（中職）儀器分析專題項(xiàng)目3：分析測試條件的選擇電子課件

（中職）儀器分析專題項(xiàng)目3：分析測試條件的選擇電子課件專題項(xiàng)目3：分析測試條件的選擇一、試樣溶液的制備和標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制1、試樣溶液的制備紫外-可見分光光度分析中，被測樣品需要事先轉(zhuǎn)化為溶液，其處理方法與通常的化學(xué)分析相同，要求試樣分解完全，在分解過程中不引入雜質(zhì)和造成待測組分的損失，所用試劑及反應(yīng)產(chǎn)物對后續(xù)測定無干擾。首先考慮能否溶于水，若能溶于水，應(yīng)首選去離子水為溶劑來溶解樣品，并配成合適的濃度范圍。若樣品不能溶于水則考慮用稀酸、濃酸或混合酸處理后配成合適濃度的溶液。有機(jī)樣品用有機(jī)溶劑溶解或抽提。有時(shí)需要先經(jīng)濕法或干法將樣品消化，然后再轉(zhuǎn)化成適合于光譜測定的溶液。

對光譜測定中所用有機(jī)溶劑的要求是：有良好的溶解能力，在測定波段沒有明顯的吸收，被測組分在溶劑中有良好的吸收峰形，揮發(fā)性小，不易燃，無毒性，價(jià)格便宜等。

2、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制配制時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）這類標(biāo)準(zhǔn)溶液對純水要求比較高，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的實(shí)驗(yàn)室用水中二級水的規(guī)定。

（2）配制標(biāo)準(zhǔn)溶液所用試劑的純度應(yīng)在分析純以上。

（3）稀溶液的保質(zhì)期較短，如果所需標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度低于0.1mg?mL-1，應(yīng)先配成比使用的濃度高1-3個(gè)數(shù)量級的濃溶液作為儲備液，臨用前再進(jìn)行稀釋。

（4）必須注意選用合適的容器保存溶液，防止存放過程中由于容器材料溶解可能對標(biāo)準(zhǔn)溶液造成的污染，有些金屬離子標(biāo)準(zhǔn)溶液宜在塑料瓶中保存。

（5）微量組分測定用標(biāo)準(zhǔn)溶液在常溫下保存期一般為兩個(gè)月，當(dāng)出現(xiàn)沉淀或顏色有變化時(shí)，應(yīng)重新配制，切不可將就使用。

可見光區(qū)的吸光光度分析，首先要利用顯色反應(yīng)將待測組分轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩镔|(zhì)，然后進(jìn)行測定。M+RMR被測組分有色物質(zhì)顯色劑

二、顯色劑的選擇顯色劑：將待測組分轉(zhuǎn)變?yōu)橛猩镔|(zhì)的化學(xué)試劑。1、顯色反應(yīng)顯色反應(yīng)：將試樣組分轉(zhuǎn)變成有較強(qiáng)吸收的有色化合物的反應(yīng)。選擇顯色反應(yīng)應(yīng)考慮的因素（1）選擇性好一種顯色劑最好只與一種被測組分起顯色反應(yīng)。（2）靈敏度高要求反應(yīng)生成的有色化合物的摩爾吸光系數(shù)大。（3）生成的有色化合物組成恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。（4）如果顯色劑有色，則要求有色化合物與顯色劑之間的顏色差別要大。（5）顯色條件要易于控制，以保證其有較好的再現(xiàn)性。

2、顯色劑無機(jī)顯色劑有機(jī)顯色劑：種類繁多

有機(jī)顯色劑的優(yōu)點(diǎn)：①靈敏度高；②穩(wěn)定性好；③選擇性好；④擴(kuò)大光度法應(yīng)用范圍。采用三元(多元)配合物顯色體系由一個(gè)中心金屬離子與兩種(或兩種以上)不同配位體形成的配合物，稱為三元(多元)配合物。多元配合物顯色反應(yīng)具有很高的靈敏度，一方面是因?yàn)槎嘣浜衔锉绕湎鄳?yīng)的二元配合物分子截面積更大；另一方面是因?yàn)榈诙虻谌湮惑w的引入，可能產(chǎn)生配位體之間、配位體與中心金屬離子間的協(xié)同作用。三元配合物具有的特點(diǎn)：

①穩(wěn)定性很高；②靈敏度很高；③選擇性好；④萃取性能好；⑤為測定陰離子提供了新的方法與途徑。三、顯色條件的選擇適宜的反應(yīng)條件主要是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。

1、顯色劑用量：顯色反應(yīng)就是將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)，其反應(yīng)一般可用下式代表：M＋R

MR反應(yīng)具有一定的可逆性，當(dāng)加入R過量時(shí)，有利于反應(yīng)向右進(jìn)行。對于不同的情況，顯色劑的用量對顯色反應(yīng)的影響是不同的，在實(shí)際選用時(shí)，一般是通過實(shí)驗(yàn)來確定的。實(shí)驗(yàn)的方法為：固定待測組分的濃度和其它條件，分別加入不同量的顯色劑，分別測定它們的吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，顯色劑用量為橫坐標(biāo)作圖，可得到吸光度—顯色劑用量的曲線，其結(jié)果分為三種情況：只能用于定性吸光度A與顯色劑用量V的關(guān)系會出現(xiàn)如圖所示的幾種情況。選擇曲線變化平坦處。

2、溶液的酸度酸度對顯色反應(yīng)的影響很大，因?yàn)槿芤核岫戎苯佑绊懼饘匐x子、顯色劑的存在形式和有色化合物的組成、穩(wěn)定性等。

①酸度對金屬離子存在形式的影響：很多高價(jià)金屬離子都要水解，酸度較低時(shí)，不利于顯色反應(yīng)的進(jìn)行。

②酸度對顯色劑濃度的影響：很多顯色劑都是有機(jī)弱酸，在溶液中有如下平衡：

HRH+＋R－

而顯色反應(yīng)為

M＋RMR

所以酸度太高對反應(yīng)不利。

③酸度對顯色劑顏色的影響：很多顯色劑本身就是酸堿指示劑，酸度不同時(shí)，它們的顏色不同。如果控制不好酸度，就會使指示劑顏色與有色化合物的顏色相近而影響測定。比如：用二甲酚橙為顯色劑，它與金屬離子形成的配合物為紅色，它本身在PH<6.3時(shí)為檸檬黃色，而在PH＞6.3時(shí)為紅紫色。所以在PH＞6.3時(shí)，就無法進(jìn)行測定。

④酸度對配合物組成的影響：有些顯色反應(yīng)當(dāng)酸度不同時(shí)，要生成配位比不同的配合物，其顏色也有所不同。如：Fe3+與水楊酸的配合物：

PH＜4

Fe(C7H4O3)+

紫色

4＜PH＜9

Fe(C7H4O3)22－紅色

PH＞9

Fe(C7H4O3)33－黃色由上可見，酸度對顯色反應(yīng)的影響是很大的，適宜的酸度要由實(shí)驗(yàn)來確定。

3、時(shí)間和溫度

在顯色反應(yīng)中應(yīng)該從兩方面來考慮時(shí)間的影響。一是顯色反應(yīng)完成所需要的時(shí)間，稱“顯色時(shí)間”；二是顯色后有色化合物色澤保持穩(wěn)定的時(shí)間，稱“穩(wěn)定時(shí)間”。顯色反應(yīng)的速度有快有慢，快的幾乎是瞬間完成，顏色很快達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，并且能保持較長時(shí)間。大多數(shù)顯色反應(yīng)的速度是比較慢的，需要一定時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定。而且有些有色化合物放置過久也會褪色。確定適宜時(shí)間的方法是：配制一份顯色溶液，從加入顯色劑開始，每隔一定時(shí)間測吸光度一次，繪制吸光度－時(shí)間曲線。曲線平坦部分對應(yīng)的時(shí)間就是測定吸光度的最適宜時(shí)間。多數(shù)顯色反應(yīng)的反應(yīng)速度很快，室溫下即可進(jìn)行。只有少數(shù)顯色反應(yīng)速度較慢，需加熱以促使其迅速完成。但溫度太高可能使某些顯色劑分解。通過繪制吸光度一溫度曲線可以確定反應(yīng)的適宜溫度。T1(℃)T2(℃)t(min)A

4、有機(jī)溶劑和表面活性劑溶劑對顯色反應(yīng)的影響表現(xiàn)在下列幾方面。

①溶劑影響絡(luò)合物的離解度；

②溶劑改變絡(luò)合物顏色。通常，水溶性有色配合物因加入適當(dāng)有機(jī)溶劑，使溶液的介電常數(shù)降低，使配合物離解度減小，或穩(wěn)定性增大。有時(shí)，可增大速度。

5、顯色反應(yīng)中的干擾和消除

①控制酸度；

②加入掩蔽；③選擇合適的波長；

④選擇合適的參比溶液。

四、測定條件的選擇

1、測定波長的選擇入射光的波長對測定結(jié)果的靈敏度和準(zhǔn)確度都有很大的影響。選擇時(shí)，應(yīng)先繪制有色溶液的光吸收曲線。然后選用該溶液的最大吸收波長來進(jìn)行測量。2、吸光度范圍的選擇一般適宜的吸光度范圍是0.2～0.7。實(shí)際工作中，可以通過調(diào)節(jié)被測溶液的濃度、使用厚度不同的吸收池來調(diào)整待測溶液吸光度,使其在適宜的吸光度范圍內(nèi)。

3.參比溶液的選擇吸光度的測量：將被測溶液盛放在吸收池中，放入分光光度計(jì)光路中。吸光度AMR吸收試樣中其他成分吸收溶劑和試劑吸收吸收池對光的反射和吸收

A（樣品）=A（MR）+A（干擾）+A（吸收池）為了使吸光度真正反映待測組分的濃度，需扣除非待測組分的影響——使用參比溶液參比溶液又稱空白溶液。

在光度分析法中，利用參比溶液調(diào)節(jié)儀器的吸光度零點(diǎn)、消除顯色溶液中其他有色物質(zhì)的干擾，抵消比色皿壁及溶液對入射光的反射和吸收的影響等。

參比溶液：將不含待測離子的溶液或試劑加入一比色皿中，試液放入另一比色皿中，再調(diào)節(jié)儀器，使不含待測離子溶液處于T=100%（A=0）處，此種溶液為參比溶液。A（參比）=A（干擾）+A（池）=0A（樣品）-A（參比）=

A（MR）=kbc

選擇參比溶液的原則：試液的吸光度真正反映待測組分的濃度。

①溶劑參比當(dāng)試樣溶液的組成比較簡單，共存的其他組分很少且對測定波長的光幾乎沒有吸收，僅有待測物質(zhì)與顯色劑的反應(yīng)產(chǎn)物有吸收時(shí)，可采用溶劑作參比溶液，這樣可以消除溶劑、吸收池等因素的影響。

②試劑參比如果顯色劑或其它試劑在測定波長有吸收，此時(shí)應(yīng)采用試劑參比溶液。即按顯色反應(yīng)相同條件，只不加入試樣，同樣加入試劑和溶劑作為參比溶液。這種參比溶液可消除試劑中的組分產(chǎn)生的影響。

③試液參