第3节显色与测量条件的选择.ppt

一、显色反应的选择 二、显色反应条件的选择 三、共存离子干扰的消除 四、测定条件的选择,第三节 显色与测量条件的选择,显色反应： 许多物质是无色的，采用分光光度法进行测定时需要利用化学反应将其转化为有色物质才能进行测定。即显色反应。 显色剂： 使待测组分显色的试剂。大多是一些配体和氧化还原试剂。 选择合适的显色剂及严格控制显色反应条件是本方法最重要的步骤。,一、显色反应的选择,显色反应通式：M + R MR (待测组分) (显色剂) (有色物质),1.选择显色反应时，应考虑的因素 灵敏度高、选择性高、生成物稳定、显色剂在测定波长处无明显吸收，两种有色物最大吸收波长之差：“对比度”，要求 60nm。,显色反应的选择,显色灵敏度高 生成的有色物质吸光系数大(相同浓度下颜色深)。 选择性好 只与一种或少数几种组分显色。至少杂质显色生成的有色物质在测定波长下无吸收或吸收很小。否则可能产生干扰。 显色剂不干扰测定 显色剂在测定波长下无(很小)吸收。 显色稳定 生成的有色物质在测定条件下稳定。,2.配位显色反应 当金属离子与有机显色剂形成配合物时，通常会发生电荷转移跃迁，产生很强的紫外可见吸收光谱。,3.氧化还原显色反应,某些元素的氧化态，如Mn（）、Cr（）在紫外或可见光区能强烈吸收，可利用氧化还原反应对待测离子进行显色后测定。 例如：钢中微量锰的测定，Mn2不能直接进行光度测定 2 Mn2 5 S2O82-8 H2O =2 MnO4 + 10 SO42- 16H+ 将Mn2 氧化成紫红色的MnO4后，在525 nm处进行测定。,4.显色剂,无机显色剂：硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。 有机显色剂：种类繁多 偶氮类显色剂：本身是有色物质，生成配合物后，颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、选择性好、对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂、PAR等。 三苯甲烷类：铬天青S、二甲酚橙等,二、显色反应条件的选择,1.显色剂用量 吸光度A与显色剂用量CR的关系会出现如图所示的几种情况。选择曲线变化平坦处。,2.反应体系的酸度 在相同实验条件下，分别测定不同pH值条件下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且恒定的平坦区所对应的pH范围。 3.显色时间与温度 实验确定 4.溶剂 一般尽量采用水相测定，,四、测定条件的选择,1.选择适当的入射波长 一般应该选择max为入射光波长。 如果max处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度稍低但能避免干扰的入射光波长。,入射光(测定)波长的选择 尽可能选择最大吸收波长 max ，灵敏度高，非单色光的影响较小-对比尔定律的偏离程度较小。 不选择 max的原因： (1)干扰物质在最大吸收波长 max处干扰严重； (2) max不在仪器测定范围内；,2.选择合适的参比溶液,为什么需要使用参比溶液？ 测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。,任何物质都有吸光能力，只是强弱不同而已。因此，实际测定过程中试液的吸光度实际上是多种成份共同吸光的结果。如试液中的溶剂、助剂、装试液的比色皿等。 A=A待测物质+A溶剂+A其它试剂+A比色皿+- 可以分别测出后几项的数值，然后扣除。但显然不方便。 如果以后几项为基准，通过仪器调节其为零，则可以很方便的实现A=A待测物质。 即在比色皿中装入同样的试剂、溶剂(除无待测组分外，其它均完全一样)，调节其吸光度为零(实际上即以对此溶液的透射光强度作为入射光强度I0)，以此为基准测定试样。此溶液称为参比溶液。,待测试液 显色剂 反应产物 参比溶液 不显色 不显色 显色 纯溶剂 略有吸收 略有吸收 显色 试剂空白 有吸收 无吸收 显色 试样空白,3.控制适宜的吸光度（读数范围）,不同的透光度读数，产生的误差大小不同： lgT=bc 微分：dlgT0.434dlnT = - 0.434T -1 dT =b dc 两式相除得： dc/c = （ 0.434 / TlgT ）dT 以有限值表示可得： c/c =（0.434/TlgT）T 浓度测量值的相对误差（c/c）不仅与仪器的透光度误差T 有关，而且与其透光度读数T 的值也有关。 是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？,最佳读数范围与最佳值,设：T =1%，则可绘出溶液浓度相对误差c/c与其透光度T 的关系曲线。如图所示： 当：T =1%，T 在20%65%之间时，浓度相对误差较小，最佳读数范围。,可求出浓度相对误差最小时的透光度Tmin为： Tmin36.8%, Amin0.434,用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在T %=2065% (吸光度 A =0.700.20)。,