显色条件的确定.ppt

1、1,1 显色反应,6.3 显色反应与分析条件的选择,2 显色剂,3 显色条件的确定,5 测定中的干扰以及消除方法,4 测量条件的选择,2,为什么显色？,官能团强吸收,直接测定,UV-VIS,官能团弱吸收,衍生化反应,UV-VIS,通常通过显色反应生成吸光系数大的有色物质进行测定，以提高灵敏度,1 显色反应,被测组分转变为有色化合物的反应,3,对显色反应的要求,选择性好，显色条件易于控制，重现性好； 灵敏度高，一般10 4; 生成的显色化合物稳定； 显色化合物与显色剂的颜色差异大，显色剂在测定波长处无明显吸收,对照性好, max 60 nm,4,显色反应的类型,（1）氧化还原反应：如测水中的Mn

2、2+，用过硫酸铵将Mn2+ 氧化为紫红色MnO4-，在波长525nm处有强吸收 （2）络合反应：对无机阳离子的显色反应，如Fe2+与邻二氮菲的络合物在510nm处有强吸收,5,2 显色剂,无机显色剂： 有机显色剂 ：形成的络合物稳定、选择性好，灵敏度高等，常用,6,有机显色剂,OO型：,ON型：,PAR,S型：,双硫腙，能与20多重金属离子形成有色鳌合物,NN型：,丁二酮肟,邻二氮菲,磺基水杨酸,7,3 显色条件的确定单因素试验法,CR,CR,1） 显色剂用量（MAX CM、pH一定）,作 A CR 曲线，寻找适宜 CR 范围,一般选择线性范围内有最大吸光度、且显色剂用量最少的点。,在测定波长

3、一定的条件下，影响显色反应的因素有：显色剂用量、pH、温度、反应时间、干扰组分等,8,酸度的影响,副反应,存在型体的变化,生成不同配比的络合物,2) 显色反应酸度,反应的完成程度,9,pH38为适宜 的酸度范围,邻二氮菲亚铁反应完全程度与pH的关系,10,固定CM、 CR，作 A pH 曲线，寻找适宜 pH 范围。,11,3) 显色温度及显色时间,(CM、 CR 、 pH一定)作 A T 曲线，寻找适宜反应温度。,反应时间的选择:作 A t 曲线，寻找适宜反应时间。,12,4）溶剂的选择,测量波长应大于透明区波长,对溶剂的要求 1. 低极性 2. 易溶解被测物 3. 稳定 4. 在样品的吸收光

4、谱区无明显吸收,常用溶剂的光学透明区,13,4 测量条件的选择,无干扰，选择,max,有干扰时,控制,A = 0.15 1,T = 70 % 10%,方法,1、非单色光影响小,2、灵敏度高,14,3) 参比液的选择,原则：,扣除比色皿、样品基体（非待测组分）和显色剂的吸收,以显色反应为例进行讨论,M + R = M-R,max,试样 显色剂 溶剂 吸光物质 参比液组成,无吸收,无吸收,光学透明,溶剂,基体吸收,无吸收,吸收,不加显色剂的试液,无吸收,吸收,吸收,显色剂+溶剂,基体吸收,吸收,吸收,吸收,显色剂 + 试液 + 待测组分的掩蔽剂,若欲测 M-R 的吸收,max,A （样） = A

5、（待测吸光物质） + A （干扰）+ A （池）,A （参比） = A （干扰）+ A （池）,15,例:邻二氮菲光度法测水中的 Fe， 若显色剂及其他试剂有颜色， 参比溶液为不含Fe的溶剂+所有试剂。 若待测样品中有干扰组分与显色剂有反应,掩蔽干扰组分， 参比溶液为待测样品+所有试剂+干扰组分掩蔽剂,参比溶液选择举例,16,5 测定中的干扰以及消除方法,1） 控制溶液pH,2） 加入掩蔽剂,3） 改变干扰离子的价态,4） 采用适当的光度测量条件和方法,5） 选择适当分离方法消除干扰,17,1、绝对法：测定样品的吸光度，由A=c L求出c，但须知吸光系数、光程L 2、标准对照法：在同样条件下分

6、别测定标准溶液（浓度为已知c标 ）和样品溶液的吸光度，然后求出被测样品的浓度 3、标准曲线法：校正 4、回归分析法：在一定条件下，测定已知浓度的多个不同样品的吸光度，用最小二乘法拟合出线性方程，再测定未知样品的吸光度，利用拟合方程求出被测样品浓度 5、解联立方程组：利用吸光度的加和性，求多组分的浓度 6、双波长分光光度法：自学 7、示差分光光度法：透光率调零和100%的方法不同 用cs cx 的标准溶液调T=0% 或用cs cx 的标准溶液调T=100%,6.4 吸光光谱法的定量方法,18,1 单组分的测定：标准曲线法,微量铁的测定,氨基酸的测定,邻二氮菲法,茚三酮法,蛋白质的测定,考马斯亮蓝

7、法,总磷的测定,磷钼蓝法,营养盐的测定,.,19,定量校正目的：建立测定的分析信号与被分析物浓度之间的关系。 一般用与被分析物质相同的标准试样进行校正。 工作曲线法（外标法）：是一种最基本的方法。 用分析物的纯样准确配置一系列已知浓度的标准试样，测得每一浓度对应的吸光度A后，以A对浓度C作图。 A=Kc,A4,40,cx,标准曲线法的准确性与两个因素有关： （1）标准物浓度配制的准确性； （2）标准试样基体与样品基体的一致性。,0.0,5,20,A,A2,A3,A1,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,30,Ax,浓度 c,Ax,21,标准加入法（增量法）能减少或消除基体效

8、应的影响 将已知量的标准试样加入到一定量的待测试样中，测得试样量和标准试样量的总响应值。 具体做法： 将一系列已知量待测物的标准样品分别加入到几等份的待测样品中，配制成浓度为(cx+0)，(cx+c1), (cx+c2), (cx+c3).，得到和待测样品有相同基体的标准系列(加标，spiking)； 通过仪器分别测量以上系列的响应值S0，S1，S2，S3，S4； 以标样浓度c对响应信号S作图，再将直线外推与浓度轴相交于一点(下图)，求得样品中待测物浓度cx。,22,23,2 多组分的测定,解联立方程法,根据吸光度加合性原则,解联立方程，可求得Cx, Cy, 为物质的特征参数，可通过配制标准溶

9、液测得。,24,天然水中Fe2+的测定 废水中Cd2+测定：双硫腙比色法（max=518nm） 水中微量酚的测定：4氨基安替比林分光光度法（max=510nm） 水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮及总氮的测定,6.5 应用实例,25,绘制特征吸收曲线 配制系列标准溶液0、C标1 C标2 。 ，显色反应：Fe2+3phen=Fe(phen)2+3 测量同一浓度标准溶液不同波长下的吸光度，每隔10nm测定一次，找出最大的吸收波长max(每变化波长，用空白溶液重新调零) （max=510nm） Fe2+的测定 用1cm比色皿 在max=510nm下测定标准溶液的吸光度A标，绘制标准曲线A标 C标 未知水

10、样显色反应，测未知水样的A未，在该标准曲线上找出相应的C未,1 铁的测定,26,总铁的测定 在水样中加NH2OHHCl（盐酸羟胺）或抗坏血酸还原Fe3+: 重复Fe2+的测定步骤,测量范围：水中0.035.0mg/L的铁,27,干扰及消除,干扰：消除方法： 强氧化剂、氰化物、亚硝酸盐、焦磷酸盐、偏聚磷酸盐及某些重金属离子 经过加酸煮沸可将氰化物及亚硝酸盐除去，并使焦磷酸、偏聚磷酸盐转化为正磷酸盐以减轻干扰。 加入盐酸羟胺则可消除强氧化剂的影响。 邻菲啰啉能与某些金属离子形成有色络合物而干扰测定 在乙酸-乙酸铵的缓冲溶液中，不大于铁浓度10倍的铜、锌、钴、铬及小于2mg/L的镍，不干扰测定；当浓

11、度再高时，可加入过量邻菲啰啉显色剂予以消除。汞、镉、银等能与邻菲啰啉形成沉淀，若浓度低时，可加过量邻菲啰啉来消除；浓度高时，可将沉淀过滤除去。 水样含有大量有机物或底色较深，可用不加邻菲啰啉的试液作参比，对水样的底色进行校正，或将水样蒸干、灰化后用酸重新溶解再测定。,28,2 水中含氮化合物的测定,1）氨氮 纳氏试剂光度法,注意事项：1）测定范围0.0252mg/L； 2）水中氨氮含量1mg/L直接用纳氏试剂测定, NH3 5mg/L时直接用酸碱滴定测定,29,蒸馏-滴定法,适合于氨氮浓度较高的水样，方法检出下限为0.2 mg/L。先用蒸馏法将氨蒸出，吸收于硼酸溶液中，再用酸标准溶液滴定馏出液

12、中的铵,电极法,是利用氨气敏复合电极进行氨氮的定量测试，该法不受水样颜色和浊度的干扰，水样不必进行预处理，测定范围为0.03 -1400 mg/L。,30,N(1-萘基)乙二胺比色法,在酸性溶液中，NO2与对氨基苯磺酰胺生成重氮盐：重氮盐与N-（1-萘基）-乙二胺偶联生成红色染料： （红色染料）（max=540nm）,2）亚硝酸盐氮： N(1-萘基)乙二胺比色法（GB 13580.7-92）、萘胺比色法（GB 13589.5-92）和分光光度法（GB 7493-87）、离子色谱法等。,31,3）硝酸盐氮,硝酸盐氮的测定方法主要有酚二磺酸光度法（GB 740-87）、镉柱还原法、紫外分光光度法、

13、离子色谱法和电极流动法等。,32,酚二磺酸光度法,黄色化合物（max=410nm）,33,紫外分光光度法,水样经预处理后，先在波长220 nm处测一次吸光度，此时，硝酸盐和溶解有机物均有吸收。再在波长275 nm处测一次吸光度，此时有机物有吸收而硝酸盐无吸收。根据两次吸光度值，引入吸光度的经验校正值A校，进行定量测定。经验校正值为： A校A2202A275 式中，A220 220 nm波长处测得的吸光度； A275 275 nm波长处测得的吸光度。,34,麝香草酚分光光度法,测量原理：硝酸盐和麝香草酚在浓硫酸溶液中形成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，生成黄色化合物，415nm下测定。,

14、适用于低浓度水样中硝酸盐氮的测定，最低检测质量浓度为 0.12mg/L硝酸盐氮（以N计）。 干扰与消除方法：亚硝酸盐对本规范呈正干扰，可用氨基磺酸铵除去；氯化物对本规范呈负干扰，可用硫酸银消除,35,4）凯氏氮,凯氏氮是指以凯氏（Kjeldahl）法测得的含氮量，包括氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。 在测定凯氏氮和氨氮之后，其差值即为有机氮。生活污水和食品、生物制品和制革等工业废水中常含较多的有机氮化合物，并以蛋白质及其分解产物（多肽和氨基酸）为主。,36,凯氏氮的测定,硫酸消解后的水样在碱性条件下可蒸馏出氨，用硼酸溶液吸收。反应式为：,可根据水样的具体情况，选用纳氏试剂光度法或滴定法测定其含量。该法所测得的有机氮化合物为蛋白质、氨基酸、核酸、尿素等，不包括叠氮、联氮、偶氮、硝基氮等物质。 若将水样先行蒸馏除去氨氮，再按凯氏法进行测定，可直接测得有机氮化合物,37,5）总氮,测试方法有过硫酸钾氧化紫外分光光度法（GB-）和加和法（凯氏氮、硝态氮）、仪器法等。,过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定原理：在120124的碱性介质条件下，用过硫酸钾做氧化剂，不仅可以将水中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时可以将大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。然后用紫外分光光度法测定。 该法主要适用于湖泊、水库