Empfindlichkeit

Die Empfindlichkeit ist ein Kennzeichen zur Beurteilung eines Messverfahrens und wird wie folgt definiert:

Definition

Die Änderung in der Antwort eines Messsignals geteilt durch die entsprechende Änderung der auslösenden Größe.

Die Empfindlichkeit $E$ einer linearen Messfunktion $y=a+bx$ mit $y$ als Signalwert und $x$ als Probenwert ist durch ihre Steigung $b$ gegeben:

$E=\frac{\Delta y}{\Delta x}=b$.

Die (differentielle) Empfindlichkeit $E(x)$ einer nichtlinearen Funktion wie z.B. $y=a+bx+c{x}^2$ ist

$E(x)=\frac{dy}{dx}=b+2cx$,

wobei $a$, $b$, $c$ Konstanten sind.

Die Empfindlichkeit einer analytischen Methode entspricht der Steigung der Kalibrierkurve (Kalibrierung).

Ist die Kalibrierkurve nicht linear, so variiert die Empfindlichkeit in Abhängigkeit von der Konzentration der Messgröße.

Hängt die Empfindlichkeit von der Matrix ab, so ist eine Kalibrierung mittels der reinen Substanzen unzulänglich. In diesem Fall kann die Standardadditionsmethode angewandt werden, um eine genaue Bestimmung der Analytkonzentration zu ermöglichen. Die Standardadditionsmethode kann nur dann angewandt werden, wenn zwischen dem Messsignal und der Konzentration des Analyten ein linearer Zusammenhang besteht. Dies ist deshalb nötig, weil linear extrapoliert wird. Trotz Störung der Matrix sollte die Standardadditionsmethode nur zur Korrektur von Effekten, die nur zu Änderungen der Empfindlichkeit führen, angewendet werden.

Blei kann durch die optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Hochfrequenzplasma (Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry ICP-OES) bestimmt werden.

Beispiel

Eine Zwei-Punkte-Kalibrierung für die Bestimmung von ${\text{Pb}}^{2+}$ in Wasser mittels ICP-OES ergibt folgende Werte (willkürliche Einheiten w.E. für das Signal).

Tab.1

in $\text{mg}$/$\text{L}$	Signal in w.E.
12,5	15,4
23,5	19,5

Für die Steigung der Kalibriergeraden ergibt sich 0,373 $\text{w.E./(}\text{mg}\text{/}\text{L}\text{)}$. Dies ist die Empfindlichkeit der Blei-Bestimmung. Wenn möglich sollte eine Mehr-Punkt-Kalibrierung durchgeführt werden.