显色与测量条件的选择

第六章

紫外-可见分光光度法6.3.1显色反应的选择6.3.2显色反应条件的选择6.3.3光度测定条件的选择6.3.4提高光度测定灵敏度和选择性的途径第三节

显色反应及其光度测定条件的选择显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第1页!6.3.1显色反应的选择1.选择显色反应时，应考虑的因素

灵敏度高、选择性高、生成物稳定、显色剂在测定波长处无明显吸收，两种有色物最大吸收波长之差（Δ）称为对比度，要求Δ>60nm。2.配位显色反应

当金属离子与有机显色剂形成配合物时，通常会发生电荷转移跃迁，产生很强的紫外–可见吸收光谱。显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第2页!3.氧化还原显色反应

某些元素的氧化态，如Mn（Ⅶ）、Cr（Ⅵ）在紫外或可见光区能强烈吸收，可利用氧化还原反应对待测离子进行显色后测定。

例如：钢中微量锰的测定，Mn2+不能直接进行光度测定

2Mn2+

+5S2O82-+8H2O=2MnO4++10SO42-+16H+将Mn2+

氧化成紫红色的MnO4+后，在525nm处进行测定。显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第3页!常用的无机显色剂

显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第4页!5.共存离子干扰的消除(1)加入掩蔽剂选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待测组分反应；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分的测定。例：测定Ti4＋，可加入H3PO4掩蔽剂使Fe3+(黄色)成为Fe(PO４)23-(无色)，消除Fe3+的干扰；又如用铬天菁S光度法测定Al3+时，加入抗坏血酸作掩蔽剂将Fe3+还原为Fe2+，消除Fe3+的干扰。(2)选择适当的显色反应条件(3)分离干扰离子显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第5页!

2.选择合适的参比溶液

为什么需要使用参比溶液？

测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。参比溶液的选择一般遵循以下原则：

⑴若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，其他所加试剂均无吸收,用纯溶剂(水)作参比溶液；

⑵若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试液本身无吸收，用“试剂空白”(不加试样溶液)作参比溶液；显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第6页!3.控制适宜的吸光度（读数范围）

不同的透光度读数，产生的误差大小不同：－lgT=κbc微分：－dlgT＝－0.434dlnT=－0.434T-1dT=κbdc两式相除得

dc/c=（0.434/TlgT）dT

以有限值表示可得：

Δc/c=（0.434/TlgT）ΔT

浓度测量值的相对误差（Δc/c）不仅与仪器的透光度误差ΔT有关，而且与其透光度读数T的值也有关。是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？

显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第7页!6.3.4

提高光度测定灵敏度和选择性的途径1.合成新的高灵敏度有机显色剂2.采用分离富集和测定相结合3.采用三元(多元)配合物显色体系

由一个中心金属离子与两种(或两种以上)不同配位体形成的配合物，称为三元(多元)配合物。多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，一方面是因为多元配合物比其相应的二元配合物分子截面积更大；另一方面是因为第二或第三配位体的引入，可能产生配位体之间、配位体与中心金属离子间的协同作用，使共轭π电子的流动性和电子跃迁概率增大。三元配合物主要类型有：三元离子缔合物、三元混配配合物、三元胶束(增溶)配合物。显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第8页!4.显色剂无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。有机显色剂：种类繁多

偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂Ⅲ、PAR等。

三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等。显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第9页!6.3.2

显色反应条件的选择1.显色剂用量

吸光度A与显色剂用量cR的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。2.反应体系的酸度

在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定的平坦区所对应的pH范围。3.显色时间与温度

实验确定。4.溶剂

一般尽量采用水相测定。显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第10页!6.3.3

测定条件的选择1.选择适当的入射波长

一般应该选择λmax为入射光波长。如果λmax处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长。显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第11页!参比溶液的选择一般遵循以下原则：

⑶若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收，则可用“试样空白”(不加显色剂)作参比溶液；

⑷若显色剂、试液中其他组分在测量波长处有吸收，则可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂，作为参比溶液。显色与测量条件的选择共14页，您现在浏览的是第12页!最佳读数范围与最佳值

设：ΔT=1%，则可绘出溶液浓度相对误差Δc/c与其透光度T的关系曲线。如图所示：

可求出浓度相对误差最小时的透光度Tmin为

Tmin＝36.8%,Amin＝0.434当ΔT=1%，T在20%～65%之间时，浓度相对误差较小，为最佳读数范围。

用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在T=20%～65%(吸光度A=0.70～0.20)。显色与测量条件的选择共14页，您现在浏