显色反应及影响因素.ppt

9.3 显色反应及影响因素 9.4 光度分析法的设计 9.5 吸光光度法的误差,9.3 显色反应及影响因素,要求： a. 选择性好 b. 灵敏度高 (104) c. 产物的化学组成稳定 d. 化学性质稳定 e. 反应和产物有明显的颜色差别 (对比度l60nm),没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定 显色反应,1、显色反应,2、显色剂,无机显色剂: KSCN：测 Fe、Mo、W、Nb 等 钼酸铵：测 P、As 等 过氧化氢：测 Ti、V 等,有机显色剂：,分 子 结 构,含有生色团(即含不饱和键的基团) 如偶氮基，对醌基和羰基等,含有助色团(含孤对电子的基团) 如氨基、羟基和卤代基等。,OO型：,ON型：,PAR (4-(2-吡啶偶氨)-间苯二酚),S型：,双硫腙,NN型：,丁二酮肟,邻二氮菲,磺基水杨酸,偶氮类：偶氮胂III,三苯甲烷类 三苯甲烷酸性染料 铬天菁S,三苯甲烷碱性染料 结晶紫,邻菲罗啉类：新亚铜灵,肟类：丁二肟,3、多元络合物,混配化合物 V-PAR-H2O （吡啶偶氮间苯二酚） 离子缔合物 AuCl4-罗丹明B 金属离子-配体-表面活性剂体系 Mo-水杨基荧光酮-CTMAB (十六烷基甲基溴化铵),杂多酸:,磷酸盐 或硅酸盐 或砷酸盐,+ 钼酸盐 （过量）,杂多酸 阴离子,(如PMo12O403- 12-磷钼酸阴离子),+ 还原剂 如SnCl2,磷钼蓝 或硅钼蓝 或砷钼蓝 进行光度测定,适当酸度,副反应,M + nR = MRn,OH-,H+,存在型体的变化,RH = R- + H+,1,2,生成不同配比的络合物,例，磺基水杨酸 Fe 3+,pH = 2 3,FeR,紫红色,pH = 4 7,FeR2,橙色,pH = 8 10,FeR3,黄色,4 影响因素,a 溶液酸度（pH值及缓冲溶液）,酸度的选择,可得适宜pH范围,实际工作中，作 A pH 曲线，寻找适宜 pH 范围。,实际工作中，作 A cR 曲线，寻找适宜 cR 范围。,b 显色剂的用量,稍过量，处于平台区,实际工作中，作 A T 曲线，寻找适宜 反应温度。,c 显色反应温度,加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解,d 显色反应时间,针对不同显色反应确定显示时间 显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定； 显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定,e 溶剂,有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率,实际工作中，作 A t 曲线，寻找适宜 反应时间。,(1)控制酸度法,f 干扰离子,干扰消除办法（显色反应干扰的消除）：,测Co2(含Fe3+) : (掩蔽法),(2)掩蔽剂掩蔽法,(3)氧化还原掩蔽法(改变价态),(5) 选择适当的测定波长,(6) 增加显色剂用量,(7) 分离,(4)利用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰,5 光度分析法的设计,1. 选择显色反应 2. 选择显色剂 3. 优化显色反应条件 4. 选择检测波长 5. 选择合适的浓度 6. 选择参比溶液 7. 建立标准曲线,测量条件选择,(1) 测定波长选择,选择原则：“吸收最大，干扰最小”,灵敏度,选择性,一般来说，选择max；如max处有干扰，则选择无干扰处的进行测定,(2) 测定浓度控制,控制浓度 吸光度A：0.20.8,减少测量误差,(3) 参比溶液选择,参比溶液：光度测量时用来调节仪器的零点的一种溶液。 用途：消除由于吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的误差，并扣除干扰的影响。如参比溶液选择不当，会使标准曲线不通过原点。,1. 试液与显色剂均无色时，可用蒸馏水作参比。 2. 显色剂为无色，而被测试液中存在其他有色离子，可用不加显色剂的被测试液作参比,试样空白 3. 显色剂有颜色，可选试剂空白作参比 4. 干扰组分与显色剂有反应,又无法掩蔽消除时： 1）掩蔽被测组分，再加入显色剂，作参比 2）加入等量干扰组分到空白溶液中,作参比 5.改变加入的顺序，被测液不显色的溶液作参比,参比溶液的选择方法,试液,显色剂,参比溶液,无色,无色,蒸馏水,有色 无色,不加显色剂的试液,无色 有色,试剂空白,有色 有色,试液+掩蔽剂 (使试液无色)+显色剂,(4) 标准曲线制作,理论基础：朗伯-比尔定律,相同条件下 测定不同浓度标准溶液的吸光度A Ac 作图,9.5 吸光光度法的误差,1、非单色光引起的偏移 2、物理化学因素：非均匀介质及化学反应 3、吸光度测量的误差 4、显色反应的干扰,对朗伯-比尔定律的偏移,设入射光由 1 和 2 两种波长组成，溶液的吸光质点对两种波长的光的吸收均遵从吸收定律,1,2,复合光1 + 2时,或,或,1 非单色光引起的偏移,非均匀介质 胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测吸光度增加，导致线性关系上弯 化学反应 离解、缔合、异构等 如：离解 Cr2O72- + H2O-=2HCrO4 - =2H+2CrO42- 异构 PAR的偶氮醌腙式,2 物理化学因素,吸光度标尺刻度不均匀,3 吸光度测量的误差,A0.434 ，T36. 8% 时，测量的相对误差最小 A=0.20.8 T=1565%,仪器测量误差,仪器测量误差公式推导,又,得,浓度测量的相对偏差,T lgT 最大时，即(TlgT) = 0 时误差最小, 算得 lgT= - 0.434 , T=36.8% , A = 0.434,若测A时产生微小的绝对差dA，则相对误差Er为：Er=dA/A； A=bc (1), 当b一定时，两边微分得：dA=bdc (2) dc为测量浓度时的绝对误差， 二式相除： dA/A=dc/c=Er 故dc正比dA,最佳读数范围与最佳值,设：T =1%，则可绘出溶液浓度相对误差c/c与其透光度T 的关系曲线。如图所示： 当：T =1%，T 在20%65%之间时，浓度相对误差较小，最佳读数范围。,可求出浓度相对误差最小时的透光度Tmin为： Tmin36.8%, Amin0.434,用仪器测定时