11-顯色反應及影響因素講解課件

課題名稱1.1顯色反應課時2學時課型新授課授課班級12高工藝一班授課時間3.4教學目的1、顯色反應及影響因素2、光度分析法的設計3、吸光光度法的誤差教學重點分光光度法及比色法原理教學難點分光光度法原理教學內(nèi)容分析及教學設計構(gòu)想分光光度法是儀器分析中最常見的方法。在日常生活中有顏色的溶液就有吸光性，通過吸光度的測量可以達到定性或定量的目的。教學方法講授、討論、指導閱讀課題名稱1.1顯色反應課時2學時課型新授課授課班級12高工1.1顯色反應1.1顯色反應1.1.1顯色反應及影響因素1.1.2光度分析法的設計1.1.3吸光光度法的誤差1.1.1顯色反應及影響因素1.1.1

顯色反應及影響因素沒有顏色的化合物，需要通過適當?shù)姆磻可捎猩衔镌贉y定－顯色反應1、顯色反應1.1.1顯色反應及影響因素沒有顏色的化合物，需要通過適當顯色反應的選擇A選擇性好，干擾少，或干擾容易消除;靈敏度高，有色物質(zhì)的κ應大于104L·mol-1·cm-1

。B有色化合物的組成恒定，符合一定的化學式。C有色化合物的化學性質(zhì)穩(wěn)定，至少保證在測量過程中溶液的吸光度基本恒定。這就要求有色化合物不容易受外界環(huán)境條件的影響。D有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大，即顯色劑對光的吸收與配合物的吸收有明顯區(qū)別，要求兩者的吸收峰波長之差Δλ(稱為對比度)大于60nm。顯色反應的選擇A選擇性好，干擾少，或干擾容易消除;靈敏2、顯色劑無機顯色劑:KSCN：測Fe、Mo、W、Nb等鉬酸銨：測P、As等過氧化氫：測Ti、V等無機顯色劑不多，因為生成的配合物不穩(wěn)定，靈敏度和選擇性也不高。多用有機顯色劑。2、顯色劑無機顯色劑:無機顯色劑不多，因為生成的配合物不穩(wěn)定有機顯色劑：分子結(jié)構(gòu)含有生色團(即含不飽和鍵的基團)

如偶氮基，對醌基和羰基等含有助色團(含孤對電子的基團)

如氨基、羥基和鹵代基等。有機顯色劑：分含有生色團(即含不飽和鍵的基團)含有助色團(含CH3－C－C－CH3HO－NN－OH＝＝NNOHCOOHSO3HOO型：NNNOH

OHON型：PAR(4-(2-吡啶偶氨)-間苯二酚)

NHNHNSNS型：雙硫腙NN型：丁二酮肟鄰二氮菲磺基水楊酸CH3－C－C－CH3＝＝NNOHCOOHSO3HOO型：N偶氮類：偶氮胂III偶氮類：偶氮胂III三苯甲烷類三苯甲烷酸性染料鉻天菁S

三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫

三苯甲烷類三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫鄰菲羅啉類：新亞銅靈肟類：丁二肟

鄰菲羅啉類：新亞銅靈肟類：丁二肟3、多元絡合物混配化合物V-PAR-H2O（吡啶偶氮間苯二酚）

離子締合物

AuCl4--羅丹明B金屬離子-配體-表面活性劑體系Mo-水楊基熒光酮-CTMAB(十六烷基甲基溴化銨)3、多元絡合物混配化合物

磷酸鹽或硅酸鹽或砷酸鹽+鉬酸鹽（過量）雜多酸陰離子(如[PMo12O40]3-12-磷鉬酸陰離子)

+還原劑如SnCl2

磷鉬藍或硅鉬藍或砷鉬藍進行光度測定

適當酸度磷酸鹽+鉬酸鹽雜多酸(如[PMo12O40]3-副反應M+nR=MRnOH-H+存在型體的變化RH=R-

+H+

12生成不同配比的絡合物例，磺基水楊酸–Fe3+pH=2~3FeR紫紅色pH=4~7FeR2橙色pH=8~10FeR3黃色4

影響因素a溶液酸度（pH值及緩沖溶液）副反應M+nR=MRnOH-H+存在型體的酸度的選擇以作圖可得適宜pH范圍實際工作中，作A~pH曲線，尋找適宜pH范圍。ApH酸度的選擇以作圖可得適宜pH范圍實際工作中，作A~pH實際工作中，作A~cR

曲線，尋找適宜cR范圍。AcRb顯色劑的用量稍過量，處于平臺區(qū)實際工作中，作A~cR曲線，尋找適宜cR范圍。A實際工作中，作A~T

曲線，尋找適宜反應溫度。ATATATATATc顯色反應溫度加熱可加快反應速度，導致顯色劑或產(chǎn)物分解實際工作中，作A~T曲線，尋找適宜反應溫度。ATAd顯色反應時間針對不同顯色反應確定顯示時間顯色反應快且穩(wěn)定；顯色反應快但不穩(wěn)定；顯色反應慢，穩(wěn)定需時間；顯色反應慢但不穩(wěn)定e溶劑

有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應速率實際工作中，作A~t

曲線，尋找適宜反應時間。d顯色反應時間針對不同顯色反應確定顯示時間e溶劑有機溶(1)控制酸度法測Fe3＋:(控制pH)Fe3+,Cu2+FeSS（紫紅）Cu2+pH2.5SSf干擾離子干擾消除辦法（顯色反應干擾的消除）：(1)控制酸度法測Fe3＋:(控制pH)Fe3+,Cu測Co2＋(含F(xiàn)e3+):(掩蔽法)Co2＋,Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2(藍)(1)NaFSCN－Co2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN－(2)掩蔽劑掩蔽法(3)氧化還原掩蔽法(改變價態(tài))測Co2＋(含F(xiàn)e3+):(掩蔽法)Co2＋,Fe3(5)選擇適當?shù)臏y定波長(6)增加顯色劑用量(7)分離(4)利用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色離子的干擾(5)選擇適當?shù)臏y定波長(6)增加顯色劑用量(7)分離515655415500釷-偶氮砷III

鈷-亞硝基紅鹽

AA絡合物絡合物試劑試劑515655415500釷-偶氮砷III鈷-1.1.2光度分析法的設計1.選擇顯色反應2.選擇顯色劑3.優(yōu)化顯色反應條件4.選擇檢測波長5.選擇合適的濃度6.選擇參比溶液7.建立標準曲線測量條件選擇｝1.1.2光度分析法的設計1.選擇顯色反應測量條件選(1)測定波長選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最小”靈敏度選擇性一般來說，選擇max；如max處有干擾，則選擇無干擾處的進行測定(1)測定波長選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最小”靈敏度選(2)測定濃度控制控制濃度吸光度A：0.2～0.8減少測量誤差(2)測定濃度控制控制濃度吸光度A：0.2～0.8(3)參比溶液選擇參比溶液：光度測量時用來調(diào)節(jié)儀器的零點的一種溶液。用途：消除由于吸收池壁及溶劑對入射光的反射和吸收帶來的誤差，并扣除干擾的影響。如參比溶液選擇不當，會使標準曲線不通過原點。(3)參比溶液選擇參比溶液：光度測量時用來調(diào)節(jié)儀器的零點的試液顯色劑參比溶液無色無色蒸餾水有色無色不加顯色劑的試液無色有色試劑空白有色有色

試液+掩蔽劑(使試液無色)+顯色劑試液顯色劑參比溶液無色無色蒸餾水有色無色不加顯色劑的(4)

標準曲線制作理論基礎：朗伯-比爾定律相同條件下測定不同濃度標準溶液的吸光度AA～c

作圖(4)標準曲線制作理論基礎：朗伯-比爾定律相同條件下1.1.3吸光光度法的誤差1、非單色光引起的偏移2、物理化學因素：非均勻介質(zhì)及化學反應3、吸光度測量的誤差4、顯色反應的干擾

對朗伯-比爾定律的偏移1.1.3吸光光度法的誤差1、非單色光引起的偏移對朗伯-設入射光由1

和2

兩種波長組成，溶液的吸光質(zhì)點對兩種波長的光的吸收均遵從吸收定律1

2

復合光1+2時

或或1非單色光引起的偏移設入射光由1和2兩種波長組成，溶液的吸光質(zhì)點對兩非均勻介質(zhì)膠體，懸浮、乳濁等對光產(chǎn)生散射，使實測吸光度增加，導致線性關系上彎化學反應離解、締合、異構(gòu)等如：離解Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42-

異構(gòu)PAR的偶氮－醌腙式2物理化學因素非均勻介質(zhì)2物理化學因素吸光度標尺刻度不均勻3吸光度測量的誤差A＝0.434

，T＝36.8%

時，測量的相對誤差最小A=0.2~0.8T=15~65%儀器測量誤差吸光度標尺刻度不均勻3吸光度測量的誤差A＝0.434，T儀器測量誤差公式推導又得濃度測量的相對偏差TlgT最大時，即(TlgT)′=0時誤差最小,

算得lgT=-0.434,T=36.8%,A=0.434若測A時產(chǎn)生微小的絕對差dA，則相對誤差Er為：Er=dA/A；

A=εbc(1),

當b一定時，兩邊微分得：dA=εbdc(2)dc為測量濃度時的絕對誤差，二式相除：dA/A=dc/c=Er故dc正比dA儀器測量誤差公式推導又得濃度測量的相對偏差TlgT最大時最佳讀數(shù)范圍與最佳值

設：ΔT=1%，則可繪出溶液濃度相對誤差Δc/c與其透光度T的關系曲線。如圖所示：當：ΔT=1%，T在20%～65%之間時，濃度相對誤差較小，最佳讀數(shù)范圍。

可求出濃度相對誤差最小時的透光度Tmin為：

Tmin＝36.8%,Amin＝0.434

用儀器測定時應盡量使溶液透光度值在T%=20～65%(吸光度A=0.70～0.20)。最佳讀數(shù)范圍與最佳值設：ΔT=1%，則可繪出溶液濃本節(jié)要點：顯色反應的基本要求顯色反應的主要類型顯色反應的主要影響因素及原理消除干擾顯色反應的方法設計分光光度法需要考慮的條件選擇參比溶液的原則吸光光度產(chǎn)生誤差的原因本節(jié)要點：課堂小結(jié)本節(jié)課主要講授了顯色反應的要求類型及影響因素等。作業(yè)無作業(yè)情況教后記本節(jié)引導學生了解儀器分析，循序漸進讓大家了解分光光度法。課堂小結(jié)作業(yè)無作業(yè)情況教后記課題名稱1.1顯色反應課時2學時課型新授課授課班級12高工藝一班授課時間3.4教學目的1、顯色反應及影響因素2、光度分析法的設計3、吸光光度法的誤差教學重點分光光度法及比色法原理教學難點分光光度法原理教學內(nèi)容分析及教學設計構(gòu)想分光光度法是儀器分析中最常見的方法。在日常生活中有顏色的溶液就有吸光性，通過吸光度的測量可以達到定性或定量的目的。教學方法講授、討論、指導閱讀課題名稱1.1顯色反應課時2學時課型新授課授課班級12高工1.1顯色反應1.1顯色反應1.1.1顯色反應及影響因素1.1.2光度分析法的設計1.1.3吸光光度法的誤差1.1.1顯色反應及影響因素1.1.1

顯色反應及影響因素沒有顏色的化合物，需要通過適當?shù)姆磻可捎猩衔镌贉y定－顯色反應1、顯色反應1.1.1顯色反應及影響因素沒有顏色的化合物，需要通過適當顯色反應的選擇A選擇性好，干擾少，或干擾容易消除;靈敏度高，有色物質(zhì)的κ應大于104L·mol-1·cm-1

。B有色化合物的組成恒定，符合一定的化學式。C有色化合物的化學性質(zhì)穩(wěn)定，至少保證在測量過程中溶液的吸光度基本恒定。這就要求有色化合物不容易受外界環(huán)境條件的影響。D有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大，即顯色劑對光的吸收與配合物的吸收有明顯區(qū)別，要求兩者的吸收峰波長之差Δλ(稱為對比度)大于60nm。顯色反應的選擇A選擇性好，干擾少，或干擾容易消除;靈敏2、顯色劑無機顯色劑:KSCN：測Fe、Mo、W、Nb等鉬酸銨：測P、As等過氧化氫：測Ti、V等無機顯色劑不多，因為生成的配合物不穩(wěn)定，靈敏度和選擇性也不高。多用有機顯色劑。2、顯色劑無機顯色劑:無機顯色劑不多，因為生成的配合物不穩(wěn)定有機顯色劑：分子結(jié)構(gòu)含有生色團(即含不飽和鍵的基團)

如偶氮基，對醌基和羰基等含有助色團(含孤對電子的基團)

如氨基、羥基和鹵代基等。有機顯色劑：分含有生色團(即含不飽和鍵的基團)含有助色團(含CH3－C－C－CH3HO－NN－OH＝＝NNOHCOOHSO3HOO型：NNNOH

OHON型：PAR(4-(2-吡啶偶氨)-間苯二酚)

NHNHNSNS型：雙硫腙NN型：丁二酮肟鄰二氮菲磺基水楊酸CH3－C－C－CH3＝＝NNOHCOOHSO3HOO型：N偶氮類：偶氮胂III偶氮類：偶氮胂III三苯甲烷類三苯甲烷酸性染料鉻天菁S

三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫

三苯甲烷類三苯甲烷堿性染料結(jié)晶紫鄰菲羅啉類：新亞銅靈肟類：丁二肟

鄰菲羅啉類：新亞銅靈肟類：丁二肟3、多元絡合物混配化合物V-PAR-H2O（吡啶偶氮間苯二酚）

離子締合物

AuCl4--羅丹明B金屬離子-配體-表面活性劑體系Mo-水楊基熒光酮-CTMAB(十六烷基甲基溴化銨)3、多元絡合物混配化合物

磷酸鹽或硅酸鹽或砷酸鹽+鉬酸鹽（過量）雜多酸陰離子(如[PMo12O40]3-12-磷鉬酸陰離子)

+還原劑如SnCl2

磷鉬藍或硅鉬藍或砷鉬藍進行光度測定

適當酸度磷酸鹽+鉬酸鹽雜多酸(如[PMo12O40]3-副反應M+nR=MRnOH-H+存在型體的變化RH=R-

+H+

12生成不同配比的絡合物例，磺基水楊酸–Fe3+pH=2~3FeR紫紅色pH=4~7FeR2橙色pH=8~10FeR3黃色4

影響因素a溶液酸度（pH值及緩沖溶液）副反應M+nR=MRnOH-H+存在型體的酸度的選擇以作圖可得適宜pH范圍實際工作中，作A~pH曲線，尋找適宜pH范圍。ApH酸度的選擇以作圖可得適宜pH范圍實際工作中，作A~pH實際工作中，作A~cR

曲線，尋找適宜cR范圍。AcRb顯色劑的用量稍過量，處于平臺區(qū)實際工作中，作A~cR曲線，尋找適宜cR范圍。A實際工作中，作A~T

曲線，尋找適宜反應溫度。ATATATATATc顯色反應溫度加熱可加快反應速度，導致顯色劑或產(chǎn)物分解實際工作中，作A~T曲線，尋找適宜反應溫度。ATAd顯色反應時間針對不同顯色反應確定顯示時間顯色反應快且穩(wěn)定；顯色反應快但不穩(wěn)定；顯色反應慢，穩(wěn)定需時間；顯色反應慢但不穩(wěn)定e溶劑

有機溶劑，提高靈敏度、顯色反應速率實際工作中，作A~t

曲線，尋找適宜反應時間。d顯色反應時間針對不同顯色反應確定顯示時間e溶劑有機溶(1)控制酸度法測Fe3＋:(控制pH)Fe3+,Cu2+FeSS（紫紅）Cu2+pH2.5SSf干擾離子干擾消除辦法（顯色反應干擾的消除）：(1)控制酸度法測Fe3＋:(控制pH)Fe3+,Cu測Co2＋(含F(xiàn)e3+):(掩蔽法)Co2＋,Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2(藍)(1)NaFSCN－Co2+Fe2+,Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN－(2)掩蔽劑掩蔽法(3)氧化還原掩蔽法(改變價態(tài))測Co2＋(含F(xiàn)e3+):(掩蔽法)Co2＋,Fe3(5)選擇適當?shù)臏y定波長(6)增加顯色劑用量(7)分離(4)利用參比溶液消除顯色劑和某些共存有色離子的干擾(5)選擇適當?shù)臏y定波長(6)增加顯色劑用量(7)分離515655415500釷-偶氮砷III

鈷-亞硝基紅鹽

AA絡合物絡合物試劑試劑515655415500釷-偶氮砷III鈷-1.1.2光度分析法的設計1.選擇顯色反應2.選擇顯色劑3.優(yōu)化顯色反應條件4.選擇檢測波長5.選擇合適的濃度6.選擇參比溶液7.建立標準曲線測量條件選擇｝1.1.2光度分析法的設計1.選擇顯色反應測量條件選(1)測定波長選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最小”靈敏度選擇性一般來說，選擇max；如max處有干擾，則選擇無干擾處的進行測定(1)測定波長選擇選擇原則：“吸收最大，干擾最小”靈敏度選(2)測定濃度控制控制濃度吸光度A：0.2～0.8減少測量誤差(2)測定濃度控制控制濃度吸光度A：0.2～0.8(3)參比溶液選擇參比溶液：光度測量時用來調(diào)節(jié)儀器的零點的一種溶液。用途：消除由于吸收池壁及溶劑對入射光的反射和吸收帶來的誤差，并扣除干擾的影響。如參比溶液選擇不當，會使標準曲線不通過原點。(3)參比溶液選擇參比溶液：光度測量時用來調(diào)節(jié)儀器的零點的試液顯色劑參比溶液無色無色蒸餾水有色無色不加顯色劑的試液無色有色試劑空白有色有色

試液+掩蔽劑(使試液無色)+顯色劑試液顯色劑參比溶液無色無色蒸餾水有色無色不加顯色劑的(4)

標準曲線制作理論基礎：朗伯-比爾定律相同條件下測定不同濃度標準溶液的吸光度AA～c

作圖(4)標準曲線制作理論基礎：朗伯-比爾定律相同條件下1.1.3吸光光度法的誤差1、非單色光引起的偏移2、物理化學因素：非均勻介質(zhì)及化學反應3、吸光度測量的誤差4、顯色反應的干擾

對朗伯-比爾定律的偏移1.1.3吸光光度法的誤差1、非單色光引起的偏移對朗伯-設入射光由1

和2

兩種波長組成，溶液的吸光質(zhì)點對兩種波長的光的吸收均遵從吸收定律1

2

復合光1+2時

或或1非單色光引起的偏移設入射光由1和2兩種波長組成，溶液的吸光質(zhì)點對兩非均勻介質(zhì)膠體，懸浮、乳濁等對光產(chǎn)生散射，使實測吸光度增加，導致線性關系上彎化學反應離解、締合、異構(gòu)等如：離解Cr2O72-+H2O-=2HCrO4-=2H++2CrO42-

異構(gòu)P