствует искомому содержанию (Cх) определяемого компонента (рис.6).
Рис.6. Метод добавок
Метод стандартов и метод добавок применимы для линейной градуировочной функции. Метод градуировочного графика допускает использование как линейной, так и нелинейной функций аналитический сигнал — содержание. В последнем случае требуется большее число экспериментальных данных и результат определения содержания компонента бывает, как правило, менее точным.
При проведении химического анализа обычно не ограничиваются единичным определением, а проводят, как правило, 3–5 параллельных определений для одной и той же пробы или стандартного образца в одинаковых условиях.
Средний результат параллельных определений называется результатом анализа (С или ). Отклонение результата анализа от истинного содержания определяемого вещества () в образце называют погрешностью определения. Поэтому, наряду с определением содержания вещества важна оценка достоверности результатов измерений.