紫外可見分光法的最全說明

1、透射比和吸光度當一束平行光通過均勻的溶液介質時，光的一部分被吸收，一部分被器皿反射。設入射光弓雖度為I0,吸收光強度為I a,透射光強度為It,反射光強度為Ir,則在進行吸收光譜分析中，被測溶液和參比溶液是分別放在同樣材料及厚度的兩個吸收池中，讓強度同為I。的單色光分別通過兩個吸收池，用參比池調節(jié)儀器的零吸收點，再測量被測量溶液的透射光強度，所以反射光的影響可以從參比溶液中消除，則上式可簡寫為Io = Ia+I透射光強度（I t）與入射光強度（I。）之比稱為透射比（亦稱透射率），用T表示，則有:溶液的T越大，表明它對光的吸收越弱；反之， T越小，表明它對光的吸收越強。為了更明確地表明溶液的吸光

2、強弱與表達物理量的相應關系，常用吸光度（A）表示物質對光的吸收程度，其定義為：則A值越大，表明物質光吸收越強。T及A都是表示物質對光吸收程度的一種量度，透射比常以百分率表示，稱為百分透射比，T%;吸光度 A為一個無因次的量，兩者可通過上式互相換算。朗伯比耳定律朗伯一比耳定律（Lambert Beer）是光吸收的基本定律，俗稱 光吸收定律，是分光光度法定量分析的依據(jù)和基礎。當入射光波長一定時，溶液的吸光度A是吸光物質的濃度 C及吸收介質厚度1（吸收光程）的函數(shù)。朗伯和比耳分別于 1760年和1852年研究了這三者的定量關系。朗伯的結論是，當用適當波長的單色光照射一固定濃度的均勻溶液時, 正比，其

3、數(shù)學式為A = k 1（此即稱為朗伯定律，k為比例系數(shù)）而比耳的結論是，當用適當波長的單色光照射一固定液層厚度的均勻溶液時,C成正比，其數(shù)學表達式為：A = k”c （此即稱為比耳定律，k稱為比例系數(shù)）合并上述k的數(shù)值取決于吸光物質的特性外，其單位及數(shù)值還與 C和l所采用的單 位有關。l通常采用cm為單位，并用b表示。所以k的單位取決C采用的單位。當C采用重量單位 L時，吸收定律表達為：A=abc （a稱為吸光系數(shù)，單位為L g cm ） mol 當C采用摩爾濃度 L 時，吸收定律表達為：T -1A二bc（ 稱摩爾吸光系數(shù)，單位為L - g cm ）有時在化合物的組成不明的情況下，物質的摩爾質

4、量不知道，因而物質的量濃度無法確定，就不能用摩爾吸光系數(shù)，而是采用比吸光系數(shù) A* ,其意義是指質量分數(shù)為 1%的溶液，用1cm吸收池時的吸光度，這時吸光度為： 一二二二（c的質量百分濃度）-a、三者的換算關系為：a = e/a產-iq+ s/Mr,/Mr （Mr為吸收物質的摩爾質量）在吸收定律的幾種表達式中，R =在分析上是最常用的，也是最常用的，有時吸收光譜的縱坐標也用或電表示，并以最大摩爾吸光系數(shù) 總 表示物質的吸收強度。是在特定波長及外界條件下，吸光質點的一個特征常數(shù)，數(shù)值上等于吸光物質的濃 度為Imol-I；，液層厚度為1cm時溶液的吸光度。它是物質吸光能力的量度，可作為定性 分析的

5、參考和估計定量分析的靈敏度。朗伯比耳定律朗伯-比耳定律的推導如下：根據(jù)量子理論，光是由光子所組成，其它能量為 芯=人”。因此，吸收光的過程就是光子被吸光質點（如分子或離子）的俘獲，使吸光質點能量增加而處于激發(fā)狀態(tài)，光子被俘獲的幾率取決于吸光質點的吸光截面積。如圖13.12所示,圖 13, 12輻射吸收示意圖如有一束強度為Io的單色平行光束，垂直通過一橫截面積為s的均勻溶液介質。在吸收介質中，光的強度為Ix（|x在光束通過介質的過程中，因光能量不斷被吸收而逐漸變小），當光束通過一個很薄的介質層 db后，光強減弱了 dIx,則厚度為db的吸收層對光的吸收率為也也及 量子理論表明，光束強度可以看作是

6、單位時間內流過光子的總數(shù)，于是及 可以看作是光束通過吸收介質是每個光子被吸光物質吸收的平均幾率。另一方面，由于液層厚度db為無限小，所以在這個小體積單元中，所以吸光質點所占的吸收截面積之和dS與橫截面dS積S之比$也可看作為該截面上光子被吸收物質吸收的幾率。因此就有：山乂 dS77 sA如果吸收介質中含有 m種不同的吸光質點，而且它們之間沒有相互影響，設ai為第I種吸光質點對指定波長的吸收截面積，dni為第I種吸光質點在db小體積單元之中的數(shù)目，則ttidS = V %d叫i=l代入上式，則得到：di 12L- = -y aidni當光束通過液層厚度為 b時，對上式兩邊積分，得到In=根據(jù)吸光

7、度的定義, 10 0 4343- 1g =I Smi=1S =截面積S是均勻介質的體積 V與液層度b之比，即 b，代入上式，得到b mmn.A =0.43434343叫時一V i=li=lNJ叫式中M為阿佛加德羅常數(shù)。N&V為第種質點在均勻介質中的濃度c,當V的單位為L時，C為摩爾濃度。將0.4343NAai合并為常數(shù)，當 C為摩爾濃度時，該常數(shù)e i ,則得到mA = eibCii=l上式表明，當一束平行單色光通過一個均勻吸收介質時，總吸光度等于吸收介質中各吸光物質吸光度之和，即吸光度具有加和性，這是進行多組分光度分析的理論基礎。當吸收介質中只含有單一種吸收物質時，上式簡化為A - ebc朗

8、伯一比耳定律的常用表達式與測量儀器有關的因素A圖13. 13 分析譜帶的選擇從理論上來說，朗伯-比耳定律上適用于單色光（即單一波長的光），但是紫外-可見分光光度計從光源發(fā)出的連續(xù)光經(jīng)單色器分光，為了滿足實際測量中需要有足夠光強的要求，入射光狹縫必須有一定的寬度。因此，由出射光狹縫投射到被測溶液的光束，并不是理論要求的嚴格單色光，而是由一小段波長范圍的復合光，由分子吸收光譜是一種帶狀光譜，吸光e最大，用F取表本,物質對不同波長光的吸收能力不同，在峰值位置，吸收能力最強, 其他波長處都變小，因此當吸光物質吸收復合光時，表現(xiàn)吸光度要比理論吸光度偏低,因此導致比耳定律的負偏離。在所使用的波長范圍內，

9、吸光物質的吸光系數(shù)變化越大，這種偏離就越顯著。例如，按圖 13.13的吸收光譜，選擇寬度作為入射光時，吸光系數(shù)變化較小，測量造成的偏離就比較小，若選擇譜帶n的波長寬度作為入射光時，吸光系數(shù)的變化很大，測量造成的偏離也就很大。所以通常選擇吸光物質的最大吸收波長（即吸收帶峰所對應的波長）作為分析的測量波長，這樣不僅保證有較高的測量靈敏度，而且此處的吸收曲線往 往較為平坦，吸光系數(shù)變化比較小，比耳定律的偏離也比較小。對于比較尖銳的吸收帶，在滿足一定的靈敏度要求下，盡量避免用吸收峰的波長作為測量波長。投射被測溶液的光束單色性（即波長范圍）越差，引起的比耳偏離也越大， 所以，在保證足夠的光強前提下，采用

10、窄 的入射光狹縫，以減小譜帶寬度，降低比耳定律的偏離。與樣品溶液有關的因素當吸收物質在溶液中的濃度較高時，由于吸收質點之間的平均距離縮小，鄰近質點彼此的電荷分布會產生相互影響，以致于改變它們對特定輻射的吸收能力，即改變了吸光系數(shù)，導致比耳定律的偏離。 通常只有當吸光物質的濃度小于0.01 moLL”的稀溶液中，吸收定律才成立。推導吸收定律時，吸光度的加和性隱含著測定溶液中各組分之間沒有相互作用的假設。 但實際上，隨著濃度的增大，各組分之間甚至同組分的吸光質點之間的相互作用是不可 避免的。例如，可以發(fā)生締合、離解、光化學反應、互變異構及配合物配位數(shù)的變化等 等，會使被測組分的吸收曲線發(fā)生明顯的變

11、化，吸收峰的位置、強度及光譜精細結構都會有所不同，從而破壞了原來的吸光度與濃度之間的函數(shù)關系，導致比耳定律的偏離。溶劑及介質條件對吸收光譜的影響十分重要。溶劑及介質條件（如P11值）經(jīng)常會影響被測物理的性質和組成，影響生色團的吸收波長和吸收強度，也會導致吸收定律的偏離。當測定溶液有膠體、乳狀液或懸浮物質存在時，入射光通過溶液時， 有一不忿光會因散射而損失，造成“假吸收”，使吸光度偏大，導致比耳定律得正偏離。質點的散射強度 與照射光波長的四次方成反比，所以在紫外光區(qū)測量時，散射光的影響更大。是真實摩爾吸光系數(shù)此外，吸收定律的偏離還與溶液的折射率有關，摩爾吸光系數(shù)它真和溶液折射率的函數(shù)n 小耳7當

12、稀溶液時，n基本不變，也基本不變，而當濃度高時，n變大，變小，導致比耳定律的偏離。主要組成部件各種型號的紫外-可見分光光度計，就其基本結構來說，都是由五個基本部分組成，即光源、單色器、吸收池、檢測器及信號指示系統(tǒng)，如圖 13.14。光源|_T單色器|-T檢測器|信號檢測系統(tǒng)吸收池圖13. 14 紫外一可見分光光度計基本結構示意圖1.光源（輻射源）對光源的要求在儀器操作所需的光譜區(qū)域內能夠發(fā)射連續(xù)輻射；應有足夠的輻射強度及良好的穩(wěn)定性；輻射能量隨波長的變化應盡可能??；光源的使用壽命長，操作方便。光源的種類分光光度計中常用的光源有熱輻射光源和氣體放電光源兩類。前者用于可見光區(qū)，如鴇燈、鹵鴇燈等，后

13、者用于紫外光區(qū)，如氫燈和笊燈等。鴇燈和碘鴇燈可使用的波長范圍為3402500nm這類光源的輻射能量與施加的外加電壓有關，在可見光區(qū)，輻射的能量與工作電壓的4次方成正比，光電流也與燈絲電壓的n次方（n1）成正比。因此，使用時必須嚴格控制燈絲電壓，必要時須配備穩(wěn)壓裝置，以保證光源的穩(wěn)定。氫燈和笊燈可使用的波長范圍為160375nm,由于受石英窗吸收的限制，通常紫外光區(qū)波長的有效范圍一般為 200375nmo燈內氫氣壓力為102Pa時，用穩(wěn)壓電源供電，放電十 分穩(wěn)定，光強度且恒定。 笊燈的燈管內充有氫同位素笊， 其光譜分布與氫燈類似， 但光強 度比同功率的氫燈大 35倍，是紫外光區(qū)應用最廣泛的一種光

14、源。主要組成部件2.單色器單色器的作用單色器是能從光源的復合光中分出單色光的光學裝置，其主要功能應該是能夠產生 光譜純度高、色散率高且波長在紫外可見光區(qū)域內任意可調。單色器的性能直接影響入 射光的單色性，從而也影響到測定的靈敏度、選擇性及校準曲線的線性關系等。單色器的組成單色器由入射狹縫、準光器（透鏡或凹面反射鏡使入射光變成平行光）、色散元件、聚焦元件和出射狹縫等幾個部分組成。其核心部分是色散元件，起分光作用。其他光學 元件中狹縫在決定單色器性能上起著重要作用，狹縫寬度過大時，譜帶寬度太大，入射 光單色性差，狹縫寬度過小時，又會減弱光強。色散元件的類型能起分光作用的色散元件主要是棱鏡和光柵。棱

15、鏡有玻璃和石英兩種材料。它們的色散原理是依據(jù)不同波長的光通過棱鏡時有不同的 折射率而將不同波長分開。由于玻璃會吸收紫外光，所以玻璃棱鏡只適用于3503200nm的可見和近紅外光區(qū)波長范圍。 石英棱鏡適用的波長范圍較寬，為1854000nm）即可用于紫外、可見、紅外三個光譜區(qū)域。光柵是利用光的衍射和干涉作用制成的。它可用于紫外、可見和近紅外光譜區(qū)域，而且在整個波長區(qū)域中具有良好的、幾乎均勻一致的色散率， 且具有適用波長范圍寬、分辨本領高、成本低、便于保存和易于制作等優(yōu)點，所以是目前用的最多的色散元件。其缺 點是各級光譜會重疊而產生干擾。.吸收池吸收池用于盛放分析的試樣溶液，讓入射光束通過。吸收池

16、一般有玻璃和石英兩個材料做成，玻璃池只能用于可見光區(qū)，石英池可用于可見光區(qū)及紫外光區(qū)。吸收池的大小規(guī)格從幾毫米到幾厘米不等，最常用的是1厘米的吸收池。為減少光的反射損失，吸收池的光 學面必須嚴格垂直于光束方向。在離精度分析測定中（尤其是紫外光區(qū)尤其重要），吸收池要挑選配對，使它們的性能基本一致，因為吸收池材料本身及光學面的光學特性、以及吸收池光程長度的精確性等對吸光度的測量結果都有直接影響。主要組成部件.光敏檢測器檢測器的作用檢測器是一種光電轉換元件，是檢測單色光通過溶液被吸收后透射光的強度，并把 這種光信號轉變?yōu)殡娦盘柕难b置。對檢測器的要求檢測器應在測量的光譜范圍內具有高的靈敏度；對輻射能量

17、的影響快、線性關系好、線性范圍寬；對不同波長的輻射響應性能相同且可靠；有好的穩(wěn)定性和低的噪音水平等。檢測器的種類檢測器有光電池、光電管和光電倍增管等。光電池主要是硒電池，其靈敏度光區(qū)為 310800nm其中以500600nm最為靈敏， 其特點是不必經(jīng)放大就能產生， 可直接推動微安表或檢流計的光電流。 但由于它容易 出現(xiàn)“疲勞效應”、壽命較短而只能用于低檔的分光光度計中。光電管光電管在紫外-可見分光光度計上應用很廣泛。 它以一彎成半圓柱且內表面涂上一層光敏材料的饃片作為陰極， 而置于圓柱形中心的一金屬絲作為陽極， 密封于 高真空的玻璃或石英中構成的， 當光照到陰極的光敏材料時， 陰極發(fā)射出電子，

18、被陽 極收集而產生光電流。結構如圖 13.15所示。圖13. 15 真空光電二極管隨陰極光敏材料不同，靈敏的波長范圍也不同?？煞譃樗{敏和紅敏兩種光電 管，前者是陰極表面上沉積睇和葩，可用于波長范圍為210625nm,后者是陰極表面上沉積銀和氧化葩，可用波長范圍為 6251000nm,與光電池比較，光電管靈敏度 高、光敏范圍寬、不易疲勞的優(yōu)點。光電倍增管光電倍增管實際上是一種加上多級倍增電極的光電管，其結構如圖13.16所示。所示外殼由玻璃或石英制成，陰極表面涂上光敏物質，在陰極C和陽極A之間裝有一系列次級電子發(fā)射極，即電子倍增極D、D2等。陰極C和陽極A之間加直流高壓（約1000V）,當輻射光

19、子撞擊陰極時發(fā)射光電子，該電子被電場加速并撞擊第 一倍增極D,撞出更多的二次電子，依此不斷進行，像“雪崩” 一樣，最后陽極收集 到的電子數(shù)將是陰極發(fā)射電子的105106倍。與光電管不同，光電倍增管的輸出電流隨外加電壓的增加而增加， 且極為敏感，這是因為每個倍增極獲得的增益取決于加速 電壓。因此，光電倍增管的外加電壓必須嚴格控制。光電倍增光的暗電流愈小，質量 愈好。光電倍增管靈敏度高， 是檢測微弱光最常見的光電元件，可以用較窄的單色器狹縫，從而對光譜的精細結構有較好的分辨能力。入射光Lr mJ & 七 R3 Rt 1圖13. 16 光電倍增管工作原理圖笈-窗口 c-光陰極 馬，火.馬一次電子發(fā)射

20、極且陽極 為-網(wǎng),R寸%電阻5.信號指示系統(tǒng)它的作用是放大信號并以適當?shù)姆绞街甘净蛴涗?。常用的信號指示裝置有直流檢流計、電位調零裝置、 數(shù)字顯示及自動記錄裝置等?，F(xiàn)在許多分光光度計配有微處理機，一方面可以對儀器進行控制，另一方面可以進行數(shù)據(jù)處理。紫外-可見分光光度計的類型.單光束分光光度計其光路示意圖如前面的圖13.14所示，經(jīng)單色器分光后的一束平行光，輪流通過參比溶液和樣品溶液，以進行吸光度的測定。這種簡易型分光光度計結構簡單，操作方便，維修容易，適用于常規(guī)分析。國產 722型、751型、724型、英國SP500型以及Backman DU -8型等均屬于此類光度計。.雙光束分光光度計其光路示

21、意于圖13.17。經(jīng)單色器分光后經(jīng)反射鏡 （M1）分解為強度相等的兩束光， 一束通過參比池，另一束通過樣品池，光度計能自動比較兩束光的強度，此比值即為試樣的雙光束分光光度計一般透射比，經(jīng)對數(shù)變換將它轉換成吸光度并作為波長的函數(shù)記錄下來。都能自動記錄吸收光譜曲線。 由于兩束光同時分別通過參比池和樣品池，還能自動消除光源強度變化所引起的誤差。這類儀器有國產710型、730型、740型等。為旋轉裝置圖 13. 17單波長雙光束分光光度計原理圖M, M3,垣爭M4一反射鏡.雙波長分光光度計其基本光路如圖器，得到兩束不同波長（13.18所示。由同一光源發(fā)出的光被分成兩束，分別經(jīng)過兩個單色 入1和 入2）

22、的單色光；利用切光器使兩束光以一定的頻率交替照射同一吸收池，然后經(jīng)過光電倍增管和電子控制系統(tǒng)，最后由顯示器顯示出兩個波長處的吸光度差值*41二 41 一2j。對于多組分混合物、混濁試樣（如生物組織液）分析，以及存 在背景干擾或共存組分吸收干擾的情況下，利用雙波長分光光度法，往往能提高方法的靈敏度和選擇性。利用雙波長分光光度計，能獲得導數(shù)光譜。通過光學系統(tǒng)轉換，使雙波長分光光度計能很方便的轉化為單波長工作方式。如果能在入1和入2處分別記錄吸光度隨時間變化的曲線，還能進行化學反應動力學研究。光度計的校正通常在實驗室工作中，驗收新儀器或儀器使用過一段時間后都要進行波長校正和吸光度校正。建議采用下述的

23、較為簡便和實用的方法來進行校正。錯玻璃或欽玻璃都有若干特征的吸收峰，可用來校正分光光度計的波長標尺，前者用于可見光區(qū)，后者則對紫外和可見光區(qū)都適用?？捎?&CrQ標準溶液來校正吸光度標度。 將0.0400gK2CrO4溶解于1L的0.05mol L-KOH液中，在1cm光程的吸收池中，在25C時用不同波長測得的吸光度值列于表13.5 。表13.5 銘酸鉀溶液的吸光度入/nm吸光度A入/nm吸光度A入/nm吸光度A入/nm吸光度A200.4559 3100.1518 3800.9281 4600.01732300.1675 3100.0458 3900.6841 4700.00832400.29

24、33 3：200.0620 4)00.3872 4800.00352500.4962 3：300.1457 4100.1972 4900.00092600.6345 3,400.3143 4200.1261 5000.00002700.7447 3.500.5528 4300.08412800.7235 3600.8297 4400.5352900.4295 3700.9914 4500.0325儀器測量條件的選擇儀器測量條件的選擇包括測量波長的選擇，適宜吸光度范圍的選擇及儀器狹縫寬度的選擇。.測量波長的選擇通常都是選擇最強吸收帶的最大吸收波長L 作為測量波長，稱為最大吸收原則，以獲得最高的分

25、析靈敏度。而且在L附近，吸光度隨波長的變化一般較小，波長的稍許偏移引起吸光度的測量偏差較小，可得到較好的測定精密度。 但在測量高濃度組分時，寧可 選用靈敏度低一些的吸收峰波長 （較?。┳鳛闇y量波長，以保證校正曲線有足夠的線性范 圍。如果入皿所處吸收峰太尖銳，則在滿足分析靈敏度前提下，可選用靈敏度低一些的波長 進行測量，以減少比耳定律的偏差。.適宜吸光度范圍的選擇任何光度計都有一定的測量誤差， 這是由于測量過程中光源的不穩(wěn)定、 讀數(shù)的不準 確或實驗條件的偶然變動等因素造成的。 由于吸收定律中透射比 T與濃度C是負對數(shù)的關系， 從負對數(shù)的關系曲線可以看出，相同的透射比讀數(shù)誤差在不同的濃度范圍中，

26、所引起的濃度 相對誤差不同，當濃度較大或濃度較小時，相對誤差都比較大。因此， 要選擇適宜的吸光度 范圍進行測量，以降低測定結果的相對誤差。根據(jù)吸收定律A = IgT = ebc微分后得 dr d IgT = 0.4343 =-sbdc寫成有限的小區(qū)間為AT套T04343= ebAc=* AcTc即濃度的相對偏差為Ac = 0.4343AT c TlgTAc要使測定結果的相對偏差（C ）最小，上式對T求導應有一極小值，即d0-4343組1-0,4343ATfIgT +0,4343）八磯 TlgT J= （TlgT）2 = 解得IgT =一0.434, T = 或人= 0.454表明當吸光度 A=

27、 14 34時，儀器的測量誤差最小。這個結果也可以從圖13.19表示，即圖中曲線的最低點。當A大或圖13. 19濃度測量的相對誤差上與溶液投射比（?。┑年P系小時，誤差都變大。在吸光分析中，一般選擇A的測量范圍為0.20.8（T %為6515%）,Ac此時如果儀器透射率讀數(shù)誤差 （AT ）為1%時，由此引起的測定結果相對誤差 （7）約為3%。在實際工作中，可通過調節(jié)待測溶液的濃度或選用適當厚度的吸收池的方法，使測得的吸光度落在所要求的范圍內。.儀器狹縫寬度的選擇狹縫的寬度會直接影響到測定的靈敏度和校準曲線的線性范圍。狹縫寬度過大時，入射光的單色光降低，校準曲線偏離比耳定律，靈敏度降低；狹縫寬度過

28、窄時，光強變弱，勢必要提高儀器的增益， 隨之而來的是儀器噪聲增大，于測量不利。選擇狹縫寬度的方法是：測量吸光度隨狹縫寬度的變化。狹縫的寬度在一個范圍內，吸光度是不變的，當狹縫寬度大到某一程度時，吸光度開始減小。因此， 在不減小吸光度時的最大狹縫寬度，即是所欲選取 的合適的狹縫寬度。顯色反應條件的選擇顯色反應條件的選擇包括顯色劑及其用量的選擇、反應酸度、溫度、時間等的選擇。1.顯色劑及其用量顯色反應中的顯色劑應該是它與待測離子顯色反應的產物組成恒定、穩(wěn)定性好、顯色條大；顯色劑與產物的顏色對照件易于控制；產物對紫外、可見光有較強的吸收能力，即性好，即吸收波長有明顯的差別，一般要求A%a 60nni

29、表13.6列出了幾種常見的顯色劑。 顯色劑選定了以后，還必須選擇顯色劑的用量。生成化合物的顯色反應可用下式表 示顯色劑選定了以后，還必須選擇顯色劑的用量。生成配合物的顯色反應可用下式 表不M + nR = MRn式中，M代表待測金屬離子，R為配位體顯色劑，3 n為配合物累積穩(wěn)定常數(shù)。從上式可見，當R的平衡濃度R 一定時，M生成MR的轉化率才一定。對3 n很大的穩(wěn)定配合物來說，只要顯色劑適當過量時， 顯色反應都會基本定量完成，顯色劑過量的多少影響不明顯；而對于3 n小的不穩(wěn)配合物或可行成逐級配合物時，顯色劑的用量關系較大，一般就需過量較多或必須嚴格控制用量。如以CNS作為顯色劑測定鋁時，要求生成

30、紅色的Mo(CNS)5配合物進行測定，當CNS濃度過高時，會生成-而使顏色變淺，降低；而用cnS測定Fe(ni)時，隨CN6濃度增大，配合物逐漸增加，顏色也逐步加深。因此，必須嚴格控制CN6的用量，才能獲得準確的分析結果。顯色劑用量可通過實驗選擇，在固定金屬離子濃度的情況下，作吸光度隨顯色劑濃度的變化曲線，選取吸光度恒定時的顯色劑用量。表13.6 一些常用的顯色劑試齊結構式離解常數(shù)測定離子順氟酸鹽SCNpKa= 0.85Fe2+,M (V) , W (V)鋁酸鹽MoG2pKa2= 3.75Si (IV) ,P (V)UL整過氧化氫HQpKa= 11.75Ti (W)色刊鄰二氮菲pKa= 4.9

31、6L 2+Fe雙硫原= A -N+pKa=4.6Pb2+,Hg2+,Zn2+,Bi +等一酮的H才CY-C CH 弓1 IIHOM NOHpKa= 10.54Ni2+,Pd 2+銘天青S（CAS有H比凡 ck3pKa3=2.3pKa4=4.9pKa=11.55Be2+,Al 3+,Y3+, Ti 4+,Zr4+,Hf4+幾茜素紅S|rC0 OHpKa2=5.5pKa3= 11.0Al 3+,Ga3+,Zr( W), Th( W),F ,Ti( W)顯偶氮腫出* 色AsO;H3OH OH人心叫UO2+,Hf( W),Th 4+,Zr( W),rE+,y 3+,Sc3+,Ca3+4-（2- 口比劑

32、咤氮）-間苯一酚（PARQ-皿爐ShpKa1 =3.1pKa2=5.6pKa3= 11.9Cc2+,Pb 2+,Ga3+,2+Nb(V),Ni1-（2- 口比咤氮）-蔡PAN1%J-N=NpKa1 =2.9pKa2= 11.2Cc2+,Ni 2+,Zn 2+,Pb2+4-（2-曝口坐偶氮）- 間苯一酚（TAR）61&HCc2+,Ni 2+, Cu 2+,Pb2+*=1.3xlO- K2 =1.1x10-=2,3x10,。二9乂1K5=l 7x10.葭= 2.3x10月，& =5xlO-10,=14x10顯色反應條件的選擇2.反應的酸度介質的酸度往往是顯色反應的一個重要條件。酸度的影響因素很多，

33、 主要從顯色劑及金屬離子兩方面考慮。多數(shù)顯色劑是有機弱酸或弱堿，介質的酸度直接影響著顯色劑的離解程度，從而影響顯色反應的完全程度。當酸度高時，顯色劑離解度降低，顯色劑可配位的陰離子濃度降低，顯色反應的完全程度也跟著降低。對于多級配合物的顯色反應來說，酸度變化可行成具有不同配位比的配合物，產生顏色的變化。在高酸度下多生成低配位數(shù)的配合物，可能沒有達到金屬離子的最大配位數(shù)，當酸度低（pH大）時，游離的配位體陰離子濃度相應變大，使得可能生成高配位數(shù)的配合物。如Fe（ni）與水楊酸的配合物隨介質pH值的不同而變化如下表所示。對于這一類的顯色反應，控制反應酸度至關重要。PH范圍配合物組成顏色V 4Fe(

34、C7HQ)+ (1 ： 1)紫紅色47Fe(C7HQ)2 (1:2)棕橙色810Fe(C7HQ)33 (1:3)黃色不少金屬離子在酸度較低的介質中，會發(fā)生水解而形成各種型體的羥基、多核羥基配合 物，有的甚至可能析出氫氧化物沉淀，或者由于生成金屬離子的氫氧化物而破壞了有色 配合物，使溶液的顏色完全褪去。例如在 pH比較高時Fe（SCN 產+。H- = Fe（QH 產+Sk在實際分析工作中，是通過實驗來選擇顯色反應的適宜酸度的。具體做法是固定溶液中待測組分和顯色劑的濃度，改變溶液（通常用緩沖溶液控制）的酸度（pH）,分別測定在不同pH溶液的吸光度 A,繪制ApH曲線，從中找出最適宜的 pH范圍。3.顯色的時間由于各種顯色反應的速度不同， 控制一定的顯色時間是必要的， 尤其是對一些反應 速度較慢的反應體系，更需要有足夠的反應時間。值得注意的是，介質酸度、顯色劑的濃度都將會影響顯色時間。4.反應的溫度吸光度的測量都是在室溫下進行的，溫度的稍許變化，對測量影響不大，但是有的顯色反應受溫度影響很大，需要進行反應溫度的選擇和控制。特別是進行熱力學參數(shù)的測定、 動力學方面的研究等特殊工作時，反應溫度的控制尤為重要。此外，由于配合物的穩(wěn)定時間不一樣，顯色后放置及測量時間的影響也不能忽視，需經(jīng)實驗選擇合適的放置、測量的時間。參比溶液的選擇測量試樣溶液的吸光度時，先要用參比溶液調節(jié)透射比為1