吸光光度法分析条件的选择.

(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。显色反应进行时，首先是有机弱 酸发生离解，其次才是络阴离子与金属离子 络合。 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。当然，溶液酸度对显色剂离解程度影 响的大小，也与显色剂的离解常数有关， Ka大时，允许的酸度可大；Ka很小时，允 许的酸度就要小些。

许多显色剂本身就是酸碱指示剂，当溶液酸 度改变时，显色剂本身就有颜色变化。如果显色 剂在某一酸度时，络合反应和指示剂反应同时发 生，两种颜色同时存在，就无法进行光度测定。 例如、二甲酚橙在溶液的pH＞6.3时呈红色，在 pH＜6.3时呈柠檬黄色，在pH＝6.3时，呈中间 色，故pH＝6.3时,是它的变色点。而二甲酚橙 与金属离子的络合物却呈现红色。因此，二甲酚 橙只有在pH＜6的酸性溶液中可作为金属离子的 显色剂。如果在pH＞6的酸度下进行光度测定， 就会引入很大误差。

含有生色基团的有机化合物常常能与许多 全属离子化合生成性质稳定且具有特征颜色的化 合物，且灵敏度和选择性都很高，这就为用光度 法测定这些离子提供了很好的条件。 有机显色剂的种类很多，下面仅将应用较广 泛的几种介绍如下： 1.邻二氮菲 2.双硫腙 3. 二甲酚橙 4. 偶氮胂III 5．铬天青S
4．虽然大部分金属螯合物难溶于水， 但可被萃取到有机溶剂中，大大发展了萃取 光度法。 5．在显色分子中，金属所占的比率很 低，提高了测定的灵敏度。因此，有机显色 剂是光度分析中应用最多最广的显色剂，寻 找高选择性、高灵敏度的有机显色剂，是光 度分析发展和研究的重要内容。
在有机化合物分子中，凡是包含有共轭双键 的基团如—N＝N—、—N＝O、—NO2、对醌基、＝C ＝O(羰基)、＝C＝S(硫羰基)等，一般都具有颜色， 原因是这些基团中的 л电子被光激发时，只需要较 小的能量，能吸收波长大于 200nm 的光，因此， 称这些基团为生色团；某些含有未共用电子对的基 团如胺基 —NH2 ， RHN— ， R2N—( 具有一对未共用 电子对 ) ，羟基 -OH( 具有两对末共用电子对 ) ，以 及卤代基 —F， —Cl ， —Br ， —I 等，它们与生色基团 上的不饱和键互相作用，引起永久性的电荷移动， 从而减小了分子的活化能促使试剂对光的最大吸收 “红移” ( 向长波方向移动 ) ，使试剂颜色加深， 这些基团称为助色团。

将金属螯合物应用于光度分析中的优点是：
1 ．大部分金属螯合物都呈现鲜明的颜色， 摩尔吸光系数大于104，因而测定的灵敏度很高；
2 ．金属螯合物都很稳定，一般离解常数都 很小，而且能抗辐射； 3 ．专用性强，绝大多数有机整合剂，在一 定条件下，只与少数或其一种金属离子络合，而且 同一种有机螯合剂与不同的金属离子络合时，生成 具有特征颜色的螯合物

2.溶液的酸度 溶液酸度对显色反应的影响很大，这是由于溶液 的酸度直接影响着金属离子和显色剂的存在形式以及 有色络合物的组成和稳定性。因此，控制溶液适宜的 酸度，是保证光度分析获得良好结果的重要条件之一。 (1)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，会产生一系列羟基络离子或多核羟基络离子。 高价金属离子的水解象多元弱酸的电离一样，是分级 进行的。 随着水解的进行，同时还发生各种类型的聚合反 应。聚合度随着时间增大，而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。


(1) 选择性要好。一种显色剂最好只与一种被测组 分起显色反应，这样干扰就少。或者干扰离子容易 被消除、或者显色剂与被测组分和干扰离子生成的 有色化合物的吸收峰相隔较远。 (2) 灵敏度要高。由于吸光光度法一般是测定微量 组分的，灵敏度高的显色反应有利于微量组分酌测 定。灵敏度的高低可从摩尔吸光系数值的大小来判 断，κ值大灵敏度高，否则灵敏度低。但应注意，灵 敏度高的显色反应，并不一定选择性就好，对于高 含量的组分不一定要选用灵敏度高的显色反应。 (3) 对比度要大。即如果显色剂有颜色，则有色化 合物与显色剂的最大吸收波长的差别要大，一般要 求在60nm以上。

（二）显色反应条件的选择 显色反应能否完全满足光度法的要求，除了与显 色剂的性质有主要关系外，控制好显色反应的条件也 是十分重要的，如果显色条件不合适，将会影响分析 结果的准确度。 1.显色剂的用量 显色就是将被测组分转变成有色化合物，表示： M + R = MR (被测组分) (显色剂) (有色化合物) 反应在一定程度上是可逆的。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， 但也不能过量太多，否则会引起副反应，对测定反而 不利。
选择显色反应的一般标准 :

(4)有色化合物的组成要恒定,化学性质要稳
定。有色化合物的组成若不确定，测定的再 现性就较差。有色化合物若易受空气的氧化、 日光的照射而分解，就会引入测量误差。

(5) 显色反应的条件要易于控制。如果条件
要求过于严格，难以控制，测定结果的再现 性就差。
2.显色剂 (1)无机显色剂 许多无机试剂能与金属离子起显色反应，如 Cu2+与氨水形成深蓝色的络离子Cu(NH4)42+，SCN与 Fe3+ 形成红色的络合物 Fe(SCN)2+ 或 Fe(SCN)63等。但是多数无机显色剂的灵敏度和选择性都不高， 其中性能较好，目前还有实用价值的有硫氰酸盐、钼 酸铵、氨水和过氧化氢等。 (2)有机显色剂 许多有机试剂，在一定条件下，能与金属离子 生成有色的金属螯合件的选择
一、显色反应及其条件的选择 （一）显色反应和显色剂 1.显色反应 在分光光度分析中，将试样中被测组分转变成 有色化合物的反应叫显色反应。显色反应可分两大 类，即络合反应和氧化还原反应，而络合反应是最 主要的显色反应。与被测组分化合成有色物质的试 剂称为显色剂。同一组分常可与若干种显色剂反应， 生成若干有色化合物，其原理和灵敏度亦有差别。 一种被测组分究竞应该用哪种显色反应，可根据所 需标准加以选择。