专题项目3：分析测试条件的选择.中职课件电子教案

1、专题项目3：分析测试条件的选择一、试样溶液的制备和标准溶液的配制1、试样溶液的制备紫外-可见分光光度分析中，被测样品需要事先转化为溶液，其处理方法与通常的化学分析相同，要求试样分解完全，在分解过程中不引入杂质和造成待测组分的损失，所程中不引入杂质和造成待测组分的损失，所用试剂及反应产物对后续测定无干扰。用试剂及反应产物对后续测定无干扰。首先考虑能否溶于水，若能溶于水，应首先考虑能否溶于水，若能溶于水，应首选去离子水为溶剂来溶解样品，并配成合首选去离子水为溶剂来溶解样品，并配成合适的浓度范围。若样品不能溶于水则考虑用适的浓度范围。若样品不能溶于水则考虑用稀酸、浓酸或混合酸处理后配成合适浓度的溶液

2、。有机样品用有机溶剂溶解或抽提。有时需要先经湿法或干法将样品消化，然后再转化成适合于光谱测定的溶液 。对光谱测定中所用有机溶剂的要求是：对光谱测定中所用有机溶剂的要求是：有良好的溶解能力，在测定波段没有明显的有良好的溶解能力，在测定波段没有明显的吸收，被测组分在溶剂中有良好的吸收峰形，吸收，被测组分在溶剂中有良好的吸收峰形，挥发性小，不易燃，无毒性挥发性小，不易燃，无毒性，价格便宜等。，价格便宜等。 2、标准溶液的配制、标准溶液的配制配制时应注意以下几点：配制时应注意以下几点：（1）这类标准溶液对纯水要求比较高，应符合国家标准规定的实验室用水中二级水的规定。（2）配制标准溶液所用试剂的纯度应在

3、分析纯以上。 （3）稀溶液的保质期较短，如果所需标准溶液的浓度低于0.1 mgmL-1，应先配成比使用的浓度高1-3个数量级的浓溶液作为储备液，临用前再进行稀释。（4）必须注意选用合适的容器保存溶液，防止存放过程中由于容器材料溶解可能对标准溶液造成的污染，有些金属离子标准溶液宜在塑料瓶中保存。（5）微量组分测定用标准溶液在常温下保存期一般为两个月，当出现沉淀或颜色有变化时，应重新配制，切不可将就使用。 可见光区的吸光光度分析，首先要利用可见光区的吸光光度分析，首先要利用显色反应将待测组分转变为有色物质，然后显色反应将待测组分转变为有色物质，然后进行测定。进行测定。M + R MR被测组分有色物

4、质显色剂二、显色剂的选择二、显色剂的选择显色剂：将待测组分转变为有色物质的显色剂：将待测组分转变为有色物质的化学试剂。化学试剂。1、显色反应、显色反应 显色反应：将试样组分转变成有较强吸显色反应：将试样组分转变成有较强吸收的有色化合物的反应。收的有色化合物的反应。选择显色反应应考虑的因素选择显色反应应考虑的因素 （1 1）选择性好一种显色剂最好只与一种）选择性好一种显色剂最好只与一种被测组分起显色反应。被测组分起显色反应。（2 2）灵敏度高要求反应生成的有色化合）灵敏度高要求反应生成的有色化合物的摩尔吸光系数大。物的摩尔吸光系数大。（3 3）生成的有色化合物组成恒定，化学性）生成的有色化合物组

5、成恒定，化学性质稳定。质稳定。（4 4）如果显色剂有色，则要求有色化合物）如果显色剂有色，则要求有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。与显色剂之间的颜色差别要大。（5 5）显色条件要易于控制，以保证其有较）显色条件要易于控制，以保证其有较好的再现性。好的再现性。2 2、显色剂、显色剂 无机显色剂无机显色剂有机显色剂：种类繁多有机显色剂：种类繁多 有机显色剂的优点：灵敏度高；稳定性好；选择性好；扩大光度法应用范围。采用三元采用三元( (多元多元) )配合物显色体系配合物显色体系由一个中心金属离子与两种由一个中心金属离子与两种( (或两种以上或两种以上) )不同配位体形成的配合物，称为三元不同配位

6、体形成的配合物，称为三元( (多元多元) )配合物。配合物。多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，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、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。配位体与中心金属离子间的协同作用。 三元配合物具有的特点：三元配合物具有的特点：稳定性很高；稳定性很高；灵敏度很高；灵敏度很高；选择性好；选择性好；萃取性能好；萃取性能好；为测定阴离子提供了新的方法与途

7、径。为测定阴离子提供了新的方法与途径。三、显色条件的选择三、显色条件的选择适宜的反应条件主要是通过实验来确定适宜的反应条件主要是通过实验来确定的。的。1 1、显色剂用量：、显色剂用量：显色反应就是将待测组分转变成有色化显色反应就是将待测组分转变成有色化合物的反应，其反应一般可用下式代表：合物的反应，其反应一般可用下式代表：M MR R MRMR反应具有一定的可逆性，当加入反应具有一定的可逆性，当加入R R过量过量时，有利于反应向右进行。时，有利于反应向右进行。对于不同的情况，显色剂的用量对显色对于不同的情况，显色剂的用量对显色反应的影响是不同的，在实际选用时，一般反应的影响是不同的，在实际选用

8、时，一般是通过实验来确定的。是通过实验来确定的。实验的方法为：固定待测组分的浓度和实验的方法为：固定待测组分的浓度和其它条件，分别加入不同量的显色剂，其它条件，分别加入不同量的显色剂，分别分别测定它们的吸光度，以吸光度为纵坐标，显测定它们的吸光度，以吸光度为纵坐标，显色剂用量为横坐标作图，可得到吸光度色剂用量为横坐标作图，可得到吸光度显显色剂用量的曲线，其结果分为三种情况：色剂用量的曲线，其结果分为三种情况：只能用于定性吸光度吸光度A A与显色剂用量与显色剂用量V V的关系会出现的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。 2 2、溶液的酸度、溶

9、液的酸度 酸度对显色反应的影响很大，因为溶液酸度对显色反应的影响很大，因为溶液酸度直接影响着金属离子、显色剂的存在形酸度直接影响着金属离子、显色剂的存在形式和有色化合物的组成、稳定性等。式和有色化合物的组成、稳定性等。酸度对金属离子存在形式的影响：很多高价金属离子都要水解，酸度较低时，不利于显色反应的进行。酸度对显色剂浓度的影响：很多显色剂都是有机弱酸，在溶液中有如下平衡：HR H+ R而显色反应为而显色反应为 MR MR所以酸度太高对反应不利。所以酸度太高对反应不利。酸度对显色剂颜色的影响：酸度对显色剂颜色的影响：很多显色剂本身就是酸碱指示剂，酸度很多显色剂本身就是酸碱指示剂，酸度不同时，它

10、们的颜色不同。如果控制不好酸不同时，它们的颜色不同。如果控制不好酸度，就会使指示剂颜色与有色化合物的颜色度，就会使指示剂颜色与有色化合物的颜色相近而影响测定。相近而影响测定。比如：用二甲酚橙为显色剂，它与金属比如：用二甲酚橙为显色剂，它与金属离子形成的配合物为红色，它本身在离子形成的配合物为红色，它本身在PH6.3PH6.3时为柠檬黄色，而在时为柠檬黄色，而在PHPH6.36.3时为红紫色。所时为红紫色。所以在以在PHPH6.36.3时，就无法进行测定。时，就无法进行测定。酸度对配合物组成的影响：酸度对配合物组成的影响：有些显色反应当酸度不同时，要生成配有些显色反应当酸度不同时，要生成配位比不

11、同的配合物，其颜色也有所不同。如：位比不同的配合物，其颜色也有所不同。如：FeFe3+3+与水杨酸的配合物：与水杨酸的配合物：PH4 Fe(C7H4O3)+ 紫色4PH9Fe(C7H4O3) 22 红色PH9 Fe(C7H4O3) 33 黄色由上可见，酸度对显色反应的影响是很由上可见，酸度对显色反应的影响是很大的，适宜的酸度要由实验来确定。大的，适宜的酸度要由实验来确定。3 3、时间和温度、时间和温度 在显色反应中应该从两方面来考虑时间在显色反应中应该从两方面来考虑时间的影响。一是显色反应完成所需要的时间，的影响。一是显色反应完成所需要的时间，称称“显色时间显色时间”；二是显色后有色化合物色二

12、是显色后有色化合物色泽保持稳定的时间，称泽保持稳定的时间，称“稳定时间稳定时间”。显色反应的速度有快有慢，快的几乎是显色反应的速度有快有慢，快的几乎是瞬间完成，颜色很快达到稳定状态，并且能瞬间完成，颜色很快达到稳定状态，并且能保持较长时间。大多数显色反应的速度是比保持较长时间。大多数显色反应的速度是比较慢的，需要一定时间才能达到稳定。而且较慢的，需要一定时间才能达到稳定。而且有些有色化合物放置过久也会褪色。有些有色化合物放置过久也会褪色。确定适宜时间的方法是：配制一份显色确定适宜时间的方法是：配制一份显色溶液，从加入显色剂开始，每隔一定时间测溶液，从加入显色剂开始，每隔一定时间测吸光度一次，绘

13、制吸光度时间曲线。曲线吸光度一次，绘制吸光度时间曲线。曲线平坦部分对应的时间就是测定吸光度的最适平坦部分对应的时间就是测定吸光度的最适宜时间。宜时间。多数显色反应的反应速度很快，室温下多数显色反应的反应速度很快，室温下即可进行。只有少数显色反应速度较慢，需即可进行。只有少数显色反应速度较慢，需加热以促使其迅速完成。但温度太高可能使加热以促使其迅速完成。但温度太高可能使某些显色剂分解。某些显色剂分解。通过绘制吸光度一温度曲通过绘制吸光度一温度曲线可以确定反应的适宜温度。线可以确定反应的适宜温度。T1()T2()t(min)A4 4、有机溶剂和表面活性剂、有机溶剂和表面活性剂 溶剂对显色反应的影响

14、表现在下列几方溶剂对显色反应的影响表现在下列几方面。面。溶剂影响络合物的离解度；溶剂影响络合物的离解度；溶剂改变络合物颜色。溶剂改变络合物颜色。通常，水溶性有色配合物因加入适当有通常，水溶性有色配合物因加入适当有机溶剂，使溶液的介电常数降低，使配合物机溶剂，使溶液的介电常数降低，使配合物离解度减小，或稳定性增大。有时，可增大离解度减小，或稳定性增大。有时，可增大速度。速度。5 5、显色反应中的干扰和消除、显色反应中的干扰和消除 控制酸度；控制酸度；加入掩蔽；加入掩蔽；选择合适的波长；选择合适的波长；选择合适的参比溶液。选择合适的参比溶液。四、测定条件的选择四、测定条件的选择1 1、测定波长的选

15、择、测定波长的选择入射光的波长对测定结果的灵敏度和准入射光的波长对测定结果的灵敏度和准确度都有很大的影响。选择时，应先绘制有确度都有很大的影响。选择时，应先绘制有色溶液的光吸收曲线。然后选用该溶液的最色溶液的光吸收曲线。然后选用该溶液的最大吸收波长来进行测量。大吸收波长来进行测量。2 2、吸光度范围的选择、吸光度范围的选择一般适宜的吸光度范围是一般适宜的吸光度范围是0.20.20.70.7。实。实际工作中，可以通过调节被测溶液的浓度、际工作中，可以通过调节被测溶液的浓度、使用厚度不同的吸收池来调整待测溶液吸光使用厚度不同的吸收池来调整待测溶液吸光度度, ,使其在适宜的吸光度范围内。使其在适宜的

16、吸光度范围内。3. 3. 参比溶液的选择参比溶液的选择吸光度的测量：将被测溶液盛放在吸收吸光度的测量：将被测溶液盛放在吸收池中，放入分光光度计光路中。池中，放入分光光度计光路中。吸光度吸光度A AMRMR吸收吸收试样中其他成分吸收试样中其他成分吸收溶剂和试剂吸收溶剂和试剂吸收吸收池对光的反射和吸收吸收池对光的反射和吸收A A（样品）（样品）= A= A（MRMR）+ A+ A（干扰）（干扰）+ A+ A（吸收池）（吸收池）为了使吸光度真正反映待测组分的浓度，为了使吸光度真正反映待测组分的浓度，需扣除非待测组分的影响需扣除非待测组分的影响使用参比溶液使用参比溶液参比溶液又称空白溶液。参比溶液又称

17、空白溶液。在光度分析法中，利用参比溶液调节仪在光度分析法中，利用参比溶液调节仪器的吸光度零点、消除显色溶液中其他有色器的吸光度零点、消除显色溶液中其他有色物质的干扰，抵消比色皿壁及溶液对入射光物质的干扰，抵消比色皿壁及溶液对入射光的反射和吸收的影响等。的反射和吸收的影响等。 参比溶液：将不含待测离子的溶液或试参比溶液：将不含待测离子的溶液或试剂加入一比色皿中，试液放入另一比色皿中，剂加入一比色皿中，试液放入另一比色皿中，再调节仪器，使不含待测离子溶液处于再调节仪器，使不含待测离子溶液处于T=100%T=100%（A=0A=0）处，此种溶液为参比溶液。）处，此种溶液为参比溶液。 溶剂参比溶剂参比

18、当试样溶液的组成比较简单，共存的其当试样溶液的组成比较简单，共存的其他组分很少且对测定波长的光几乎没有吸收，他组分很少且对测定波长的光几乎没有吸收，仅有待测物质与显色剂的反应产物有吸收时，仅有待测物质与显色剂的反应产物有吸收时，可采用溶剂作参比溶液，这样可以消除溶剂、可采用溶剂作参比溶液，这样可以消除溶剂、吸收池等因素的影响。吸收池等因素的影响。 试剂参比试剂参比 如果显色剂或其它试剂在测定波长有吸如果显色剂或其它试剂在测定波长有吸收，此时应采用试剂参比溶液。即按显色反收，此时应采用试剂参比溶液。即按显色反应相同条件，只不加入试样，同样加入试剂应相同条件，只不加入试样，同样加入试剂和溶剂作为参比溶液。这种参比溶液可消除和溶剂作为参比溶液。这种参比溶液可消除试剂中的组分产生的影响。试剂中的组分产生的影响。 试液参比试液参比如果试样中其它共存组分有吸收，但不如果试样中其它共存组分有吸收，但不与显色剂反应，则当显色剂在测定波长无吸与显色剂反应，则当显色剂在测定波长无吸收时，可用试样溶液作参比