El factor de respuesta , generalmente en cromatografía y espectroscopia , es la relación entre una señal producida por un analito y la cantidad de analito que produce la señal. Idealmente, y para facilitar el cálculo, esta relación es la unidad (uno). En escenarios del mundo real, este no suele ser el caso.
El factor de respuesta se puede expresar en términos molares , de volumen o de masa [1] . Donde la cantidad real de muestra y estándar son iguales:
donde A es la señal (por ejemplo, área del pico) y el subíndice i indica la muestra y el subíndice st indica el estándar . [2] Al factor de respuesta del estándar se le asigna un factor arbitrario, por ejemplo 1 o 100. Factor de respuesta de la muestra/Factor de respuesta del estándar=RRF
Una de las principales razones para utilizar factores de respuesta es compensar la irreproducibilidad de las inyecciones manuales en un cromatógrafo de gases (GC). Los volúmenes de inyección para GC pueden ser de 1 microlitro (μL) o menos y son difíciles de reproducir. Las diferencias en el volumen del analito inyectado dan lugar a diferencias en las áreas de los picos en el cromatograma y cualquier resultado cuantitativo es sospechoso.
Para compensar este error, se agrega una cantidad conocida de un estándar interno (un segundo compuesto que no interfiere con el análisis del analito primario) a todas las soluciones (estándares e incógnitas). De esta manera, si los volúmenes de inyección (y por tanto las áreas de los picos) difieren ligeramente, la relación entre las áreas del analito y el estándar interno permanecerá constante de una ejecución a la siguiente.
Esta comparación de ejecuciones también se aplica a soluciones con diferentes concentraciones del analito. El área del estándar interno se convierte en el valor al que se refieren todas las demás áreas. A continuación se muestra la derivación matemática y la aplicación de este método.
Considere un análisis de octanaje (C 8 H 18 ) utilizando nonano (C 9 H 20 ) como estándar interno. Los 3 cromatogramas siguientes son para 3 muestras diferentes.
La cantidad de octano en cada muestra es diferente, pero la cantidad de nonano es la misma (en la práctica esto no es un requisito). Debido a la escala, las áreas del pico nonano parecen tener áreas diferentes, pero en realidad las áreas son idénticas. Por lo tanto, las cantidades relativas de octano en cada muestra aumentan en el orden de mezcla 1 (menos) <mezcla 3 <mezcla 2 (más).
Se llega a esta conclusión porque la relación entre el área de octano y la de nonano es mínima en la mezcla 1 y máxima en la mezcla 2. La mezcla 3 tiene una proporción intermedia. Esta relación se puede escribir como .
En cromatografía, el área de un pico es proporcional al número de moles (n) multiplicado por una constante de proporcionalidad (k), Área = k×n . El número de moles de compuesto es igual a la concentración (molaridad, M ) multiplicada por el volumen, n = MV . De estas ecuaciones se deduce lo siguiente:
Dado que ambos compuestos están en la misma solución y se inyectan juntos, los términos de volumen son iguales y se cancelan. Luego, la ecuación anterior se reorganiza para resolver la relación de las k. Esta relación se denomina entonces factor de respuesta, F.
El factor de respuesta, F, es igual a las razones de las k, que son constantes. Por tanto, F es constante. Lo que esto significa es que, independientemente de las cantidades de octano y nonano en solución, la relación entre el área y la concentración siempre dará una constante.
En la práctica, se inyecta en un GC una solución que contiene cantidades conocidas de octano y nonano y se calcula un factor de respuesta, F. Luego se inyecta una solución separada con una cantidad desconocida de octano y una cantidad conocida de nonano. El factor de respuesta se aplica a los datos de la segunda solución y se encuentra la concentración desconocida de octanaje.
Este ejemplo trata del análisis de octano y nonano, pero se puede aplicar a dos compuestos cualesquiera.
