KWALIFIKACJA CHM4 - TEST WIEDZY NR 5

PYTANIE NR 1.
Rozważ następującą tabelę, która prezentuje wyniki analizy ilościowej pewnej substancji za pomocą metody spektrofotometrycznej:
Stężenie [mg/l] Absorbancja
0 0.00
10 0.25
20 0.50
30 0.75
40 1.00
Na podstawie powyższych danych, jaką absorbancję wykaże próbka o stężeniu 25 mg/l?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Z tabeli widać liniową zależność: wzrost stężenia o 10 mg/l zwiększa absorbancję o 0,25.
Dla 25 mg/l (o 5 mg/l więcej niż 20 mg/l) dodajemy połowę przyrostu 0,25, czyli 0,125 do 0,50. Otrzymujemy 0,625, co po zaokrągleniu daje 0,65 (najbliższa odpowiedź).

Pełne wyjaśnienie:

W analizie ilościowej metodą spektrofotometryczną często korzysta się z krzywej kalibracyjnej, czyli zależności absorbancji (A) od stężenia (c). W podanych danych punkty układają się idealnie liniowo:

  • 10 mg/l → 0,25
  • 20 mg/l → 0,50
  • 30 mg/l → 0,75
  • 40 mg/l → 1,00

To oznacza stałe nachylenie prostej: przyrost stężenia o 10 mg/l powoduje przyrost absorbancji o 0,25. Zatem na 1 mg/l przypada 0,25/10 = 0,025 absorbancji.

Dla próbki o stężeniu 25 mg/l możemy wykonać interpolację między 20 a 30 mg/l:

  • dla 20 mg/l A = 0,50
  • różnica stężeń: 25 − 20 = 5 mg/l
  • odpowiadający przyrost absorbancji: 5 × 0,025 = 0,125
  • czyli A(25) = 0,50 + 0,125 = 0,625

W zestawie odpowiedzi nie ma 0,625, więc wybieramy wartość zgodną z zaokrągleniem do dwóch miejsc po przecinku lub najbliższą podanej dokładności. 0,65 jest jedyną odpowiedzią odpowiadającą temu wynikowi po zaokrągleniu w górę lub przy uwzględnieniu ograniczonej rozdzielczości odczytu.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • 0,50 – to wartość dla 20 mg/l, czyli zaniżenie wyniku (pominięcie wzrostu stężenia do 25 mg/l).
  • 0,60 – zbyt mały przyrost względem 20 mg/l; odpowiadałby stężeniu bliższemu 24 mg/l przy tej liniowości.
  • 0,75 – to wartość dla 30 mg/l, czyli zawyżenie wyniku (traktowanie 25 mg/l jak 30 mg/l).

Na egzaminie warto najpierw sprawdzić, czy różnice w tabeli są stałe (liniowość), a potem zastosować prostą proporcję lub interpolację między dwoma najbliższymi punktami.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Najczęściej stosuje się interpolację liniową między dwoma najbliższymi punktami. Wyznacz przyrost absorbancji na 1 jednostkę stężenia (nachylenie), policz różnicę stężeń i dodaj odpowiedni przyrost do absorbancji punktu niższego.
Bo kolejne punkty mają stałe przyrosty: co 10 mg/l absorbancja rośnie o 0,25. Taki równy krok wskazuje na liniowość krzywej kalibracyjnej w danym zakresie, więc wartości pośrednie można wyznaczać proporcją.
To zależność między sygnałem analitycznym (np. absorbancją) a stężeniem wzorców. Na jej podstawie, mierząc absorbancję próbki, wyznacza się jej stężenie (lub odwrotnie: przewiduje sygnał dla danego stężenia).
Typowe błędy to: wybór najbliższego punktu bez obliczeń (np. 0,50 albo 0,75), pomylenie wierszy/kolumn, nieuwzględnienie jednostek oraz założenie nieliniowości mimo stałych przyrostów w danych.
Porównaj przyrosty: jeśli dla równych przyrostów stężenia (np. +10 mg/l) przyrosty absorbancji są takie same (np. +0,25), to zależność jest liniowa. Gdy przyrosty się zmieniają, trzeba rozważyć nieliniowość lub błędy pomiaru.
Zwykle tak, do dokładności zgodnej z danymi lub odpowiedziami. Jeśli tabela ma dwie cyfry po przecinku i odpowiedzi też, zaokrąglaj do dwóch miejsc. Gdy brak dokładnej wartości w odpowiedziach, wybierz najbliższą.
Użyj wzoru: k = (A2 − A1) / (c2 − c1). Następnie liczysz A dla nowego stężenia: A = A1 + k·(c − c1). W zadaniach z tabelą wybiera się dwa punkty otaczające szukane stężenie.
Absorbancja to miara osłabienia wiązki promieniowania przez próbkę. W praktyce jest to sygnał, który rośnie wraz ze stężeniem analitu (w zakresie liniowym). Dzięki temu można wykonywać oznaczenia ilościowe.
Gdy metoda nie jest liniowa w danym zakresie (np. zbyt wysokie stężenia), gdy występuje rozpraszanie światła, błąd tła lub błędne przygotowanie wzorców. Wtedy punkty nie mają stałych przyrostów i lepsza jest regresja lub zawężenie zakresu.
Ćwicz: odczyt danych z tabel i wykresów, liczenie nachylenia, interpolację, podstawowe zaokrąglenia oraz rozumienie, co oznacza zakres liniowy. Rozwiązuj krótkie zadania na proporcje i sprawdzaj, czy wynik ma sens między punktami wzorców.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 60% zdających egzamin. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że z tabeli widać liniową zależność: wzrost stężenia o 10 mg/l zwiększa absorbancję o 0,25.Dla 25 mg/l (o 5 mg/l więcej niż 20 mg/l) dodajemy połowę przyrostu 0,25, czyli 0,125 do 0,50.

Źródła:

  • Skoog, Holler, Crouch, "Principles of Instrumental Analysis", rozdział o spektrofotometrii UV-Vis i krzywych kalibracyjnych (liniowość i interpolacja), wydania akademickie
  • Daniel C. Harris, "Quantitative Chemical Analysis", rozdział o kalibracji, prostej kalibracyjnej i wyznaczaniu stężenia z sygnału analitycznego, wydania akademickie

Materiały:

  • Podręcznik z analizy instrumentalnej (rozdział: spektrofotometria UV-Vis i krzywa kalibracyjna)
  • Zadania rachunkowe z interpolacji liniowej i proporcji
  • Instrukcje laboratoriów dydaktycznych: przygotowanie serii wzorców i wyznaczanie prostej kalibracyjnej

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego