A curva de calibração é um método amplamente utilizado em química analítica para determinar a concentração de uma substância (analito) em uma amostra desconhecida, especialmente em soluções. O método é baseado na relação proporcional entre a concentração e um determinado sinal analítico (propriedade). Conhecendo essa relação, será possível saber a concentração em uma determinada amostra medindo esse sinal. A relação concentração-sinal é geralmente representada em um gráfico conhecido como curva de calibração ou curva de calibração.

É fundamental que o sinal analítico utilizado mantenha uma relação proporcional com a concentração. Os sinais mais utilizados são aqueles cuja relação com a concentração é linear , pelo menos na faixa de trabalho. Por exemplo, uma das propriedades mais utilizadas é a absorbância (absorção de luz), que costuma manter uma relação linear com a concentração de solutos nas soluções. Por ser uma relação linear, ela pode ser representada por uma linha, portanto, esse tipo específico de curva de calibração também é conhecido como linha de calibração .

Elaboração de uma curva de calibração

A elaboração de uma curva de calibração pode ser dividida em duas etapas: preparação das soluções padrão e obtenção da função sinal-concentração (construção da própria curva). Uma vez que a curva de calibração foi obtida, ela pode ser usada para saber a concentração do analito em uma amostra desconhecida. Vamos ver essas etapas aplicadas a uma linha de calibração.

Preparação de padrões

Para preparar uma curva de calibração, partimos de várias soluções com uma concentração conhecida de analito (a substância a ser medida). Essas soluções são conhecidas como soluções padrão . Uma bateria de padrões suficiente deve ser desenvolvida para cobrir uma faixa que inclua a concentração esperada nas amostras desconhecidas.

As concentrações usadas nos padrões também devem estar dentro da faixa válida para a técnica analítica a ser usada. Ou seja, devem estar acima da concentração mínima de analito quantificável pela técnica utilizada. Esse mínimo é conhecido como limite mínimo quantificável . Também deve estar abaixo do limite de linearidade. A relação linear entre a concentração e o sinal geralmente não é mantida em altas concentrações e o limite de linearidade marca a concentração máxima para a qual a curva de calibração seria confiável.

Limites de uma linha de calibração

Construção da curva: relação concentração de analito e sinal analítico

A curva de calibração é construída medindo o sinal analítico em cada um dos padrões previamente elaborados. O valor do sinal medido é atribuído no eixo das ordenadas e a concentração do padrão no eixo das abcissas. Desta forma, podemos marcar pontos no gráfico de acordo com as coordenadas (concentração (x), sinal (y)).

Podemos aplicar regressão linear a esses pontos, geralmente por meio de ajustes de mínimos quadrados , para obter a linha que os relaciona e sua função.

Curva / linha de calibração

Usando a curva de calibração com amostras desconhecidas

Tendo uma amostra de concentração desconhecida, o sinal analítico pode ser medido e a concentração estimada por extrapolação no gráfico obtido anteriormente. Mas pode ser obtido mais exatamente por meio da equação explícita da reta que, aplicada à nossa curva, seria:

Onde:

  • b é a ordenada na origem (intersecção da linha no eixo das ordenadas)
  • m é a inclinação da linha
  • C A é a concentração do analito, representada no eixo das abcissas
  • e é o sinal medido

Tomando dois pontos na linha, o declive é calculado e a concentração de analito já pode ser obtida medindo o sinal:

Além de medir as concentrações do analito nas amostras, as curvas de calibração também são usadas para verificar o funcionamento correto dos instrumentos analíticos.