W doborze techniki instrumentalnej kierujemy się kryteriami:

1.

Precyzja i dokładność – ile czasu i uwagi będzie wymagała analiza.

2.

Ilość dostępnej próbki – jaka musi być czułość metody.

3.

Zakres stężeń analitu.

4.

Skład próbki mogący mieć wpływ na przebieg analizy – selektywność metody.

5.

Fizyczne i chemiczne właściwości matrycy – metody analizy cieczy lub gazów w zależności od 
tego jaka jest próbka.

6.

Ilość próbek, które mają być analizowane i powiązany z tym koszt analizy- ekonomia.

7.

Szybkość i łatwość wykonania oznaczenia.

8.

Dostępność aparatury.

Parametry charakteryzujące techniki analityczne:



 precyzja, dokładność



 czułość,



 granica detekcji,



 zakres liniowości wskazań,



 selektywność.

METODY BEZWZGLĘDNE (ABSOLUTNE)

Metody  opierające  się  na  reakcjach  chemicznych  lub  elektrochemicznych  przebiegających 

całkowicie  i  zgodnie  ze  znaną  stechiometrią.  Informacji  o  badanej  próbce  uzyskuje  się  na 

podstawie pomiaru odpowiedniej wielkości fizycznej:

metoda

wielkość mierzona

grawimetria

masa

miareczkowanie

objętość titranta

gazometria

objętość gazu

kulometria

ładunek

elektrograwimetria

masa substancji wydzielonej 

na elektrodzie

termograwimetria

ubytek masy

METODY PORÓWNAWCZE (WZGLĘDNE)

W  celu  uzyskania  dokładnych  wyników  ilościowych  wymagają  kalibracji  względem  znanych 

wzorców.

y = f(c)

y – wielkość mierzona, 
c – stężenie analitu.

W pewnym zakresie stężeń funkcja ma charakter prostoliniowy i przyjmuje postać:

y = a·c lub y = a·c + b

a – współczynnik proporcjonalności, wyznaczany w procesie kalibracji,

b - odcinek na osi Y, który może być na przykład wartością sygnału analitycznego ślepej próby, 

wyznaczonym w procesie kalibracji.

Kalibracja  polega  na  ustaleniu  zależności  między  wartością  sygnału 

detektora, a stężeniem (ilością) analitu generującego sygnał:

Pomiary względne można realizować różnymi metodami:

1.

 Metoda krzywej kalibracyjnej (prostej wzorcowej).

2.

 Metoda dodawania wzorca.

3.

 Metoda wzorca wewnętrznego.

4.

 Metoda porównania ze wzorcem.

Wybór odpowiedniej metody kalibracji  zależy od:



charakteru zależności funkcyjnej,



 charakteru próbek analitycznych,



 czynników zakłócających,



 charakterystyki aparatury,



 warunków doświadczenia,



 innych parametrów.

Jakość kalibrowania zależy od czynników takich jak:



powtarzalność pomiarów wykorzystywanych do kalibrowania,



wiarygodność stosowanych wzorców,



poprawność  porównania  sygnału  analitycznego  dla  badanego  obiektu  z  zależnością 
otrzymaną w czasie kalibracji.

Przygotowanie prostej wzorcowej

1.

Przygotowanie 3-8 roztworów wzorcowych o znanej zawartości analitu x

w

 (stężenie, masa, 

liczba moli).

2.

Przygotowanie roztworu próbki.

3.

Pomiar sygnału analitycznego Y

w

 dla roztworów wzorcowych.

4.

Pomiar sygnału analitycznego Y

P

 dla roztworu próbki.

x 

Y

1
2
3
4
5

próbka

2
4
6
8

10

5

METODA PROSTEJ WZORCOWEJ

5.

Wykreślenie prostej wzorcowej i znalezienie zawartości analitu w próbce.

Y = a·x + b

równanie prostej obliczone metodą najmniejszych 
kwadratów

prosta wzorcowa poprowadzona za pomocą 

regresji liniowej metodą najmniejszych 

kwadratów

punkt odrzucony (obarczony zbyt dużym 
błędem)

R

2

 = 0.9988

 

 – kwadrat współczynnika korelacji liniowej R pozwalający ocenić liniowość sygnału 

analitycznego względem ilości wzorca.

x

Y

tg

a











a

b

Y

x

P

P







Y



b

x

o

            x

w1

               x

w2

              x

w3

            x

w4

          

   x

w5

x

P

Y

P

nachylenie  prostej  (współczynnik  kierunkowym 

prostej)

b  -  sygnał  analityczny  dla  ślepej  próby  czyli  roztworu  wszystkie  składniki  dodawane  podczas 

przygotowania próbki oprócz analitu.

Aby otrzymać idealną prostą kalibracyjną powinny być spełnione warunki:

1.

Środowisko w jakim znajduje się analit w próbce powinno być podobne jak środowisko wzorca.

2.

Procedura  przygotowania  roztworów  wzorcowych  powinna  być  taka  sama  jak  procedura 
przygotowania próbki.

3.

Warunki podczas pomiarów powinny być takie same dla przygotowania prostej wzorcowej jak i 
dla próbki.

4.

Niezbędne  jest  częste  sprawdzenie  przebiegu  wykresu,  zwłaszcza  przy  każdej  zmianie 
warunków  analitycznych,  którą  jest  np.  przygotowanie  nowej  porcji  odczynników,  wymiana 
jakiegoś elementu aparatury, a nawet zmiana analityka wykonującego pomiary.

Sporządzenie wykresu i wyznaczenie za jego pomocą zawartości analitu w rzeczywistej próbce 

analitycznej może być źródłem poważnych błędów systematycznych. Tak dzieje się, jeśli wykres 

odnosi  się  tylko  do  etapu  samego  pomiaru  instrumentalnego,  a  nie  do  całej  procedury 

obejmującej wszystkie etapy procesu analitycznego.

METODA DODATKU WZORCA

Metodę dodatku wzorca można realizować w wariantach:



pojedynczego dodatku wzorca,



wielokrotnego dodatku wzorca.

Wykonanie oznaczenia

1.

Przygotowanie podstawowego roztworu wzorcowego o znanej zawartości analitu x

w

 (stężenie, 

masa, liczba moli).

2.

Przygotowanie próbki.

3.

Pomiar sygnału analitycznego Y

o

 dla próbki (P).

4.

Dodanie do próbki określonej ilości roztworu wzorcowego (W

1

).

5.

Pomiar sygnału analitycznego Y

o+w1

 próbki z dodatkiem wzorca (P+W

1

).

6.

Kolejny dodatek określonej ilości roztworu wzorcowego (W

2

).

7.

Pomiar sygnału analitycznego Y

o+w2

 

 próbki z kolejnym dodatkiem wzorca (P+W

1

+W

2

).

8.

Kolejny dodatek roztworu wzorcowego (W

3

...W

n

) i pomiar sygnału analitycznego 

(P+W

1

+W

2

+W

3

+...W

n

).

Dla wariantu wielokrotnego dodatku wzorca:

x

x

                                            x

w1

                          x

w2

                          

x

w3

Y

o+w1

Y

o+w

2

Y

o+w

3

Y

o

9.

Wykreślenie prostej i znalezienie zawartości substancji badanej w próbce.

Y = a·x + b  dla Y=0 

a

b

0

x

P





ekstrapolacja prostej łączącej punkty pomiarowe do punktu przecięcia się z 

osią X pozwala graficznie wyznaczyć zawartość substancji badanej w próbce.

Zalety metody dodatku wzorca



jest  stosowana  gdy  nie  jest  możliwe  przygotowanie  roztworów  wzorcowych  o  składzie 
identycznym ze składem próbki;



daje  dobre  wyniki  gdy  brak  jest  informacji  o  wszystkich  składnikach  próbki,  które  mogą 
wywoływać efekt matrycowy;



stosowana gdy poszczególne próbki różnią się od siebie matrycą;

Ograniczenia metody dodatku wzorca



może  być  stosowana  gdy  sygnał  jest  wprost  proporcjonalny  do  stężenia  lub  jego  określonej 
funkcji np. log c;



zależność nie zawsze jest prostoliniowa co może powodować, że ekstrapolacja daje zaniżone 
lub zawyżone wyniki;



forma  chemiczna  lub  zachowanie  dodawanego  wzorca  analitu  nie  zawsze  jest  identyczne  z 
zachowaniem  lub  formą  analitu  obecnego  w  próbce,  dlatego  metodę  stosuje  się  w  praktyce 
jedynie  do  próbek  w  roztworze,  gdy  jest  wysoce  prawdopodobne  że  analit  jest  w  tej  samej   
postaci;



metoda nie eliminuje błędów wywołanych wpływem interferencji addytywnych, powodujących 
równoległe przesunięcie wykresu.

METODA PORÓWNANIA ZE WZORCEM

Wykonanie pomiaru

1.

Przygotowanie roztworu wzorcowego o znanej zawartości analitu x

w

 (stężenie, masa, liczba 

moli).

2.

Przygotowanie roztworu próbki o zawartości analitu x

P

.

3.

Pomiar sygnału analitycznego Y

w

 dla roztworu wzorcowego.

4.

Pomiar sygnału analitycznego Y

P

 dla roztworu próbki.

5.

Porównanie uzyskanych sygnałów analitycznych przy założeniu, że zależność sygnałów 

analitycznych od stężenia analitu spełnia zależność Y = ax:

Najszybsza  i  najprostsza  z  metod,  obarczona  jednak  największym  prawdopodobieństwem 

wystąpienia błędów. 

Y

w

 = ax

w 

    i    Y

P

 = ax

P

w

w

P

P

P

w

P

w

Y

x

Y

x

x

x

Y

Y









Najczęściej procedurę tę stosuje się do:



stwierdzenia czy stężenie analitu jest mniejsze czy większe od pewnej wartości progowej.



wyznaczenia przybliżonego stężenia analitu.

Materiał odniesienia (Reference Material - RM)

to materiał, którego odpowiednie właściwości są jednorodne i trwałe na tyle, aby materiał mógł 

być  wykorzystany  do  zamierzonego  celu  w  pomiarach  lub  do  badania  tych  cech 

charakterystycznych (nominalnych).

to  materiał  odniesienia  mający  dokument  wydany  przez  wiarygodną  instytucję,  w  którym 

podana jest jedna lub kilka wartości dla danej cechy z przypisaną do tej wartości niepewnością, 

odniesieniem  do  spójności  pomiarowej,  określone  za  pomocą  zwalidowanej  procedury 

pomiarowej.

Zgodnie  z  „Międzynarodowym  słownikiem  podstawowych  i  ogólnych  terminów 

metrologii” (VIM_3):

Certyfikowany materiał odniesienia (Certified Reference Material – 

CRM)

Wykorzystanie materiałów odniesienia:



ocena precyzji pomiarów,



sterowanie jakością,



ocena odzysku ( po dodatku wzorca).

Wykorzystanie certyfikowanych materiałów odniesienia:



ocena dokładności pomiarów,



kalibracja aparatury pomiarowej,



opracowanie (optymalizacja) nowych procedur pomiarowych,



walidacja procedury pomiarowej,



weryfikacja procedury pomiarowej,



badanie biegłości analityka.

Rodzaje certyfikowanych materiałów odniesienia w zależności od ich zastosowania:



czyste substancje chemiczne o znanej czystości (zawartości zanieczyszczeń) lub ich roztwory 

stosowane  jako  wzorce  do  kalibracji  aparatury  pomiarowej  lub  identyfikacji  obecności  danej 

substancji;



czyste  substancje  chemiczne  o  znanej  czystości,  wykorzystywane  do  odtwarzania  składu 

matrycy;



matrycowe materiały odniesienia o certyfikowanej zawartości oznaczanej substancji;



matrycowe  materiały  odniesienia  stosowane  dla  danej  procedury  pomiarowej,  odtwarzające 

wartość certyfikowaną pod warunkiem odtworzenia opisanej procedury postępowania;



fizykochemiczne materiały odniesienia, dla których certyfikowano np.. gęstość, lepkość, pH;



materiały  z  przypisaną  wartością  określonych  właściwości  wyrażanych  w  jednostkach 

umownych.