化学分析中的掩蔽剂

1、在化学分析中，干扰离子会影响分析结果的准确性，如何消除其它离子的干扰， 提高分析结果的准确度， 除了发展高选择性的试剂外， 掩蔽剂 的使用也是一个很 重要的途径，它对改进旧有方法和发展新方法都具有很大的实际意义。分析化学中的所谓 " 掩蔽" ，是指离子或分子无须进行分离而仅经过一定的 化学反应（通常是形成络合物）即可不再干扰分析反应的过程。对于有干扰的离子或分子，如不用分离的方法，则必须借助于掩蔽手段。 常用的掩蔽剂有无机掩蔽剂和有机掩蔽剂 两大类。有机掩蔽剂品种更多，效果更 好，得到了更多的研究和应用，因此这里主要介绍有机 掩蔽剂 。用有机物作 掩蔽剂 的例子很多：在络合

2、滴定中用硫脲掩蔽铜；用三乙醇胺 掩蔽铜、铝、锰等；用乳酸掩蔽锡、钛；用 1，10- 菲咯啉掩蔽铜、镍、钴等； 用某些巯基化合物掩蔽重金属等。 在分光光度法中， 用二安替比林甲烷光度法测 定钛时，铁（川）有干扰，必须使用抗坏血酸掩蔽之，方能提高测定钛时的选择 性。1 选择掩蔽剂 的一般原则掩蔽剂 与干扰离子所形成的络合物的稳定常数必须足够地高。与其相反， 与被测离子形成的络合物的稳定常数应尽可能低。掩蔽反应的速度应当足够地快。 掩蔽产物最好是无色的或浅色的，而且在水中有足够大的溶解度。 所选用的 掩蔽剂 最好是低毒或无毒的。此外，对于不同方法考虑的因素也各有侧重。例如在络合滴定中， 掩蔽剂 的加

3、入须不影响络合反应的进行和滴定终点的判断； 在分光光度法中， 掩蔽反应 的产物与被测离子的呈色络合物须不具有相似的或部分重叠的吸收峰， 在测定波 长下被掩蔽离子的络合物对于入射光线最好无明显吸收。 在重量分析中， 掩蔽剂 的加入除了不增大被测沉淀的溶解度外， 主要是不允许掩蔽产物与被测离子产生 共沉淀现象。 在离子交换分离中，被掩蔽离子与被测离子对于离子交换树脂的 分离特征必须不同等等。 但是，为了更便于我们选择适当的 掩蔽剂 和估价 掩蔽剂 的用量，应用一个简单的数学运算方法进行判断。2 掩蔽剂 与被掩蔽离子反应的主要类型a. 沉淀掩蔽由于掩蔽剂 的加入，使某些干扰离子形成不影响分析反应的沉

4、淀， 这一掩蔽 方法称为沉淀掩蔽。例如，加入氟化钾使铁（川）呈 K3FeF6沉淀析出，便可在 微酸性溶液中测定铜合金中的某些元素，而不发生干扰。b. 氧化还原掩蔽如果干扰离子为变价元素，当其以某一价态存在时干扰测定，而在另一价态 时不发生干扰，则可借氧化还原反应使之成为没有干扰的价态， 这种消除干扰的 方法称作氧化还原掩蔽。例如，当用钛试剂、变色酸、茜素 S等试剂光度法测定钛时，Fe (川)均有 干扰，但用抗坏血酸将它还原为 Fe(U )后，即使大量存在也不影响钛的测定， 这些方法可用于测定钢铁中的钛含量。c. 动力学掩蔽在一定条件下，降低干扰离子与分析试剂之间的反应速度使该反应实际上不 能进

5、行，这种掩蔽方法称为动力学掩蔽。d. 络合掩蔽加入掩蔽剂使它与某些干扰离子形成稳定的络合物，从而不再干扰分析反应 的进行，这种掩蔽方法称为络合掩蔽。这是迄今为止，研究最多、使用最广的掩蔽方法。3 常用的有机掩蔽剂除了无机掩蔽剂外，已有品种繁多的有机 掩蔽剂用于实际分析中，现将其中 常用的有机掩蔽剂分类叙述如下。a.EDTA及其他氨羧络合剂EDTA及其他氨羧络合剂能与许多金属离子形成稳定的 1: 1络合物，而且多 数络合物能在瞬间形成，是容量分析中常用的一类重要滴定剂。以 EDTA为滴定 剂的络合滴定法由于具有快速简便的特点，在 50至60年代得到了很大的发展。氨羧络合剂，大多数具有与EDTA相

6、类似的性质，即能与许多金属离子形成 络合物，只是不同试剂与金属离子的络合能力不相同，这便为我们提供了选择使用这类试剂作为某些金属离子 掩蔽剂的可能性。下表是作为掩蔽剂使用的氨羧络 合剂及其简称。作为掩蔽剂使用的氨羧络合剂及其简称络合剂简称氨三乙酸NTA环已二胺四乙酸CyDTA CDTA DCTA乙二醇二乙醚二胺四乙酸EGTA乙二胺四丙酸|EDTP三乙撑四胺六乙酸TTHA邻羧基苯胺-N.N-二乙酸AADA2-羟乙基乙二胺三乙酸HEDTAN, N'-乙基双-2-(邻羟基苯)卜 甘氨酸CHEL 138b. 多元醇、羟基羧酸及羧酸类化合物多元醇、羟基羧酸及某些羧酸是以氧原子为给予体的一类络合剂

7、， 常常与一 些与氧键合能力较大的金属离子，如 Al、Be Mg Ca、Sr、Ba Ga、In、Tl、 Zr、Th、Ge、Sn、V(TV、V) Nb、Ta、Mo U(VI)、Fe (川)、Co等络合， 故可作为这些离子的掩蔽。常用的这类掩蔽剂有甘油、乳酸、柠檬酸、洒石酸、苹果酸、抗坏血酸、醋 酸、草酸等。c. 胺及羟胺化合物胺类化合物可作为Cu Cd、Zn、Co Ni等金属离子的掩蔽剂；羟胺类化合 物不仅能与Cu Cd Zn、Co Ni等络合，而且也能与 Al、Fe (川)、Sn(IV)、 Sb (m)> Bi等作用而被掩蔽。常用的这类掩蔽剂有：乙二胺、聚乙撑多胺、1, 10-菲咯啉、三

8、乙醇胺等。d. 巯基化合物巯基化合物以掩蔽的重金属离子主要是 Ag Hg Bi、Cd Cu Pb Tl等， 此外亦能掩蔽Sb、Sn Fe (m)> Co Ni等离子。由于氰化物的毒性剧烈研究 机使用巯基化合物代替氰化物有着重大意义。巯基化合物作为掩蔽剂的主要优点 是：有效、毒性低；可在酸性溶液中使用；在碱性溶液中通常与Pb、Bi、Sn等形成无色可溶性络合物等。但它们也具有某些缺点：具有特殊的臭味：易氧化、 难以保存；与某些离子反应形成有色沉淀：价格比较昂贵等。常用的这类掩蔽剂有巯基乙酸、B -巯基丙酸、二巯基丁二酸、半胱氨酸、 z-氨基乙硫醇、硫脲等。总之，化学分析过程是一项严谨、细致、周密的工作，其结果的准确度受各 种因素的制约。除主观方面人为因素外，更主要的是来自客观