显色反应及显色条件的选择
光度法显色反应条件和测量条件的选择
光度法显色反应条件和测量条件的选择一. 影响显色反应的因素及反应条件的选择（一）显色反应的选择1. 选择性好：干扰少或易排解；2. 灵敏度高（S）：尤其是对低含量组分，一般选择 e：104 ~ 105 L/molcm3. 有色化合物稳定、组成恒定4. 有色化合物与显色剂的颜色差别大（二）影响显色反应的因素及反应条件1. 显色剂的用量M + R MR待测组分显色剂有色化合物在被测组分肯定及其它试验条件不变的状况下，分别测得加入不同量显色剂测得A值，作A-cR曲线，常见以下二种状况：图7 吸光度与显色剂加入量的关系(a)在 a 与 b之间任选一点吸光度与显色剂加入量的关系(b)严格掌握CR因此，合适的 cR 通过试验确定。
2. 溶液的酸度(1) 对金属离子存在状态的影响防止水解，防止沉淀生成(2) 对显色剂浓度的影响 H2R 2H+ + R2-(3) 对显色剂颜色的影响pKa pKaH2R H+ + HR- 2H+ + R2-6.9 12.4黄橙红相宜的 pH 通过试验确定：做 A- pH 曲线（其它条件并不变），从中找出 A 较大且基本不变的某 pH 范围。
3. 显色时间：各种显色反应得速度不同，反应完全所需时间不同；有些有色化合物在肯定的时间内稳定。
选择方法：作 A-t（min）曲线，选择在 A 较大且稳定的时间内进行。
4. 显色温度：显色反应一般在室温下进行，但反应速度太慢或常温下不易进行的显色反应需要升温或降温。
选择方法：作 A-T （℃）曲线，选择在 A 较大的时间内进行。
5. 溶剂：试验确定选择合适的溶剂（常为有机溶剂），提高反应的灵敏度及加快反应速度。
二. 分光光度法测量误差及试验条件的选择（一）测量误差及 A 范围的选择任何一台分光光度计都有光度误差 T%，但给定的一台分光光度计，T 基本上是一常数，一般为 0.002 ~ 0.01，但在不同 T 时同样的T 对应的 A 则不同，所以引起的C/C (浓度的相对误差)就不同。
最佳显色反应条件的确定
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最佳显色反应条件的确定
1．酸度对显色剂有效浓度，颜色和生成的络合物组成的影响；
实际应用的有机显色剂大多是有机弱酸或弱碱，它们的离解度是由溶液PH值 所决定，以弱酸为例，如以HR表示有机弱酸型显色剂。 则显色反应表示为显色反应
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最佳显色反应条件的确定
若MR不稳定，则过量得多些（一般过量10倍以上），但也不是过量越多越好， 显色剂过量固然可使显色反应更完全，但过量也可引起其他副反应，如显色剂本 身有颜色，干扰增大，或显色剂与被测物能分级形成多种络合物等等。
在具体工作中，显色剂的用量要通过实验确定，也就是作A—R曲线来确定。 作法：取多份等量待测离子，即[M]固定在相同条件下，加入不同量的显色 剂，即改变R的用量，分别测得吸光度A值。作A—R曲线。可能有三种曲线出现。
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最佳显色反应条件的确定
以水中微量铁含量的测定为例
显色剂用量实验 取六只洁净的50ml容量瓶，各加入10.00µg/mL的铁标液5.00ml。1ml 10%的
盐酸羟胺溶液，摇匀。分别加入0ml,1.0ml,2.0ml,3.0ml，4.0ml，5.0ml的0.15% 邻二氮菲和5ml乙酸钠（pH=5.5）溶液，用蒸馏水稀释至标线，摇匀。用1cm吸收 池，以试剂空白溶液为参比溶液，在选定波长下测定吸光度。记录各吸光度值。
邻二氮菲 1.0 体积（ml） 吸光度
2.0
3.0
4.0
5.0
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最佳显色反应条件的确定
二、溶液的酸度：
在化学反应中，pH值通常是一个重要的因素，它是决定化学反应发生与否和 反应完全与否的重要条件，pH值对显色反应的影响主要有几个方面：
仪器分析测试技术：显色反应及显色条件
显色反应及显色条件可见分光光度法是利用测量有机物质对某一单色光吸收程度来进行定量的，而许多物质本身无色或颜色很浅，也就是说他们对可见光不产生吸收或吸收不大，这就必须事先通过适当的化学处理，使该物质转变为能对可见光产生较强吸收的有色化合物，然后再进行测量u定义：将试样中的待测组分转变为有色化合物的 反应叫做显色反应。
（无色或浅色物+显色剂=深色物）——显色反应氧化还原反应络合反应Fe3＋＋SCN－=FeSCN2＋Mn2＋－5e＋4H2O= MnO4－＋8H＋显色反应需满足的要求：u选择性好u灵敏度高u有色化合物的稳定常数要尽可能的大u显色剂的颜色与有色化合物的颜色差别要大 u显色反应要易于操作、控制u有色化合物的组成恒定，化学性质稳定无机显色剂:KSCN：测 Fe、Mo、W、Nb 等钼酸铵：测 P、As 等过氧化氢：测 Ti、V 等有机显色剂：分子结构含有生色团(即含不饱和键的基团)如偶氮基，对醌基和羰基等含有助色团(含孤对电子的基团)如氨基、羟基和卤代基等。
NN OHCOOHSO 3H OO 型：NNN OH OH ON 型：NH NHN SN S 型：NN 型：假如有一天你的手机坏了，你会怎么处理？如果一件事情由多种因素决定，那么我们在探讨条件时就固定其他因素不变，只改变其中之一。
如此尝试，直至全部因素测试完毕。
分析测试条件的选择也采用同样的方法。
1、显色剂用量取6只洁净的50mL容量瓶，各加入10.00μg·mL-1铁标准溶液5.00mL，1mL100g·L-1盐酸羟胺溶液，摇匀。
分别加入0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL1.5 g·L-1邻二氮菲，5mL醋酸钠溶液，用蒸馏水稀至标线，摇匀。
用2cm吸收池，以试剂空白溶液为参比溶液，在选定的波长下测定吸光度。
结论：作A-C R曲线，找出曲线平台部分，选择一合适用量即可。
吸光度与显色剂浓度的关系曲线2、溶液pH在6只洁净的50mL容量瓶中各加入10.00μg·mL-1铁标准溶液5.00mL，1mL100 g·L-1盐酸羟胺溶液，摇匀。
第9章吸光光度法(2)。
60nm
二、 显色条件的选择
吸光光度法是测定待测物质的吸光度或显色 反应平衡后溶液的吸光度，因此为了得到准确的 结果，必须控制适当的条件，使显色反应完全和 稳定。
显色条件包括: 溶液酸度，显色剂用量，显 色时间，显色温度，有机络合物的稳定性及共存 离子的干扰等。
1、溶液酸度（pH值及缓冲溶液）
在相同条件下测的试液的吸光度， 从工作曲线上就可查到试液的浓 度, 该方法称为工作曲线法。 注意什么？ a. 标准溶液浓度必须在线性范围内，即符合A= bc
b. 试液的吸光度必须在标准曲线范围内，即A1≤ Ax ≤An
五、光度分析法的误差（准确度）
对朗伯－比尔定律的偏离
在实际分析中，常会发现标准曲线发生弯曲，尤其当溶液
2.有机显色剂
有机显色剂分子中含有某些含不饱和键的基 团如偶氮基、对醌基和羰基等生色团（ chromophoric group）和含孤对电子的基团如氨 基 、 羟 基 和 卤 代 基 等 助 色 团 （ auxochrome group）。
生色团：－N＝N－，－N＝O，
O
C=S,－N
（共轭双键）πe
为避免铁的干扰，可以选择波 长 520 nm进行测定，虽然而测镍的 灵敏度有所降低，但酒石酸铁不干 扰镍的测定。
二、参比溶液的选择
为什么要使用参比溶液？ 目的：扣除非待测组分（吸收池和各种试剂）对光的吸收， 使测得的的吸光度真正反映待测物对光的吸收。
测定时，采用两个材质、厚度相同的比色皿进行测量，其中 一个作为参比池，装入参比溶液，调节仪器使透过参比池的吸光 度为零。则测得待测溶液的吸光度为：
显色剂的用量来消除干扰。 g. 采用预先分离的方法。
三、三元配合物在光度分析中的应用特性简介（自学）
分析化学吸光光度法二
故T e 1 0.368, 即吸光度A 0.434时， 浓度测量的相对误差最小。
（二）测量条件的选择
选择适当的测量条件，是获得准确测定结 果的重要途径。择适合的测量条件，可从下列 几个方面考虑。 1.测量波长的选择 由于有色物质对光有选择性吸收，为了使 测定结果有较高的灵镀度和准确度，必须选择 溶液最大吸收波长的入射光。如果有干扰时， 则选用灵敏度较低但能避免干扰的入射光，就 能获得满意的酸度对被测物质存在状态的影响 大部分高价金属离子都容易水解，当溶液的酸度 降低时，最终将导致沉淀的生成。显然，金属离子的 水解，对于显色反应的进行是不利的，故溶液的酸度 不能太低。
(2) 酸度对显色剂浓度和颜色的影响 光度分析中所用的大部分显色剂都是有 机弱酸。 M + HR＝MR + H+ 从反应式可以看出，溶液的酸度影响着 显色剂的离解,并影响着显色反应的完全程 度。
3.时间和温度 显色反应的速度有快有慢。实验方法是配制一份显色溶 液，从加入显色剂计算时间、每隔几分钟测定一次吸光度， 绘制A-t曲线，根据曲线来确定适宜的时间。 不同的显色反应需要不同的温度，一般显色反应可在室温 下完成。但是有些显色反应需要加热至一定的温度才能完成； 也有些有色络合物在较高温度下容易分解。因此，应根据不 同的情况选择适当的温度进行显色。温度对光的吸收及颜色 的深浅也有一定的影响，故标样和试样的显色温度应保持一 样。合适显色温度也必须通过实验确定 ,做A-C曲线即可求出。
(3)对络合物组成和颜色的影响 对于某些逐级形成络合物的显色反应、在不 同的酸度时，生成不同络合比的络合物。例如铁 与水杨酸的络合反应，当 pH＜4 [Fe3+(C7H4O3)2-]+ 紫色 4＜pH＜9 [Fe3+(C7H4O3)22-]- 红色 pH＞9 [Fe3+(C7H4O3)32-]3- 黄色 在这种情况下，必须控制合适的酸度，才可 获得好的分析结果。 合适酸度也必须通过实验确定,做A-pH曲线即可 求出
显色反应与分析条件
03
常见显色反应及其分析应用
酚酞的显色反应
总结词
酚酞在酸性环境中无色，在碱性环境中呈现红色，常用于酸碱滴定实验中指示剂。
详细描述
酚酞是一种常用的酸碱指示剂，当溶液的pH值低于8时，酚酞呈无色，当溶液的pH值高于8时，酚酞会呈现红色。 由于酚酞的变色范围与人们通常认为的生理pH值范围（7.3-7.5）相匹配，因此酚酞在医学、生物实验和环境监 测等领域有广泛应用。
环境因素
温度、湿度、气压等环境因素 的变化可能对实验结果产生影 响。
试剂纯度
试剂不纯或过期可能影响实验 结果的准确性。
05
结论与展望
结论
显色反应在化学分析中具有重要应用，通过显色反应可以快速、准确地检测物质的 存在和含量。
分析条件对显色反应的结果具有显著影响，包括反应物的浓度、反应温度、反应时 间和显色剂的选择等。
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显色反应的类型
配位反应
氧化还原反应
金属离子与配位体形成 配合物，导致颜色变化。
电子转移导致化合物颜 色变化。
聚合反应
大分子聚合导致颜色变 化。
络合反应
金属离子与有机分子结 合形成络合物，导致颜
色变化。
显色反应的应用
01
02
03
04
化学分析
通过显色反应检测和定量分析 物质。
生物分析
利用显色反应检测生物分子和 细胞活性。
溴甲酚绿的显色反应
总结词
溴甲酚绿在酸性环境中呈黄色，在碱性环境 中呈绿色，常用于酸碱滴定实验中指示剂。
详细描述
溴甲酚绿是一种常用的酸碱指示剂，其颜色 变化与溴酚蓝相似。在酸性环境中，溴甲酚 绿呈现黄色，而在碱性环境中则呈绿色。由 于溴甲酚绿的变色范围较宽，因此也适用于
显色反应及显色条件的选择
第三节显色反应及显色条件的选择将待测组分变成有色络合物的反应－显色反应。
与待测组分形成有色络合物的试剂－显色剂一、显色反应的选择：（ 1 ）灵敏度高：ε大是显色反应灵敏度的重要标志。
图6-5 吸光度与显色剂浓度的关系曲线4 ．显色温度：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。
5 ．副反应的影响6 ．溶剂的影响7 ．共存离子的影响。
消除共存离子干扰的方法：（(5) 选用适当的分离方法。
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。
一、显色反应和显色剂1、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。
高二化学显色反应的条件-显色反应与颜色反应-显色反应原理
显色反应的条件颜色反应指浓硝酸可使含有苯环的蛋白质白质分子显黄色。
焰色反应指一些金属及其化合物在灼烧时呈现特殊颜色的性质.如K的焰色反应为紫色(隔着蓝色钴玻璃观察),钠为黄色,铜为绿色,钡为黄绿色,钙为砖红色等,这是由于该元素的原子中的电子在受热得到能量后由基态变为激发态,再回到基态时放出能量,这些能量以光能的形式放出。
而不同的原子放出的量不同,因此它们的焰色反应现象不同.显色反应指一些物质在反应时呈现特殊的颜色,属于化学变化,如碘遇淀粉显蓝色;三价铁离子与硫氰根离子反应,使溶液显红色,三价铁离子遇苯酚显紫色等.显色反应：苯酚遇到三氯化铁显紫色；淀粉遇碘变蓝色；蛋白质(分子中含苯环)与浓硝酸反应显黄色。
醌类的颜色反应主要取决于其氧化还原性质以及分子中的酚羟基性质。
Feigl反应：醌类衍生物在碱性条件下经加热能迅速与醛类及邻二硝基苯反应，生成紫色化合物。
反应机制如下：无色亚甲蓝显色实验：无色亚甲蓝溶液是检出苯醌类及萘醌类的专用显色剂。
试样在白色背景上作为蓝色斑点出现，可借此与蒽醌类化合物相区别。
碱性条件下的呈色反应：羟基醌类在碱性溶液中发生颜色改变，会使颜色改变，会使颜色加深，多显橙、红、紫红色及蓝色。
该反应与形成共轭体系的酚羟基和羰基有关。
因此羟基蒽醌以及具有游离酚羟基的蒽醌苷均可呈色，但蒽醌、蒽酮、二蒽酮类化合物则需氧化形成羟基蒽醌类化合物后才能显色。
与活性次甲基试剂的反应（Kesting-Craven法）：苯醌及萘醌类化合物当其醌环上未被取代的位置时，可在氨碱性条件下与一些含有活性次甲基试剂（如乙酰乙酸酯、丙二酸酯、丙二腈等）的醇溶液反应，生成蓝绿色或蓝紫色。
与金属离子的反应：在蒽醌类化合物中，如果有α-酚羟基或邻位二酚羟基结构时，则可与Pb2+、Mg2+等金属离子形成络合物。
与Pb2+形成的配合物在一定pH下还能沉淀析出，故借此精制该类化合物。
当蒽醌化合物具有不同的结构，与乙酸镁形成的配合物也具有不同的颜色，可用于鉴别。
显色反应及显色条件的选择(精)
能与双硫腙形成有色络合物,加入吡啶萃取时,
稳定的三元配合物大大提高了萃取率。
2.4.2 显色条件的选择
显色条件的选择
吸光光度法是测定显色反应达到平衡后溶
液的吸光度，为了得到准确的结果，必须从研 究平衡着手了解影响显色反应的因素，控制适 当的条件，使反应完全和稳定。
显色反应的主要条件
显色的主要条件有以下几点： （1）显色剂用量 显色反应一般可以用下式表示： M + R ＝ MR 为了减少反应的可逆性，根据同离子效应，加 入过量的显色剂是必要的，但过量太多，有时 会有副反应产生，反而不利。
（3）三元配合物的分析特性
b. 三元络和物对光有较大的吸收容量,所以进行光度 测定时它比二元络和物具有更高的灵敏度。如用H2O2 测定钒，灵敏度太低(=2.7×102)。而用PAR显色灵敏 度虽有提高，但选择性差。 如果将V5+、H2O2、PAR三者混合,一定条件下则
形成紫红色的三元络合物，灵敏度可大大提高
(=1.4×104)，最大吸收波长也移至540nm（原最大 吸收波长为450nm），出现较大红移。
（3）三元配合物的分析特性
c. 形成三元络合物的显色反应比二元体系具有更 高的选择性。这是因为在二元络合物中，一种 配位体常与多种金属离子产生类似络合反应， 而当体系中两种配位体形成三元络合物时，就 减少了金属离子形成类似络合物的可能性。
吸光度与显色剂用量关系
图2-11是吸光度与显色剂用量关系的几种情况。
图2－11吸光度与显色剂用量的关系
从三个图中可以得到： 1) 可以选用的用量较宽 2) 可以选用的用量较窄 3) 表明随着显色剂用量的增加，吸光度也不断增大。
（2）溶液的酸度
溶液的酸度对显色反应的影响是多方面的 : 例如由于显色剂大多是有机弱酸，酸度影 响显色剂的离解，因而影响显色剂反应的完全 程度。 又如许多显色剂本身就是酸碱指示剂，配 位反应后的颜色必须与显色剂本身的颜色有显 著的不同。 二甲酚橙pH>6.3呈红紫色，pH<6.3呈黄色， 与金属配合物则呈红色，故只适合于pH<6.3的 条件。
紫外可见分光光度法显色反应
紫外可见分光光度法显色反应紫外可见分光光度法是一种常用的分析方法，通过测量样品溶液在特定波长下的吸光度来分析样品的成分。
在紫外可见分光光度法中，显色反应是指将待测物质与某种试剂反应，生成具有特定吸收波长的化合物，然后通过测量该化合物的吸光度来测定待测物质的浓度。
以下是显色反应的详细描述：1.显色剂的选择：显色反应中使用的显色剂应与待测物质反应迅速、稳定，生成的化合物具有明显的颜色和特定的吸收波长。
不同的显色剂与不同的待测物质反应，生成的化合物也具有不同的吸收波长，因此应根据待测物质的性质选择合适的显色剂。
2.显色反应条件：显色反应需要在一定的条件下进行，包括温度、pH值、反应时间等。
这些条件会影响反应的速率和生成化合物的稳定性，因此需要仔细控制这些条件以获得最佳的测量结果。
3.测量波长的选择：在紫外可见分光光度法中，测量波长是影响测量结果的重要因素之一。
测量波长应选择在待测物质生成的有色化合物的最大吸收波长处，以提高测量的灵敏度和准确性。
4.干扰因素：在显色反应中，可能会存在一些干扰因素，如共存离子、溶剂等，这些因素会影响测量的准确性。
因此，在实验前需要对样品进行预处理，以消除这些干扰因素的影响。
5.标准曲线的绘制：在紫外可见分光光度法中，通常需要绘制标准曲线来建立待测物质浓度与吸光度之间的关系。
标准曲线的绘制需要使用已知浓度的标准样品，通过测量其吸光度来建立吸光度与浓度的关系。
6.显色反应动力学：显色反应的动力学过程包括反应速率、反应机理等。
了解显色反应的动力学有助于控制实验条件和提高测量精度。
7.实际应用：紫外可见分光光度法中的显色反应在实际应用中广泛用于各种物质的分析和检测，如金属离子、有机化合物、生物样品等。
通过选择合适的显色剂和实验条件，可以实现对不同类型样品的定量和定性分析。
总之，紫外可见分光光度法中的显色反应是一种重要的化学分析方法，通过选择合适的显色剂和实验条件，可以实现对不同类型样品的定量和定性分析。
显色反应及显色反应条件
配制一份显色溶液，从加入显色剂开始计算时 间，每隔几分钟测定一次吸光度A，绘制出A－t关 系曲线，根据曲线来确定适宜的显色时间。
A
a
b c
d
t
a: 有色物立刻形成，且很稳定，显色可在较长的 时间内都可测定。
b: 有色络合物立刻形成，但不稳定，显色后应在 较短的时间内完成测定。
Fe3＋＋SCN－=FeSCN2＋
显色反应需满足的要求： 选择性好 灵敏度高
有色化合物的稳定常数要尽可能的大
M L ML
K
稳＝
ML M L
有色化合物的组成恒定，化学性质稳定
M L ML
Ml＋L ML2
MLn1 L MLn
显色剂的颜色与有色化合物的颜色差别要大
三、显色条件的选择
显色剂的用量
M R MR
待测离子
显色剂 有色配合物
K稳＝MMRR
显色剂用量：K R
MR M
R过量： （1） 可增加反应的完全性，也可抑制有色化合
物的离解； （2）R有色，背景值增大，准确性降低；
（3）产生多级平衡；
（4）R与共存离子反应形成有色络合物。 显色剂用量不是越多越好，一定要适宜，要适
N
N
双硫腙（二苯—硫腙）结构式为：
NH NH SC
NN
偶氮砷Ⅲ（铀试剂Ⅲ）结构式：
AsO3H2 NN
OH OH
H2O3As NN
HO3S
SO3H
三元配合物显色体系
三元配合物：由三个组分组成的配合物。
Al—CAS—CTMAC FeSnCl5 KAl(SO4)2 三元混配物： 金属离子M与一种配位体（A）形成配位数未饱和 的配合物后，再与另一种配位体（R）形成配合物 其通式为：A-M-R
§9-3 显色反应及显色条件的选择
1 显色反应（color reaction）
待测物质是无色或很浅的颜色，需要选适当 的试剂与被测离子反应生成有色化合物再进行测 定，此反应称为显色反应，所用的试剂称为显色
剂（color reagent）。
按显色反应类型来分，主要有氧化还原反应
和配位反应两大类，而配位反应是最主要的。
§9-3 显色反应及显色条件的选择
（3）多元配合物
多元配合物是由三种或三种以上的组分所形成的 配合物。目前应用较多的是由一种金属离子与两种 配位体所组成的三元配合物。三元配合物在吸光光 度分析中应用较普遍。重要的三元配合物类型。 * 三元混配配合物 金属离子与一种配位剂形成未饱 和配合物，然后与另一种配位剂结合，形成三元混 合配位配合物，简称三元混配配合物。例如，V(V)， H2O2 和吡啶偶氮间苯二酚(PAR)形成1:1:1的有色配 合物，可用于钒的测定，其灵敏度高，选择性好。
§9-3 显色反应及显色条件的选择
（2）显色剂
无机显色剂不多，因为生成的配合 物不稳定，灵敏度和选择性也不高。如用 KSCN显色测铁、钼、钨和铌；用钼酸铵 显色测硅、磷和钒;用H2O2 显色测钛等。 故多用有机显色剂
§9-3 显色反应及显色条件的选择
常用有机显色剂
A 磺基水杨酸 OO型螯合剂，可与很多高价金属离子 生成稳定的螯合物，主要用于测Fe3+。
（3）显色反应时间
有些显色反应瞬间完成，溶液颜色很快达到稳定状态，并在 较长时间内保持不变;有些显色反应虽能迅速完成，但有色配合 物的颜色很快开始褪色;有些显色反应进行缓慢，溶液颜色需经 一段时间后才稳定。制作吸光度-时间曲线确定适宜时间。
（4）显色反应温度 ：
显色反应及测定条件的选择
第二章 分光光度计
④选择适当波长：吸光度最大，干扰最小。
第二章 第二章 分光光度计
①控制酸度，只使被测离子显色，干扰离子不显色； 1、影响显色反应的因素
分光光度计
1、影响显色反应的因素
（2）吸光度范围 吸光度应控制在之间，以保证较高的准确度。
第三节 显色反应及测量条件选择 第三节 显色反应及测量条件选择
利用光谱扫描，兼顾“吸光度最大，干扰最小” （1）选择性好：一种显色剂只与一种被测组分显色。
第二章 分光光度计
的选择，选择物质的最大吸收波长 第三节 显色反应及测量条件选择
第三节 显色反应及测量条件选择
作为测定波长。 （3）参比溶液的选择 选择合适的参比溶液调节仪器零点，消除溶剂、试剂对入射光的吸收，造成误差。
第三节显色反应及 测定条件的选择
第二章 分光光度计
第三节 显色反应及测量条件选择
1、影响显色反应的因素 显色剂发生显色反应的要求： （1）选择性好：一种显色剂只与一种被测组分显
色。 （2）灵敏度高。 （3）有色化合物组成恒定，性质稳定。 （4）若显色剂本身有色，应与生成的有色化合物
颜色差别大。 （5）重现性好。
间；稳定时间：显色后物质保持稳定时间。 （5）溶剂：溶剂类型不同，生成的显色物质不同，
物质颜色也不同。
第二章 分光光度计
第三节 显色反应及测量条件选择
2、共存离子干扰及消除方法 （1）干扰原因 ①共存离子本身有颜色； ②共存离子与显色剂或被测组分反应，使显色剂和被
测组分降低，结果偏低； ③共存离子与显色剂生成有色化合物或沉淀，结果偏
显色剂分类：
第2）有机显色剂：颜色鲜明，选择性，灵敏度高，种类多，应用广。
吸光光度法显色反应及显色条件的选择
上叶
吸光光度法 / 显色反应及显色条件的选择 • 反应生成的有色化合物组成恒定，化学性质稳定 可以保证至少在测定过程中吸光度基本上不变，杏则将影 响吸光度测定的准确度及再现性。
下叶
上叶
吸光光度法 / 显色反应及显色条件的选择 • 显色条件的选择 • 显色剂用量
• 根据溶液平衡原理，有色配合物稳定常数愈大，显色剂过 量愈多，愈有利于待测组分形成有色配合物 • 过量显色剂的加人，有时会引起副反应的发生，对测定反 而不利 • 显色剂的适宜用量常通过实验来确定
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吸光光度法 / 显色反应及显色条件的选择
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吸光光度法 / 显色反应及显色条件的选择
• 选择性好 • 显色剂仅与一个组分或少数几个组分发生显色反 应 • 仅与某一种离子发生反应者称为特效的（或专属 的）显色剂 • 显色剂在测定波长处无明显吸收 试剂空白值小， 可以提高测定的准确度。 • 两种有色物质最大吸收波长之差称为“对比度”， 一般要求显色剂与有色化合物的对比度 △ 入在 60nm 以上
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吸光光度法 / /显色反应及显色条件的选择
•进行光度分析时，首先要把待测组分转变成有色化合物， 然后测定吸光度或吸收曲线 •将待测组分转变成有色化合物的反应叫显色反应 •与待测组分形成有色化合物的试剂称为显色剂
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吸光光度法 / 显色反应及显色条件的选择
显色反应的分类 •配位反应----最主要的显色反应 •氧化还原反应 显色反应的选择 •灵敏度高 摩尔吸收系数 K 的大小是显色反应灵敏度高低的重要标志 应当选择生成的有色物质的‘较大的显色反应
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吸光光度法 / 显色反应及显色条件的选择
• 分离干扰离子 • 采用沉淀、离源自交换或溶剂萃取等分离方法除去干扰离子 • 溶剂萃取分离方法可直接在有机相中显色，称为萃取光度 法。 • 选择适当的光度测量条件 • 波长 • 参比溶液
显色反应的条件
显色反应的条件显色反应是化学中一种重要的实验方法，它通过化学物质的变化使得试剂的颜色发生变化，从而达到检测、分析、鉴定等目的。
显色反应的条件是指影响显色反应的因素，包括试剂的选择、浓度、温度、PH值、反应时间等。
本文将从这些方面来探讨显色反应的条件。
一、试剂的选择试剂的选择是显色反应的重要条件之一。
不同的试剂对于不同的物质会有不同的反应，因此选择合适的试剂是显色反应的关键。
例如，酚酞试剂可用于检测碳酸酐的存在，当碳酸酐存在时，酚酞试剂会从无色变为红色。
二、浓度试剂的浓度也是显色反应的重要条件之一。
试剂的浓度过低时，可能无法产生足够的反应，导致显色效果不佳。
而试剂的浓度过高时，反应可能过于剧烈，导致试剂的颜色变化过快或过于强烈。
因此，在进行显色反应时，需要根据实际情况调整试剂的浓度，以达到最佳的显色效果。
三、温度温度也是影响显色反应的重要条件之一。
一般来说，温度越高，反应速度越快。
但是，过高的温度可能会使得试剂分解或者失去活性，导致反应失败。
因此，在进行显色反应时，需要根据试剂的特性和反应的需要选择合适的温度。
四、PH值PH值是指溶液的酸碱程度。
不同的试剂对PH值的要求不同，因此在进行显色反应时，需要根据试剂的特性和反应的需要选择合适的PH值。
例如，酚酞试剂在酸性条件下显色，而在碱性条件下则无法显色。
五、反应时间反应时间是指试剂与样品进行反应的时间。
反应时间过短可能无法产生足够的反应，导致显色效果不佳，反应时间过长则可能导致试剂失去活性，反应效果下降。
因此，在进行显色反应时，需要根据试剂的特性和反应的需要选择合适的反应时间。
综上所述，显色反应的条件包括试剂的选择、浓度、温度、PH 值、反应时间等。
在进行显色反应时，需要根据实际情况进行调整，以达到最佳的显色效果。
分光光度法 显色与测量条件的选择
Δc/c =（0.434/TlgT）ΔT
浓度测量值的相对误差（Δc/c）不仅与仪器的透光度误 差ΔT 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：ΔT =1%，则可绘出溶液浓度 相对误差Δc/c与其透光度T 的关系曲线 。如图所示：
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，
三、共存离子干扰的消除
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。
1.合成新的高灵敏度有机显色剂
2.采用分离富集和测定相结合
3.采用三元(多元)配合物显色体系
由一个中心金属离子与两种(或两种以上)不同配位体形成的配合 物，称为三元(多元)配合物。
多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，一方面是因为多元配合 物比其相应的二元配合物分子截面积更大；另一方面是因为第二或第 三配位体的引入，可能产生配位体之间、配位体与中心金属离子间的 协同作用，使共轭π电子的流动性和电子跃迁几率增大。
显色反应与分析条件
显色反应主要有下述三种类型：
1. 配位反应
2. 氧化还原反应
3. 三元配合物的分析特性
（1）配位反应
这是最常用的方法.许多配位离子和配合 物有较深的颜色,可以用于鉴定某些金属离子、 阴离子或有机化合物.配位剂可以是无机配位 剂,如:H2O2能使Ti4+显色,但目前更多的是使用 有机配位剂，如用磺基水磺酸测定Fe2+ 这类有机试剂一般含有生色团和助色团， 生色团是含有共轭双键的基团，如-N=N-(偶氮 基)，-N=O(亚硝基）等,助色团是含有共用电 子对的基团。
一些离子可以通过氧化还原反应,使其成为有 色离子.如Cr、Mn可氧化成CrO42-、Cr2O72-、MnO4等有色离子而加以鉴定.钼酸胺可与磷酸、砷酸、 硅酸等生成杂多酸,在一定条件下,杂多酸中的钼 可还原成钼蓝,从而可以进行P、As、Si等微量元 素的比色测定.利用形成钼蓝反应还可以测定一些 还原性物质，例如糖类等。 利用氧化还原反应可以测定很多能变色的有 机物,例如利用2,3,5-三苯四氯唑和蓝四氮唑,可 以测定醛、酮糖等还原性物质。
（3）三元配合物的分析特性
b. 三元络和物对光有较大的吸收容量,所以进行光度 测定时它比二元络和物具有更高的灵敏度。如用H2O2 测定钒，灵敏度太低(=2.7×102)。而用PAR显色灵敏 度虽有提高，但选择性差。 如果将V5+、H2O2、PAR三者混合,一定条件下则
形成紫红色的三元络合物，灵敏度可大大提高
(=1.4×104)，最大吸收波长也移至540nm（原最大 吸收波长为450nm），出现较大红移。
c.
（ 3 ）三元配合物的分析特性 形成三元络合物的显色反应比二元体系具有更
高的选择性。这是因为在二元络合物中，一种 配位体常与多种金属离子产生类似络合反应， 而当体系中两种配位体形成三元络合物时，就 减少了金属离子形成类似络合物的可能性。
显色反应的条件
显色反应的条件显色反应是一种化学反应，其特点是在化学反应过程中会出现明显的颜色变化。
这种反应在生活和实验室中都有广泛的应用，例如酸碱指示剂、金属离子检测等。
然而，想要实现显色反应并不是一件容易的事情，需要满足一定的条件。
一、反应物的选择显色反应的第一个条件是选择合适的反应物。
通常情况下，显色反应需要至少两种反应物，其中一种是显色试剂，另一种是需要检测的物质。
显色试剂的选择很重要，它应该对目标物质具有高度的选择性和灵敏度。
同时，显色试剂还应该具有明显的颜色变化，以便于观察和识别。
二、反应条件的控制显色反应的第二个条件是控制反应条件。
反应条件包括反应温度、反应时间、反应pH值等。
这些条件对显色反应的结果都有很大的影响。
例如，一些显色试剂只有在特定的pH范围内才能显色，如果pH 值过高或过低，试剂就会失效。
另外，一些显色试剂需要在较低的温度下才能显色，如果温度过高，试剂就会分解或失活。
三、反应环境的控制显色反应的第三个条件是控制反应环境。
反应环境包括反应容器、反应介质等。
反应容器应该选用干净、无污染的容器，以免影响反应结果。
反应介质应该选用适当的溶剂，以便于反应物的溶解和反应。
另外，一些显色试剂需要在特定的介质中才能显色，例如水相或有机相。
四、反应物浓度的控制显色反应的第四个条件是控制反应物浓度。
反应物浓度对显色反应的结果也有很大的影响。
如果反应物浓度过低，显色反应可能会失效。
如果反应物浓度过高，显色反应可能会产生假阳性或假阴性的结果。
因此，反应物浓度应该在一定范围内控制。
综上所述，显色反应需要满足多种条件才能成功实现。
选择合适的反应物、控制反应条件、控制反应环境和反应物浓度都是实现显色反应的重要因素。
只有在满足这些条件的情况下，才能得到准确的显色反应结果。
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第三节显色反应及显色条件的选择
将待测组分变成有色络合物的反应－显色反应。
与待测组分形成有色络合物的试剂－显色剂
一、显色反应的选择：
（1 ）灵敏度高：ε大是显色反应灵敏度的重要标志。
图6-5 吸光度与显色剂浓度的关系曲线
4 ．显色温度：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。
5 ．副反应的影响
6 ．溶剂的影响
7 ．共存离子的影响。
消除共存离子干扰的方法：
（
(5) 选用适当的分离方法。
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。
一、显色反应和显色剂
1、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，将带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。
2、选择显色反应的一般标准
（1）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。
（2）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）
（3）有色化合物的组成要恒定。
化学性质稳定，对于形成不同配位比的配位反应，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。
（4）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。
R为显色剂，MR为有色化合物。
（5）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。
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。
当有实用价值的无机显色剂列于表7-1：
表7-1 常用的无机显色剂
显色剂反应类型滴定元素酸度有色化合物组成颜色测定波长/nm
硫氢酸盐配位 Fe(Ⅲ) 0.1~0.8mol.L-1HNO3 Fe(SCN)52- 红 480
Mo(Ⅵ) 1.5~2mol.L-1H2SO4 MoO(SCN)5- 橙 460
W(Ⅴ) 1.5~2mol.L-1H2SO4 WO(SCN)4- 黄 405
Nb(Ⅴ) 3~4mol.L-1HCl NbO(SCN)4- 黄 420
钼酸铵杂多酸 Si 0.15~0.3mol.L-1H2SO4 H4SiO4.10MoO3.Mo2O3 蓝 670~820
P 0.5mol.L-1H2SO4 H3PO4.10MoO3.Mo2O3 蓝 670~830
V(Ⅴ) 1mol.L-1HNO3 P2O5.V2O5.22MoO3.nH3O 黄 420
W 4~6mol.L-1HCl H3PO4.10WO3.W2O5 蓝 660
氨水配位 Cu(Ⅱ) 浓氨水 Cu(NH3)42+ 蓝 620
Co(Ⅲ) 浓氨水 Co(NH3)53+ 红500
Ni浓氨水Ni(NH3)62+ 紫 580
过氧化氢配位 Ti(Ⅳ) 1~2mol.L-1H2SO4 TiO(H2O2)2+ 黄 420
V(Ⅴ) 0.5~3mol.L-1H2SO4 VO(H2O2)3+ 红橙 400~450
Nb 18mol.L-1H2SO4 Nb2O3(SO4)2.(H2O2)2 黄 365
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。
显色反应-种类介绍
有机显色剂种类很多，简单介绍几种:
（1）邻二氮菲
属于NN型螯合显色剂，是目前测定微量的较好显色剂。
显色灵敏度高，ε＝1.1*104,λmax=508nm可直接测定Fe2+。
反应是特效的，适用还原剂（如盐酸羟氨）将Fe3+还原为Fe2+，然后控制pH=5~6条件下，Fe2+与试剂作用，生成稳定的红色配合物。
（2）双硫腙
属于含硫显色剂，能用于测定Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Hg2+等多种重金属离子。
采用一致的酸度及加入掩蔽剂的办法，可以消除重金属离子之间的干扰。
提高反应的选择性。
反应灵敏度很高。
如Pb2+的双硫腙的配合物:
λmax=520nm q=6.6*104
（3）偶氮胂（铀试剂）
属偶氮类螯合显色剂可在强酸型溶液中与Th(IV)、Zr(IV)、U(IV)等生成稳定的有色配合物。
也可以在弱酸性溶液中与稀土金属离子生成稳定的有色配合物。
可用于测定稀土的总量。
5、多元配合物
多元配合物是由三种或三种以上的组分形成的配合物。
目前应用较多的是由一种金属离子与两种配位体所组成的配合物。
一般称为“三元配合物”。
三元配合物在分析化学中，尤其在吸光光度分析中应用较普遍。
6、金属离子-配合剂-表面活性剂体系
金属离子与显色剂反应时，加入某些长碳气链的季胺盐，动物胶活聚乙烯醇等表面活性剂，可以形成胶束状的化合物，颜色向长波移动（红移），灵敏度会显著提高。
例如稀土元素与二甲酚橙在pH=5.5~6形成红色螯合物，显色的灵敏度不够。
如有溴化十六烷基吡啶（CPB）加反应，即生成二甲酚橙：CPB=1：2：2的三元配合物，在pH=8~9时呈蓝紫色，灵敏度提高数倍，适用于痕量稀土元素总量的测定。