吸光光度法顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇

1、吸光光度法吸光光度法 / /顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇進(jìn)行光度分析時(shí)，首先要把待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物，進(jìn)行光度分析時(shí)，首先要把待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物， 然后測定吸光度或吸收曲線然后測定吸光度或吸收曲線將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)與待測組分形成有色化合物的試劑稱為與待測組分形成有色化合物的試劑稱為顯色劑顯色劑吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)的分類顯色反應(yīng)的分類配位反應(yīng)配位反應(yīng)-最主要的顯色反應(yīng)最主要的顯色反應(yīng)氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)顯色反應(yīng)的選擇顯色反應(yīng)的選擇靈敏度

2、高靈敏度高摩爾吸收系數(shù)摩爾吸收系數(shù) K 的大小是顯色反應(yīng)靈敏度高低的重要標(biāo)志的大小是顯色反應(yīng)靈敏度高低的重要標(biāo)志應(yīng)當(dāng)選擇生成的有色物質(zhì)的應(yīng)當(dāng)選擇生成的有色物質(zhì)的較大的顯色反應(yīng)較大的顯色反應(yīng)吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 選擇性好選擇性好 顯色劑僅與一個(gè)組分或少數(shù)幾個(gè)組分發(fā)生顯色反顯色劑僅與一個(gè)組分或少數(shù)幾個(gè)組分發(fā)生顯色反應(yīng)應(yīng) 僅與某一種離子發(fā)生反應(yīng)者稱為特效的（或?qū)賰H與某一種離子發(fā)生反應(yīng)者稱為特效的（或?qū)俚模╋@色劑的）顯色劑 顯色劑在測定波長處無明顯吸收顯色劑在測定波長處無

3、明顯吸收 試劑空白值小，試劑空白值小，可以提高測定的準(zhǔn)確度。可以提高測定的準(zhǔn)確度。 兩種有色物質(zhì)最大吸收波長之差稱為兩種有色物質(zhì)最大吸收波長之差稱為“對比度對比度”，一般要求顯色劑與有色化合物的對比度一般要求顯色劑與有色化合物的對比度 入在入在 60nm 以上以上吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 反應(yīng)生成的有色化合物組成恒定，反應(yīng)生成的有色化合物組成恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 可以保證至少在測定過程中吸光度基本上不變，杏則將影可以保證至少在測定過程中吸光度基本上不變，杏則將影響吸光度測定的準(zhǔn)確度及再現(xiàn)性。響吸光度測定的準(zhǔn)確度及再現(xiàn)性。吸光光度法吸光

4、光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 顯色條件的選擇顯色條件的選擇 顯色劑用量顯色劑用量 根據(jù)溶液平衡原理，有色配合物穩(wěn)定常數(shù)愈大，顯色劑過根據(jù)溶液平衡原理，有色配合物穩(wěn)定常數(shù)愈大，顯色劑過量愈多，愈有利于待測組分形成有色配合物量愈多，愈有利于待測組分形成有色配合物 過量顯色劑的加人，有時(shí)會(huì)引起副反應(yīng)的發(fā)生，對測定反過量顯色劑的加人，有時(shí)會(huì)引起副反應(yīng)的發(fā)生，對測定反而不利而不利 顯色劑的適宜用量常通過實(shí)驗(yàn)來確定顯色劑的適宜用量常通過實(shí)驗(yàn)來確定吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 曲線表明，當(dāng)顯色劑濃度。曲線表明，當(dāng)顯色劑濃度。 R

5、在在 0 一一 a 范圍內(nèi)時(shí)，顯范圍內(nèi)時(shí)，顯色劑用量不足，待測離子色劑用量不足，待測離子沒有完全轉(zhuǎn)變成有色配合沒有完全轉(zhuǎn)變成有色配合物物 在在 a 一一 b 范圍內(nèi)，曲線平范圍內(nèi)，曲線平直，吸光度出現(xiàn)穩(wěn)定值，直，吸光度出現(xiàn)穩(wěn)定值，因此可在因此可在 a 一一 b 間選擇合間選擇合適的顯色劑用量。這類反適的顯色劑用量。這類反應(yīng)生成的有色配合物穩(wěn)定，應(yīng)生成的有色配合物穩(wěn)定，對顯色劑濃度控制要求不對顯色劑濃度控制要求不太嚴(yán)格太嚴(yán)格吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 曲線表明，當(dāng)曲線表明，當(dāng)CR 在在 a b 這一較這一較窄的范圍內(nèi)時(shí)，吸光度值才較穩(wěn)窄的范圍內(nèi)時(shí)，

6、吸光度值才較穩(wěn)定，其余吸光度都下降，因此必定，其余吸光度都下降，因此必須嚴(yán)格控制須嚴(yán)格控制C R 的值的值吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 曲線表明，隨著顯色劑曲線表明，隨著顯色劑 濃度濃度增大，吸光度不斷增大增大，吸光度不斷增大 這種情況下必須十分嚴(yán)格地這種情況下必須十分嚴(yán)格地控制顯色劑用量。控制顯色劑用量。吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 酸度酸度 大多數(shù)有機(jī)顯色劑是有機(jī)弱酸，且?guī)в兴釅A指示劑性質(zhì)，大多數(shù)有機(jī)顯色劑是有機(jī)弱酸，且?guī)в兴釅A指示劑性質(zhì)，溶液中存在著下列平衡：溶液中存在著下列平衡： 酸度改變，將引

7、起平衡移動(dòng)，從而影響顯色劑及有色化合酸度改變，將引起平衡移動(dòng)，從而影響顯色劑及有色化合物的濃度，還可能引起配位基團(tuán)數(shù)目的改變以致改變?nèi)芤何锏臐舛?，還可能引起配位基團(tuán)數(shù)目的改變以致改變?nèi)芤旱念伾?。的顏色。吸光光度法吸光光度?/ 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 酸度對待測離子存在狀態(tài)及是否發(fā)生酸度對待測離子存在狀態(tài)及是否發(fā)生水解水解也有影響也有影響 顯色反應(yīng)的適宜酸度范圍可通過實(shí)驗(yàn)來確定：顯色反應(yīng)的適宜酸度范圍可通過實(shí)驗(yàn)來確定： 固定待測組分及顯色劑濃度，改變?nèi)芤汗潭ù郎y組分及顯色劑濃度，改變?nèi)芤?pH ，測定其吸光，測定其吸光度，作出吸光度一度，作出吸光度一 pH 關(guān)系曲線，

8、選擇曲線平坦且吸光度關(guān)系曲線，選擇曲線平坦且吸光度高的部分對應(yīng)的高的部分對應(yīng)的 pH 作為測定條件。作為測定條件。 顯色溫度顯色溫度 一般在室溫下進(jìn)行一般在室溫下進(jìn)行 加熱加熱-可以加速顯色反應(yīng)進(jìn)行完全可以加速顯色反應(yīng)進(jìn)行完全 有的有色物質(zhì)當(dāng)溫度偏高時(shí)容易分解有的有色物質(zhì)當(dāng)溫度偏高時(shí)容易分解 適宜的溫度范圍適宜的溫度范圍-通過實(shí)驗(yàn)找出通過實(shí)驗(yàn)找出吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 顯色時(shí)間顯色時(shí)間 影響影響-大多數(shù)顯色反應(yīng)需要經(jīng)一定的時(shí)間，才能完成。大多數(shù)顯色反應(yīng)需要經(jīng)一定的時(shí)間，才能完成。時(shí)間的長短又與溫度的高低有關(guān)。有的有色物質(zhì)在放置時(shí)，時(shí)間的長短又

9、與溫度的高低有關(guān)。有的有色物質(zhì)在放置時(shí)，受到空氣的氧化或發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，會(huì)使顏色減弱。受到空氣的氧化或發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，會(huì)使顏色減弱。 確定確定-通過實(shí)驗(yàn)，作出一定溫度下的吸光度一時(shí)間關(guān)系通過實(shí)驗(yàn)，作出一定溫度下的吸光度一時(shí)間關(guān)系曲線，求出適宜的顯色時(shí)間。曲線，求出適宜的顯色時(shí)間。吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 干擾的消除干擾的消除 共存離子共存離子如本身有顏色，或與顯色劑作用生成有色化合物，如本身有顏色，或與顯色劑作用生成有色化合物，都將干擾測定。都將干擾測定。 消除共存離子的干擾的方法：消除共存離子的干擾的方法： 加人配位掩蔽劑或氧化還原掩蔽劑，使

10、干擾離子生成無色加人配位掩蔽劑或氧化還原掩蔽劑，使干擾離子生成無色配合物或無色離子。配合物或無色離子。吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 選擇適當(dāng)?shù)娘@色條件以避免干擾選擇適當(dāng)?shù)娘@色條件以避免干擾 利用酸效應(yīng)，控制顯色劑離解平衡，降低利用酸效應(yīng)，控制顯色劑離解平衡，降低 R ，使干擾，使干擾離子不與顯色劑作用離子不與顯色劑作用吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 分離干擾離子分離干擾離子 采用沉淀、離子交換或溶劑萃取等分離方法除去干擾離子采用沉淀、離子交換或溶劑萃取等分離方法除去干擾離子 溶劑萃取分離方法可直接在有機(jī)相

11、中顯色，稱為萃取光度溶劑萃取分離方法可直接在有機(jī)相中顯色，稱為萃取光度法。法。 選擇適當(dāng)?shù)墓舛葴y量條件選擇適當(dāng)?shù)墓舛葴y量條件 波長波長 參比溶液參比溶液吸光光度法吸光光度法 / 顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇顯色反應(yīng)及顯色條件的選擇 光度分析條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，使試樣的顯色條件與繪制光度分析條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，使試樣的顯色條件與繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)的條件一致，才能得到重現(xiàn)性好而準(zhǔn)確度高的標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)的條件一致，才能得到重現(xiàn)性好而準(zhǔn)確度高的分析結(jié)果分析結(jié)果吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 無機(jī)顯色劑無機(jī)顯色劑 無機(jī)顯色劑與金屬離子生成的化合物不夠穩(wěn)定，靈敏度和無機(jī)顯色劑與金屬離子生成的化合物不夠穩(wěn)定，靈

12、敏度和選擇性也不高，選擇性也不高， 硫氰酸鹽硫氰酸鹽 鑰酸銨鑰酸銨 過氧化氫過氧化氫吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 有機(jī)顯色劑有機(jī)顯色劑 大多數(shù)有機(jī)顯色劑與金屬離子生成極其穩(wěn)定的贅合物，顯大多數(shù)有機(jī)顯色劑與金屬離子生成極其穩(wěn)定的贅合物，顯色反應(yīng)的選擇性和靈敏度都較無機(jī)顯色反應(yīng)高，因而它廣色反應(yīng)的選擇性和靈敏度都較無機(jī)顯色反應(yīng)高，因而它廣泛應(yīng)用于吸光光度分析中泛應(yīng)用于吸光光度分析中 有機(jī)顯色劑及其產(chǎn)物的顏色與它們的分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系有機(jī)顯色劑及其產(chǎn)物的顏色與它們的分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 生色團(tuán)生色團(tuán) 生色團(tuán)生色團(tuán)-某些含不飽和鍵的基團(tuán)，如偶氮基、對醌基和某些含不

13、飽和鍵的基團(tuán)，如偶氮基、對醌基和羰基等。羰基等。 這些基團(tuán)中的這些基團(tuán)中的電子被激發(fā)時(shí)需能量較小，可吸收波電子被激發(fā)時(shí)需能量較小，可吸收波 長長200 nm以上的可見光而顯色。以上的可見光而顯色。吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 助色團(tuán)助色團(tuán) 助色團(tuán)助色團(tuán)-含孤對電子的基團(tuán)，如氨基、羥基和鹵代基等。含孤對電子的基團(tuán)，如氨基、羥基和鹵代基等。這些基團(tuán)與生色團(tuán)上的不飽和鍵作用，使顏色加深。這些基團(tuán)與生色團(tuán)上的不飽和鍵作用，使顏色加深。吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 助色團(tuán)的影響示例助色團(tuán)的影響示例 水楊酸中引人甲氧基后，與水楊酸中引人甲氧基后，與 Fe （III）反應(yīng)所得產(chǎn)物的）反應(yīng)

14、所得產(chǎn)物的最大吸收波長向長波方向移動(dòng)，顏色也因而加深。這最大吸收波長向長波方向移動(dòng)，顏色也因而加深。這種現(xiàn)象稱為種現(xiàn)象稱為“紅移紅移”。吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 當(dāng)金屬離子與有機(jī)顯色劑形成贅合物時(shí)，金屬離子與顯色當(dāng)金屬離子與有機(jī)顯色劑形成贅合物時(shí)，金屬離子與顯色劑中的不同基團(tuán)通常形成一個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)配位鍵，改變劑中的不同基團(tuán)通常形成一個(gè)共價(jià)鍵和一個(gè)配位鍵，改變了整個(gè)試劑分子內(nèi)共扼體系的電子云分布情況，從而引起了整個(gè)試劑分子內(nèi)共扼體系的電子云分布情況，從而引起顏色的改變。如茜素與顏色的改變。如茜素與A13 反應(yīng)；反應(yīng)；吸光光度法吸光光度法 /

15、顯色劑顯色劑 由于茜素分子中氧原子提供電子對，與由于茜素分子中氧原子提供電子對，與 A13 配位，氧原配位，氧原子的電子云發(fā)生較大變形，而這個(gè)氧原子又是處在共扼體子的電子云發(fā)生較大變形，而這個(gè)氧原子又是處在共扼體系中，因此生成配合物的顏色顯著地加深。系中，因此生成配合物的顏色顯著地加深。吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 有機(jī)顯色劑的類型有機(jī)顯色劑的類型 偶氮類顯色劑偶氮類顯色劑 顯色劑分子中含有偶氮基。凡含有偶氮結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，顯色劑分子中含有偶氮基。凡含有偶氮結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物，都是帶色的物質(zhì)。當(dāng)偶氮基兩端與芳烴碳原子相連，而且都是帶色的物質(zhì)。當(dāng)偶氮基兩端與芳烴碳原子相連，而且在其鄰位

16、上有一定的配位基團(tuán)在其鄰位上有一定的配位基團(tuán) 此類化合物在一定的條件下就能與某些金屬離子作用，改此類化合物在一定的條件下就能與某些金屬離子作用，改變生色團(tuán)的電子云結(jié)構(gòu)，使顏色發(fā)生明顯的變化。變生色團(tuán)的電子云結(jié)構(gòu)，使顏色發(fā)生明顯的變化。吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 偶氮類顯色劑特點(diǎn)偶氮類顯色劑特點(diǎn) 性質(zhì)穩(wěn)定性質(zhì)穩(wěn)定 顯色反應(yīng)靈敏度高顯色反應(yīng)靈敏度高 選擇性好選擇性好 對比度大對比度大 是目前應(yīng)用最廣泛的一類顯色劑是目前應(yīng)用最廣泛的一類顯色劑。其中以偶氮胂。其中以偶氮胂III 等最為等最為突出。偶氮胂突出。偶氮胂III的結(jié)構(gòu)式為的結(jié)構(gòu)式為特別適用于鈾、釷、鋯等元素以及稀土元素總量的測定特

17、別適用于鈾、釷、鋯等元素以及稀土元素總量的測定吸光光度法吸光光度法 / 顯色劑顯色劑 三苯甲烷類顯色劑三苯甲烷類顯色劑 鉻天青鉻天青 S 二甲酚橙二甲酚橙 結(jié)晶紫結(jié)晶紫 羅丹明羅丹明 B吸光光度法吸光光度法 / 吸光度測量條件的選擇吸光度測量條件的選擇 入射光波長的選擇入射光波長的選擇一般選擇一般選擇 max吸光光度法吸光光度法 / 吸光度測量條件的選擇吸光度測量條件的選擇 max 不在儀器可測波長范圍內(nèi)，或干擾物質(zhì)在此波長處不在儀器可測波長范圍內(nèi)，或干擾物質(zhì)在此波長處有強(qiáng)烈的吸收，那么可選用非最大吸收處的波長。但應(yīng)注有強(qiáng)烈的吸收，那么可選用非最大吸收處的波長。但應(yīng)注意盡可能選擇意盡可能選擇值

18、隨波長改變而變化不太大的區(qū)域內(nèi)的波值隨波長改變而變化不太大的區(qū)域內(nèi)的波長長吸光光度法吸光光度法 / 吸光度測量條件的選擇吸光度測量條件的選擇吸光光度法吸光光度法 / 吸光度測量條件的選擇吸光度測量條件的選擇參比溶液的選擇參比溶液的選擇僅待測物與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，可用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤簝H待測物與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收，可用純?nèi)軇┳鲄⒈热芤猴@色劑或其他試劑略有吸收，應(yīng)用空白溶液（不加試樣溶液）顯色劑或其他試劑略有吸收，應(yīng)用空白溶液（不加試樣溶液）作參比溶液。作參比溶液。試樣中其他組分有吸收，但不與顯色劑反應(yīng)試樣中其他組分有吸收，但不與顯色劑反應(yīng) 當(dāng)顯色劑無吸收時(shí)，可用試樣溶液作參比溶液當(dāng)顯色劑

19、無吸收時(shí)，可用試樣溶液作參比溶液 當(dāng)顯色劑略有吸收時(shí)，可在試液中加人適當(dāng)掩蔽劑將待測組當(dāng)顯色劑略有吸收時(shí)，可在試液中加人適當(dāng)掩蔽劑將待測組分掩蔽后再加顯色劑，以此溶液作參比溶液。分掩蔽后再加顯色劑，以此溶液作參比溶液。吸光光度法吸光光度法 / 吸光度測量條件的選擇吸光度測量條件的選擇 吸光度讀數(shù)范圍的選擇吸光度讀數(shù)范圍的選擇 吸光度的實(shí)驗(yàn)測定值總存在著誤差。在不同吸光度下相同吸光度的實(shí)驗(yàn)測定值總存在著誤差。在不同吸光度下相同的吸光度讀數(shù)誤差對測定帶來的濃度誤差是不同的的吸光度讀數(shù)誤差對測定帶來的濃度誤差是不同的吸光光度法吸光光度法 / 吸光度測量條件的選擇吸光度測量條件的選擇吸光光度法吸光光度

20、法 / 吸光度測量條件的選擇吸光度測量條件的選擇 T 被認(rèn)為是由儀器刻度讀數(shù)不可靠所引起的誤差。一般被認(rèn)為是由儀器刻度讀數(shù)不可靠所引起的誤差。一般分光光度計(jì)的分光光度計(jì)的 T 約為土約為土 0 . 2 一士一士 2 % ，與透光度，與透光度值無關(guān)。不同的儀器設(shè)計(jì)和制造水平的不同，值無關(guān)。不同的儀器設(shè)計(jì)和制造水平的不同， T 不同。不同。但對同一臺儀器，是一個(gè)常數(shù)但對同一臺儀器，是一個(gè)常數(shù) 設(shè)設(shè) T =0 . 5 % ，算出不同透光度值時(shí)的濃度相對誤差，算出不同透光度值時(shí)的濃度相對誤差，作圖得作圖得若令式（若令式（ 9 一一 7 ）的導(dǎo)數(shù)為）的導(dǎo)數(shù)為零，可以求出當(dāng)零，可以求出當(dāng) T = 0 .

21、368 ( A = 0 . 434 ）時(shí)，濃度相對）時(shí)，濃度相對誤差最小，約為誤差最小，約為 1 . 4 。吸光光度法吸光光度法 / 吸光度測量條件的選擇吸光度測量條件的選擇 由圖可知，濃度相對誤差大小和透光度讀數(shù)范圍有關(guān)由圖可知，濃度相對誤差大小和透光度讀數(shù)范圍有關(guān) 當(dāng)所測吸光度在當(dāng)所測吸光度在 0 15一一 1 . 0 或或 T / % = 70 一一 10 的范的范圍內(nèi)，濃度測量相對誤差約為圍內(nèi)，濃度測量相對誤差約為 1 . 4 一一 2 . 2 % 最小誤差為最小誤差為 1 . 4 % （ T = 0 . 5 % ） 測量的吸光度過低或過高，誤差都是非常大的測量的吸光度過低或過高，誤差都是非常大的 因而普通分光光度法不適用于高含量或極低含量物質(zhì)的測因而普通分光光度法不適用于高含量或極低含量物質(zhì)的測定定吸光光度法吸光光度法 / 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用 單點(diǎn)比較法單點(diǎn)比較法 標(biāo)準(zhǔn)曲線法標(biāo)準(zhǔn)曲線法 多組分分析多組分分析 吸光光度法吸光光度法 / 吸光光度法的應(yīng)用吸光光度法的應(yīng)用 單點(diǎn)比較法單點(diǎn)比較法 在相同的測定條件下在相同的測定條件下 Ax=KbCx As=KbCsCS-標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度標(biāo)準(zhǔn)樣品的濃度Cx-未知樣品的濃