Por que os métodos instrumentais geralmente utilizam a faixa dinâmica linear no processo de quantificação e não a faixa dinâmica?
Passo 1
O enunciado pergunta por que, em métodos instrumentais de análise, a quantificação costuma ser feita usando a faixa dinâmica linear do detector em vez de toda a faixa dinâmica disponível. Este tema envolve o conceito de resposta de instrumento versus concentração de analito e a construção de curvas de calibração confiáveis.
Passo 2
A faixa dinâmica de um instrumento é o intervalo de concentrações entre o limite de detecção (mais baixo sinal mensurável) e o limite de saturação (quando o detector não responde mais ao aumento de concentração). Dentro dessa faixa geral só uma parte é realmente proporcional: a faixa dinâmica linear, em que o sinal
varia de forma diretamente proporcional à concentração
.
Passo 3
Na faixa dinâmica linear vale a relação
em que
é a sensibilidade do método. Essa proporcionalidade torna possível ajustar uma reta por regressão linear e estimar concentrações desconhecidas com erros mínimos e modelo matemático simples.
Passo 4
Fora da faixa linear o detector entra em regiões de não-linearidade ou até saturação, de modo que
deixa de crescer proporcionalmente a
. Nessa região seria necessário usar calibração não linear, introduzindo modelos mais complexos, menores precisões e possível viés sistemático nos resultados.
Passo 5
Como objetivo de um método analítico é obter resultados precisos, reprodutíveis e de fácil tratamento estatístico, escolhe-se sempre operar dentro da faixa dinâmica linear, onde a incerteza e o erro de modelagem são menores.
Resposta
Os métodos instrumentais usam a faixa dinâmica linear porque nela o sinal é diretamente proporcional à concentração, permitindo calibração por regressão linear simples, alta precisão e mínimo viés. Fora dessa faixa, a resposta se torna não linear ou saturada, exigindo modelos complexos e gerando maiores erros.