¿Qué es una curva de calibración?

Una curva de calibración es un método utilizado en química analítica para determinar la concentración de una solución de muestra desconocida. Es un gráfico generado por medios experimentales, con la concentración de la solución graficada en el eje xy la variable observable, por ejemplo, la absorbancia de la solución, graficada en el eje y. La curva se construye midiendo la concentración y la absorbancia de varias soluciones preparadas, llamadas estándares de calibración. Una vez que se ha trazado la curva, la concentración de la solución desconocida se puede determinar colocándola en la curva en función de su absorbancia u otra variable observable.

Las soluciones químicas absorben diferentes cantidades de luz según su concentración. Este hecho se cuantifica en una ecuación conocida como la ley de Beer, que muestra una relación lineal entre la absorbancia de la luz de una solución y su concentración. Los investigadores pueden medir la absorbancia de una solución utilizando un instrumento de laboratorio llamado espectrofotómetro. Este proceso en su conjunto se llama espectrofotometría.

La espectrofotometría puede ser útil para determinar la concentración de una solución desconocida. Por ejemplo, si un investigador tiene una muestra de agua de río y quiere saber su contenido de plomo, puede determinarlo utilizando un espectrofotómetro para trazar una curva de calibración. Primero, el investigador crea varias soluciones estándar de plomo, que van de menos a más concentradas. Estas muestras se colocan en el espectrofotómetro, que registra una absorbancia diferente para cada una.

Los valores de absorbancia determinados experimentalmente se trazan en un gráfico contra la concentración conocida de cada estándar de calibración. Se crea un conjunto de puntos, que en el caso de la absorbancia debe ser aproximadamente lineal debido a la ley de Beer. Se dibuja una línea para conectar estos puntos de datos, formando la curva de calibración. En casi todos los casos, los puntos de datos no serán matemáticamente exactos, por lo que la línea debe dibujarse para interceptar el número máximo de puntos; es una línea de mejor ajuste. Aunque la relación de absorbancia a concentración es lineal, esto no siempre es cierto para otras variables determinadas experimentalmente, y ocasionalmente se deben emplear curvas para describir la relación.

En esta etapa, se puede analizar la solución desconocida. La muestra se inserta en el espectrofotómetro y se mide su absorbancia. Dado que esta muestra se está midiendo contra varios estándares que contienen el mismo compuesto, su absorbancia y concentración deben caer en algún lugar a lo largo de la curva de calibración para ese compuesto. Esto significa que una vez que se conoce la absorbancia de la solución, su concentración se puede deducir matemática o gráficamente.

Se puede dibujar una línea horizontal a partir del valor y de la solución desconocida: su absorbancia, que acaba de medirse. El punto en el que la línea cruza la curva de calibración indicará el valor de x, la concentración. Una línea vertical, dibujada hacia abajo desde este punto, da la concentración de la solución desconocida. La ecuación para la línea de la curva de calibración también se puede usar para determinar matemáticamente la concentración de la solución.