Tüm analitik metotlar kantitatif analiz amacıyla
kullanıldıklarında kalibrasyona gereksinim vardır. Kalibrasyon, bir enstrüman
çıkışında ölçülen analitik sinyalin analitin konsantrasyonuyla olan ilişkisinin
doğru olarak saptanması amacıyla yapılan bir işlemdir: Sinyalin (veya
responsun) kalibrasyonu yapılmadan bir örnek için alınan verilerle
konsantrasyon bağıntısı elde edilemez.
Bir kalibrasyon metodunun özgünlüğü kesinlik, doğruluk,
bias, hassasiyet, algılama sınırları, seçicilik ve uygulanabilir konsantrasyon
aralığına bağlıdır. Bu kavramlar aşağıda kısaca açıklanmıştır.
Kesinlik (Precision)
Metodun tekrar üretilebilirliğinin (reproduciblility) bir
ölçüsüdür; aynı şekilde elde edilen sonuçlar birbirlerine ne kadar yakın
değerlerdedir? Rastgele (random) hatalar standart sapmayla izlenebilir; genellikle
% relatif sapma değeriyle ifade edilir.
Analitik Metotların Kesinlik (Precision)
Tanımları
Tanımları
Doğruluk (Accuracy)
Ölçülen değer gerçek değere ne kadar yakındır? Normal olarak % relatif hata (mutlak hata olabilir) ile tanımlanır; örneğin, %1 hata, ölçülen konsantrasyonun gerçek analit konsantrasyonunun %1 sınırı içinde doğrudur.
Bias
Bir ölçmenin sistematik hatasının göstergesidir;
enstrümantal, personel ve metot hatalarından kaynaklanır. Mutlak hata olarak
ifade edilir. m, tüm değerlerin ortalaması;
xi, gerçek değeri gösterir.
bias = m - xi
Hassasiyet
(Sensitivity)
Hassasiyet iki faktöre bağlıdır; kalibrasyon eğrisinin eğimi
(eğimin dikliğiyle artar) ve ölçümlerin birbirine yakınlığı.
S = m C + Sşahit
S = ölçülen sinyal, C = analitin konsantrasyonu, Sşahit
= şahitin sinyali, m = kalibrasyon eğrisinin eğimi, Si = analitik sinyal.
Kalibrasyon hassasiyeti = m
Analitik hassasiyet = g = m/ Si
Avantajları: Amplifikasyon faktörlerine karşı hassas
değildir ve birimlerden bağımsızdır. Dezavantajları: Sinyalin standart sapması
konsantrasyonla değişir.
Seçicilik
(Selectivity)
Uygulanan metodun örnek matrisindeki diğer maddelerden
etkilenmemesini belirten bir derecedir. S = analitik sinyal, Sşahit
= şahitin sinyalini gösterdiğinde,
CA, CB, CC = A, B ve C
konsantrasyonları; mA, mB, cC = A, B ve C
maddelerinin kalibrasyon eğrisi eğimindeki değerleridir.
Seçicilik faktörleri 0 ile >>1 arasındadır; girişimler
gözlenen sinyali azaltırsa negatif olabilir.
Algılama (Detection) Sınırları
Bilinen bir güvenilirlik seviyesinde saptanabilen minimum
ağırlıktaki (veya konsantrasyondaki) analit miktarıdır.
Sm
= minimum ayırt edilebilen analitik sinyal,
Sm = Sşahit
+ ksşahit
Sşahit = şahit sinyali ortalaması, k = sabit (~ 3),
sşahit = şahitin mutlak standart sapması.
Sşahit ve
sşahit değerlerinin bulunması için 20-30 ölçme gerekir.
Uygulanabilir
Konsantrasyon Aralığı
Bir kalibrasyon eğrisi grafiği;
cihaz responsu-konsantrasyon değişimi.
Teorik olarak absorbansın konsantrasyonla orantılı olması
gerektiği halde çoğu zaman doğrusallıktan sapmalar olur. Bu nedenle kalibrasyon
eğrilerine gereksinim vardır. Ayrıca, analizin yapıldığı zaman en az bir
standardın absorbansı tekrar ölçülerek atomik buhar elde edilirken kontrol dışı
kalan değişkenlerin neden olduğu hatalar saptanır. Böylece standardın orijinal
kalibrasyon eğrisinden gösterebileceği sapma, örnek için elde edilen sonuçların
düzeltilmesinde kullanılır.
Dinamik Aralık: Eğrinin
doğrusal olan kısmının kullanılması tercih edilir; bu bölümde analitik sinyal,
analitin miktarıyla doğru orantılıdır. Dinamik aralığın üstündeki analit
konsantrasyonlarında respons değerinde yükselme görülmez.
Algılama Sınırı
(Limit of Detection, LOD): Makul bir kararlılıkla ölçülebilen en düşük
içeriktir. Tipik olarak S/N (sinyal/gürültü)nün 3 katıdır; gürültünün standart
sapmasına dayanır.
Kantitatif Ölçme
Sınırı (Limit of Quantitative Measurement, LOQ): Uygulanan test koşulları
altında, kabul edilebilir hassasiyet (tekrarlanabilirlik) ve doğrulukla tayin
edilebilen en düşük analit konsantasyonudur. Tipik olarak S/N’nün 10 katıdır
Doğrusal Respons
Sınırı (Limit of Linear Response, LOL): Bir enstrman dedektörünün doygunluk
noktasıdır; bu noktadan sonra sinyalde doğrusal bir respons üretemez.
KALİBRASYON METOTLARI
En çok uygulanan bazı kalibrasyon yöntemleri:
·
Kalibrasyon eğrisi metodu
·
Standart ilavesi metodu
·
İç standart metodu
·
Alan normalizasyonu metodu
1. Kalibrasyon Eğrisi
Metodu
Kalibrasyon
eğrilerinin doğrusal (lineer) olması, yani cihaz responsuyla hemen hemen
orantılı olması istenir. Kalibrasyon eğrisi kullanabilmek için analitin konsantrasyon
aralığı tahmin edilebilmeli, örneğin matriks koşulları değerlendilmelidir.
·
Örneğin
matriks koşullarına benzer koşullarda bir takım standart hazırlanır;
standartlar, tahmin edilen konsantrasyon aralığını kapsayacak seviyelerde
olmalıdır.
·
Analit
içermeyen bir şahit hazırlanır.
·
Standartlar
ve şahit analiz cihazında ölçülür ve elde edilen değerlerle bir kalibrasyon
grafiği çizilir.
·
Bir
kalibrasyon eğrisinin çizilebilmesi için, normal olarak, en az 3 standart ve
bir şahit kullanılır.
·
Örneğin
(analit konsantrasyonu bilinmiyor) ölçümü yapılır; alınan respons kalibrasyon
eğrisinin dinamik aralığı içindeyse, konsantrasyon hesaplanır.
ÖRNEK
Ultraviyole ve Görünür Spektrofotometrede Co+2 Tayini
Analiz edilecek örneğe (bilinmeyen) uygun analiz koşulları
saptandıktan sonra bir seri standart çözelti kullanılarak kalibrasyon eğrisi
hazırlanır. Standartlar, örneğin konsantrasyonuna yakın değerlerde olmalıdır.
·
Kobalt iyonu (Co+2) miktarının tayini
için spektrumda çalışma dalga boyu saptanır; ~500 nm.
·
Beş adet konsantrasyonu bilinen standart ve
analit içermeyen bir şahit çözelti hazırlanır ve 520 nm’deki absorbans
değerleri okunur.
·
AS
değerlerine karşı konsantrasyonu gösteren kalibrasyon grafiği çizilir.
Grafik bir doğru şeklindedir. Örneğin absorbans değeri
okunur.
AX = 0.447 (beş
okumanın ortalaması)
Doğrunun eğimi (m), enstruman responsunun konsantrasyonla
ilişkisini; y eksenini kestiği değer (b) ise, şahitin, veya enstrumanın analit
bulunmadığı haldeki responsudur. Bu değerin her ölçme sonucundan çıkarılması
gerekir.
Transfer fonksiyonu için kalibrasyon hassasiyeti (m) nedir?
m kalibrasyon eğrisinin eğimidir: m =
0.0456
Analitik hassasiyet g
nedir? Bu değer konsantrasyonla değişir; dolayısıyla eğri üzerindeki her değer
için g hesaplanır.
Algılama sınırı
(limit of detection, LOD) nedir?
Kantitatif ölçme
sınırı (limit of quantitative measurement, LOQ) nedir?
Örnekteki analit konsantrastonu (CX) ne kadardır?
Örneği ölçmenin
standart sapması ne kadardır? (ölçme sayısı = 5)
Bu ölçme için %95 güvenilirlik sınırı ne kadardır?
- Örnek için
5 ölçme yapılmıştır.
- 5 değer
için %95 güvenilirlik sınırında, t = 2.78 (tablolardan)
2. Standart Katma Metodu
Standart katma yöntemi, çoğu zaman, örneğin içeriğinin
bilinmediği veya kompleks bir karışım olduğu ve analit dışındaki diğer başka maddelerin
(safsızlıklar) de sinyali etkilediği durumlarda uygulanan bir kalibrasyon
işlemidir. Böyle hallerde matriks, örnek içinde bulunan analitten başka diğer
her şeydir; responsu değiştiren bu tür etkilere ‘matriks etkisi’ denilir. Örnekte
bulunan safsızlıklar analitle etkileşerek cihaz responsunu değiştirirler veya
kendi başlarına özel cihaz responsları üretirler. Bu gibi durumlarda saf analit
örneklere göre hazırlanan bir kalibrasyon eğrisi yanlış sonuç verir.
Örneğin, aşağıdaki şekilde, kütle spektrometreyle yapılan, matriksin
saf su ve yer altı suyu olması hallerinde perklorat kalibrasyon eğrilerinin ne
kadar farklı oldukları açıkça görülmektedir.
Perkloratın farklı matriksler için
kalibrasyon eğrileri
En ideal durum kalibrasyon standartlarının örnek
matriksindeki hem analit hem de diğer maddelerin konsantrasyonlarına yakın
miktarlarda bileşen içermesidir; böylece, örnekteki diğer maddelerin, ölçülen
analit absorbansına etkisi en aza indirilmiş olur. Örneğin, renkli pek çok
metal iyonu komplekslerinin absorbansı ortamda sülfat veya fosfat iyonlarının
varlığında azalır; çünkü bu iyonlar metal iyonlarıyla renksiz kompleksler
oluştururlar. Böyle bir durumda elde edilen absorbans değeri gerçek değerinden
düşük olur. Sülfat veya fosfatın matriks etkisi standartlara, bu iyonlardan
örnekte bulundukları miktara yakın miktarlarda ilavesiyle yenilir. Ancak,
topraklar, mineraller, ve fabrika külleri gibi örneklerin analizinde, örneğe
benzer bileşimde standartların hazırlanması olanaksız veya çok zordur. Bu gibi
durumlarda matriks etkisini yok edebilmek için "standart ilavesi
yöntemi" uygulanır.
Standart katma birkaç şekilde yapılabilir.
·
Zaman
kazanmak veya az miktarda örnekle çalışılması gerektiğinde standart ilavesi
örneğin sadece iki versiyonu ile yapılabilir. Örneklerde birine VS
mL standart konulur, diğerine konulmaz. Her iki balon da seyreltilerek sabit
hacme tamamlanır. Bu yöntem voltametrik ve potansiyometrik ölçmelerde
çok kullanılır.
·
Fotometrik ve spektrofotometrik çalışmalarda en
çok uygulanan yöntem ise, aynı miktardaki örneklere standart bir çözeltiden
artan miktarlarda ilaveler yapılmasıdır. İlavelerden sonra çözelti sabit bir
hacme tamamlanır ve absorbansları saptanır.
İki Ölçmeyle Yapılan
Hesaplama Yöntemi
Örnekten volumetrik bir balona bir miktar (VX)
alınır ve gerekli maddeler (pH tampon, kompleks yapıcı, v.s. gibi) ilave
edilir, seyreltilerek sabit hacme (VT) tamamlanır. Buna (1) diyelim.
Diğer bir volumetrik balona aynı şekilde örnek ve gerekli
maddeler konulur; ilave olarak 5.00 ml analit standart çözelti ilave edildikten
sonra seyreltilerek sabit hacme (VT) tamamlanır. Buna (2) diyelim.
·
(1) ve (2)’nin sinyalleri ölçülür; A1
ve A2.
·
Sinyaller analit konsantrasyonuyla orantılıdır.
·
k orantı sabitini, CX örnekteki
analit konsantrasyonunu gösterdiğine göre:
Bu iki eşitlikten örnekteki analit konsantrasyonu
hesaplanır.
ÖRNEK
Sodyum iyonu içeren serum numunesi, atomik emisyon
analizinde 4.27 mV sinyal vermektedir. Bu örnekten 95.0 mL alınarak, 2.08 M
NaCl çözeltisinden 5.00 mL ilave edilmiştir; hazırlanan bu standardın sinyali
ise 7.98 mV olarak ölçülmüştür. Serumdaki sodyum iyonu konsantrasyonu ne
kadardır? [Na+] ? M. Sinyaller analit konsantrasyonuyla orantılıdır.
Hazırlanan standart (100 mL) karışımdaki Na+
konsantrasyonu, 95 mL serumdaki ve ilave edilen 5 mL 2.08 M çözeltideki Na+
iyonları toplamına eşittir.
95.0 mL serumdaki [Na+]:
5 mL 2.08 M çözeltideki [Na+]:
100 mL standarttaki [Na+]: 0.950 [Na+] + 0.104 mol
Atomik emisyon analizinde okunan sinyaller:
Sinyal ve konsntrasyonlar orantılı olduğundan, aşağıdaki
eşitlikle serumdaki Na+ konsantrasyonu hesaplanır.
Çok Sayıda Ölçmeyle
Yapılan Hesaplama Yöntemi
Çok sayıda ölçmeyle yapılan standart ilavesi kalibrasyon
metoduyla daha hassas sonuçlar alınır.
·
Örnekten volumetrik bir balona bir miktar (VX)
alınır ve gerekli maddeler (pH tampon, kompleks yapıcı, v.s. gibi) ilave
edilir, seyreltilerek sabit hacme (VT) tamamlanır.
·
Diğer bir seri volumetrik balona aynı şekilde
örnek ve gerekli maddeler konulur; ilave olarak sırasıyla 5.00, 10.00, 15.00,
20.00, 25.00 ml analit standart çözelti ilave edildikten sonra herbiri
seyreltilerek sabit hacme (VT) tamamlanır. Standardın konsantrasyonu
8.7 ppm’dir.
·
Hazırlanan beş standardın ölçümü yapılır; her
biri kendine özgü sinyal değeri verir (Sİ).
·
Sinyal değerleri, ilave edilen standardın
hacimlerine karşı grafiğe alınır; grafik bir doğrudur.
·
Elde edilen grafiğin eğimi ve y eksenini kestiği
noktadaki sinyal değeri saptanır; bu değerler numunedeki analit miktarını
hesaplamada kullanılır.
·
Hazırlanan
çözeltilerin her birindeki analit konsantrasyonu enstrümantal yöntemle ölçülür.
Enstrümanın
responsu (A) analit konsantrasyonuyla orantılı ise aşağıdaki eşitlik
yazılabilir.
VS
= standardın hacmi = değişken (5, 10, 15, 20 mL, gibi)
VT
= balonun toplam hacmi = 50 mL
CS
= satndardın konsantrasyonu
CX
= alınan örnek içindeki analitin hacmi (burada 25 mL)
k = orantı
sabiti
A’nın VS’nin
fonksiyonu olarak çizilen grafiği düz bir doğrudur.
Elde
edilen grafik kullanılarak örnekteki analit konsantrasyonunun (CX)
saptanması için iki yol izlenebilir.
CX’in Tayini İçin
Birinci Yol:
Doğrumun
eğimi m, y eksenin
kestiği nokta b
ile gösterildiğinde,
CX’in Tayini İçin İkinci
Yol:
CX’in tayini için başka bir yol da izlenebilir.
·
Ölçme
sonuçlarıyla çizilen doğru ekstrapole edilerek X eksenini kestiği nokta
saptanır.
·
VS
= 0 noktası ¾®
enstrüman responsudur.
·
Doğrunun
X eksenini kestiği nokta ¾® ilave
edilen analit miktarı bilinir (içsel).
·
Veya bu noktada A = 0 olduğundan (enstrüman
responsu yok) ¾® örnekte
analit bulunmaz.
A = 0
olduğunda,
ÖRNEK
Çok sayıda ölçmeyle yapılan kalibrasyon işleminde bir örnek
için aşağıdaki verilerin elde edildiği varsayılsın. Örnekteki analit
konsantrasyonu CX ne kadardır?
Yukarıdaki gafikten,
CX’in
hesaplamayla bulunması için daha önce verilen,
CX = örnekteki analit konsantrasyonu, CS
= standarttaki analit konsantrasyonu
Eğim (m) ve kesişme noktası değerindeki (b) hata
hesaplanabilir; böylece, elde edilen sonucun ne kadar sağlıklı olduğu görülür.
Bu ölçme için %95 güvenilirlik sınırı ne kadardır?
Örnek için 5 ölçme yapılmıştır.
5 değer için %95 güvenilirlik sınırında, t = 2.78
(tablolardan):
Standart ilavesi yönteminde yukarıda görüldüğü gibi hesaplamayla
değil grafikteki değerlerde yapılan okumalar daha kolaydır.
Bir doğru şeklinde elde edilen grafikteki doğru ekstrapole
edilerek x-eksenini kestiği, yani sinyalin sıfır olduğu nokta saptanır. Bu
nokta, örnekteki (bilinmeyen) analit miktarıyla ayn miktarda analit içeren
Standard çözeltinin hacmini tanımlar.
3. İç Standart Metodu
Bir iç standart, bilinmeyen örneğe ilave edilen ve analitten
farklı olan, miktarı bilinen bir bileşiktir. İç standartlar çeşitli rastgele ve
sistematik hataları dengeler.
·
Bir iç standart, örnek, şahit ve kalibrasyon standartlarına
aynı miktarda ilave edilen bir maddedir.
·
Standartlardan alınan ölçme sonuçları, ‘analit
sinyali / iç standart sinyali’ değerleri standartlardaki analit
konsantrasyonlarına göre grafiğe alınır.
·
Örnek için elde edilen ‘analit sinyali / iç
standart sinyali’ oranından, kalibrasyon eğrisi kullanılarak analitin
konsantrasyonu bulunur.
Analit sinyalinin iç standart sinyaline oranı analitik
parametre olarak kullanılır. Yöntemin başarılı olabilmesi için iç standart sinyalinin
örnekteki diğer maddelerin piklerinden uzakta (RS > 1.25), analit
pikinin yakınında olması tercih edilir. Uygun bir iç standart kullanıldığında
relatif hata %0.5-1 civarındadır.
Respons faktörü, RX/S:
Bilinen miktarlarda analit ve standart içeren bir karışım hazırlanır. Dedektör,
genelikle, karışımdaki her bir madde için farklı responslar verir; böylece
analit için bir respons faktörü saptanır.
AX , AİS analit ve iç standart için responslar,
mX , mİS injekte edilen analit ve iç standardın kütleleri
ve CX , CİS injekte edilen analit ve iç standardın
konsantrasyonlarıdır.
ÖRNEK
iç standart yöntemi kromatografik analizlerde yaygın olarak
uygulanan bir kalibrasyon yöntemidir.
Tek İnjeksiyonla
Hesaplama Yöntemi
Tek injeksiyonla hesaplamada, örneğe bilinen miktarda bir iç
standart ilave edilir. Analit için saptanan respons faktörden örnekteki analit
miktarı hesaplanır.
Standardın analizi için X maddesinden ve İS (iç standard)
maddesinden,1 ng injekte edilir, ölçüm yapılır; standart için elde edilen değerler:
Örneğin analizi için, örneğe 1.00 ppm iç standart ilave
edilir ve ölçüm yapılır; elde edilen
değerlerden analit miktarı (CX) hesaplanır.
İç standart miktarı sabit, analit miktarı değişken olan
(farklı mX/mS değerlerinde) bir seri standart hazırlanır,
her birinin kromatogramları alınır. Standartların kromatogramlardan hesaplanan AX/AS
değerlerinin mX/mS değerlerine karşı grafiği çizilir;
eğri, eğimi respons faktörü olan bir doğrudur. Örnekteki analitin miktarının
bulunması için, örneğe, bilinen miktarda iç standart maddesi ilave edilir. Örnek
+ iç standart karışımının kromatogramından AX/AİS değeri
bulunur ve kalibrasyon eğrisinden analit konsantrasyonu (CX)
hesaplanır.
Kalibrasyon eğrisinin çizilmesi için, aşağıdaki tabloda
görüldüğü gibi, dört standart hazırlanmıştır;
·
Her standartta 5 00 mg/mL iç standart vardır.
·
AX/AİS değerleri CX/CİS
değerlerine karşı grafiğe alınır.
·
Kalibrasyon eğrisi, eğimi respons faktörü olan
bir doğrudur.
Örneğin analizi için örneğe bilinen miktarda iç standart (CİS)
ilave edilir ve hazırlanan karışım cihaza injekte edilir.
·
AX/AİS değeri ölçülür.
·
Kalibrasyon verilerinden CX/CİS
değeri tayin edilir ve CX
hesaplanır.
4. Alan Normalizasyonu
Metodu
Örnek injeksiyonundaki düzensizliğin yaratığı hata alan
normalizasyonu ile de giderilebilir. Bu yöntemde örnekteki tüm maddelerin
kolondan çıkması gerekir. Kromatogramdaki tüm piklerin alanları hesaplanır ve
her madde için bilinen detektör algılama faktörü ile çarpılarak düzeltilir.
Analitin konsantrasyonu, analit pikine ait alanın toplam pik alanlarına
bölünmesiyle hesaplanır.
Örnekte bulunan her bir analit için bir standart hazırlanır
ve kromatogramı alınır, relatif dedektör responsu hesaplanr.
Bir seri solut için relatif dedektör responslar normalize
edilerek istenilen respons faktörlere dönüştürülebilir; örneğin, her bir değer
en büyük değere bölünür.
Elde edilen alan değerleri (ham veriler), respons faktörlere
bölünerek indirilmiş alanlar bulunur, bu değerler miktarla orantılıdır (%kütle,
%hacim, %ağırlık, … ).
Her bi bileşenin % değeri bulunur.
ÖRNEK
Butil-alkoller karışımı
bir örneğin kromatogramının alan ormalizayon yöntemine göre incelenmesi. Detektör
hassasiyeti düzeltme faktörleri bilinen miktarlarda saf alkoller kullanılarak
ayrı deneylerde saptanmıştır.
RF (respons faktör) = normalize edilmemiş relatif
resons/listedeki en büyük değer; bunlar, injekte edilen eşit miktarlardaki
solutun, en byük değer için 1’e normalize edilmesiyle bulunan alanlardır.
Standartlar için elde edilen veriler
Örnekler için elde edilen veriler: Elde edilen alan
değerleri (ham veri), respons faktörlere bölünerek indirilmiş alanlar bulunur,
bu değerler %ağırlıkla orantılıdır.
ELEKTROT KALİBRASYONU
ÖRNEK
Cam pH Elektrodun Kalibrasyonu
Bir pH
ölçmesinde dikkat edilmesi gereken hususlar:
1. En az iki
standart tampon seçilerek ölçülecek pH değerinin bu tamponların pH değerleri
arasında bulunması gerekir:
·
Örneğin
pH değeri 5 dolayında ise, standartların pH’larının, pH = 4 ve pH = 7 olması
önerilir.
·
Örneğin
pH değeri 3 dolayında ise, standartların pH’larının, pH = 2 ve pH = 4 olması
önerilir.
2. Cam
elektrodun responsu daima voltj veya mV olarak kaydedilir.
Cam
Elektrodun Responsu (Algılaması)
Elektrot
kalibre edilirken pH değeri değil, cam elektrodun voltaj değeri ölçülür. Yeni
bir elektrot, ortam koşullarında, 60 mV/pH dolayında bir respons verir.
·
pH
= 7 – 4 arasında elektrot potansiyeli »+180 mV kadar yükselir.
·
pH
= 7 – 10 arasında elektrot potansiyeli »+180 mV kadar düşer.
Elektrot
yaşlandıkça kalibrasyon doğrunsun eğimi azalır, respons zamanı da uzar; yani,
elektrodun cevap vermesi yavaşlar. Reasponsun 60 mV’un önemli derecede altına
düşmesi ve respons zamanının da çok yavaşlaması durumunda elektrot kullanılamaz
hale gelmiş demektir.
Cam elektrodun
responsunun yavaşlaması kalibrasyon doğrusunun eğiminin düşmesiyle de kendini
gösterir.Yaşlanan elektrodda gözlenen bu durumun nedeni, zamanla elektrodun
organik ve inorganik iyonlarla kirlenmesidir. Organik iyonlar membranda
adsorblanır, Na+ ve K+ gibi inorganik iyonlar ise jel tabakasına girerler.
pH Ölçmelerinde
Hatalar
1. Yanlış kalibrasyon: Ölçülen pH değeri standartlardan
daha doğru olamaz (±0.01 pH). Kalibrasyonda kullanılacak tamponun hatalı
hazırlanması veya hazırlanmış tamponun bekleme nedeniyle bileşiminin değişmesi
(organik kısımlar bakteriler tarafından etkilenerek tamponun zamanla
kirlenmesine neden olur) pH ölçümünde hatalı sonuçlara yol açar.
2. Sodyum (alkali) hatası: Yüksek pH değerlerinde elektrodun
Na+ iyonlarını algılamasından kaynaklanır; okunan pH değeri, gerçek
değerden daha düşüktür. Herhangi bir cam elektrot pH > 9 'da alkali metal
iyonlarına karşı kısmen duyar olmaya başlar.
3. Asit hatası: Çok düşüş pH değerlerinde ortaya
çıkar. pH < 0.5 ‘in altındaki değerlerde cam elektrotlarla elde edilen
sonuçlar gerçek değerlerden bir miktar yüksektir.
4. Sıcaklık
değişikiliğinin etkisi
pH metrede normal sıcaklık düzeltmesi sadece pH
elektrodundan alglanan mV değerinde yapılır, fakat çözeltideki sıcaklık
değişiklikleri cihaz tarafından düzeltilemez. Çözeltide pH’ın sıcaklıkla
değişimini düzeltebilmek için, çalışılan çözeliyle bir pH-sıcaklık kalibrasyonu
yapılır; deney sonuçları bu kalibrasyon değerlerine göre düzeltilir. Modern pH
metrelerde, hazırlanan pH-kalibrasyon değerleri cihazın programına girilerek
düzeltmenin cihaz tarafından yapılması sağlanabilmektedir.
Aşağıdaki tabloda bir pH-sıcaklık düzeltme kalibrasyon
değerleri verilmiştir.
(Temas
potansiyelindeki değişiklikler ve elektrot neminin kaybolması da elektrotlarda
karşılaşılan diğer hata kaynaklarıdır.)
Fluorür İyon Seçici Elektrotlar
Fluorür katı-hal
iyon seçici elektrodun iyon hassas kısmı, EuF2 ile doplanmış bir LaF3
kristalidir.
Elektrodun F-
iyonuna karşı responsu:
Kalibrasyon eğrisinin çizilmesi
Bir fluorür elektrodu
standart çözeltilere daldırılarak aşağıdaki tabloda toplanan potansiyeller elde
dilmiştir.
ÖRNEK
a. [F-]
= 5 x 10-5 M olduğunda potansiyel nedir? E = ?
b. Potansiyelin
0.0 V olması için [F-] ne kadar olmalıdır? [F-] = ?
Çözüm: