《仪器分析》显色课时.doc

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武汉软件工程职业学院教案（附页）

章节名称

第一篇分子光谱技术

授课安排

授课

时数

1

授课时间

授课

方法

讲授

授课教具

教学目的

掌握显色反应的分类、显色反应的条件优化和条件的选择

教学重点

显色反应的条件优化和条件的选择

教学

难点

显色反应的条件优化和条件的选择

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项目六无色（浅色）物质可见光区的吸收光谱分析

一、认识显色反应

在无机分析中，很少利用金属水合离子本身的颜色进行光度分析，因为它们的吸光系数值都很小。

一般都是选适当的试剂，将待测离子转化为有色化合物，再进行测定。

这种将试样中被测组分转变成有色化合物的化学反应，叫显色反应。

显色反应有氧化还原反应和配位反应。

而配位反应最主要，对于显色反应，一般应满足下列标准。

⑴选择性好。

一种显色剂最好只与被测组分起显色反应。

干扰少，或干扰容易消除。

⑵灵敏度高。

分光光度法一般用于微量组分的测定，故一般选择生成有色化合物的、吸光度高的显色反应。

但灵敏度高后，反应不一定选择性好。

故应全面加以考虑。

对于高含量组分的测定，不一定选用最灵敏的显色反应。

（应考虑选择性）

⑶有色化合物的组成要恒定。

化学性质稳定，对于形成不同显色反应配位比的配位反应，必须注意控制试验条件，使生成一定组成的配合物，以免引起误差。

⑷有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大。

这样显色时的颜色变化鲜明，而且在这种情况下，试剂空白一般较小。

一般要求有色化合物的最大吸收波长与显色剂最大吸收波长之差在60nm以上。

⑸显色反应的条件要易于控制。

如果要求过于严格，难以控制，测定结果的再现性差。

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。

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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

升温加快显色，但温度偏高，有色物质分解，由实验来确定。

总之：

通过实验，分别作出A～[R]，pH，t，T曲线，找出合适的[R]，pH，t，T，即找出平坦区。

4.溶剂

一般尽量采用水相测定。

5．副反应的影响

6．共存离子的影响。

（1）加入掩蔽剂

选择掩蔽剂的原则是：

掩蔽剂不与待测组分反应；掩蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分的测定。

例：

测定Ti4＋，可加入H3PO4掩蔽剂使Fe3+（黄色）成为Fe（PO４）23-（无色），消除Fe3+的干扰；又如用铬天菁S光度法测定Al3+时，加入抗坏血酸作掩蔽剂将Fe3+还原为Fe2+，消除Fe3+的干扰。

（2）选择适当的显色反应条件

（3）分离干扰离子

三、显色剂（R）

1．无机显色剂：

无机显色剂在光度分析中应用不多，这主要是因为生成的络合物不够稳定，其灵敏度与选择度也不够高，目前，有价值的仅有硫氰酸盐、钼酸铵、H2O2等。

2．有机显色剂：

R

大多数有机显色剂R与金属离子生成稳定的螯合物，显色反应的选择性和灵敏度都较高。

在吸光光度法中应用广泛。

①生色团：

可吸收光子而产生跃迁的原子基因。

它一般是分子中含有一个或多个某些不饱和基因（共轭体系）的有机化合物。

②助色团：

含有孤对电子的基因，显然本身没有颜色，当它与某生色团相联时，（与其不饱和键相互作用），能使该生色团的吸收波长位置向长波方向移动（即红移），且光谱强度有所增大。

如：

胺基：

—NH2　　　　R—NH—　　　　　R2N—

　羟基：

—OH　　—OR　　　—SH　　　　—CL等。

③常用的有机显色剂：

有机显色剂的类型、品种都非常多。

A：

偶氮类显色剂：

含有偶氮基—N=N—

凡含有偶氮结构的有机化合物，都是带色的。

偶氮类显色剂：

性质稳定，显色反应灵敏度高，选择性好，对比度较大。

如：

偶氮胂Ⅲ：

③选择性高（比二元体系）

一种配体常可与多种金属离子产生类似的络合反应，而当形成三元络合物时，就减少了形成类似络合物的可能性。

如：

铌、钽都可与邻苯三酚生成二元络合物，但在草酸介质中只有钽－邻苯三酚－草酸。

3、无机显色剂

许多无机试剂能与金属离子起显色反应，如与氨水反应生成深蓝色的配离子，但多数无机显色剂的灵敏度和选择性都不高。

其中性能较好。

4、有机显色剂

大多数有机显色剂常与金属生成稳定螯合物，有机显色剂中一般都含有生色团和助色团。

有机化合物中的不饱和键基团能吸收波长大于200nm的光。

这种基团称为广义的生色团。

例如偶氮基（-N=N-），醌基等。

某些会有环对电子的基团，它们与生色团上的不饱和键相互作用，可以影响有机化合物对光的吸收，使颜色加深。

这些基团称为助色团。

例如：

胺基（-NH2），羟基（-OH）等，以及卤代基（X-）等,它们能与生色团上的不饱和键相互作用，引起永久性的电荷移动，从而减小了分子的激化能，促使试剂对光的最大吸收向长波方向移动。

所以这些基团称为助色团。

有机显色剂是一般分析工作中常用的显色剂，它能与金属离子生成螯合物。

具有以下优点：

（1）颜色鲜明。

一般ε>104,灵敏度高。

（2）稳定，离解常数小。

  （3）选择性高，专属性强。

  （4）可被有机溶剂萃取，广泛应用于萃取光度法。

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