表面活性剂的增效作用在光度分析中的应用

表面活性剂的增效作用在光度分析中的应用摘要：表面活性剂的生产和应用是最近20来年才发展起来的行业，也是一门年轻的学科。

表面活性剂是指那些能显著降低溶剂表面张力，改变体系表面状态，从而产生一系列润湿、乳化、分散、起泡及增溶等作用的物质。

笔者就将表面活性剂的结构、性质及在光度分析中的应用作一简要概述。

关键词：活性剂；增效；光度分析；应用
中图分类号： o657.3 文献标识码： a 文章编号： 1009-8631（2012）08-0129-01
一、表面活性剂的分类、结构及性质
（一）分类和结构
目前常用的表面活性剂按离子类型分类，溶于水能离解成离子的叫离子型表面活性剂；在水中不能离解成离子的叫非离子型表面活性剂；还有一类它的亲油基很小，或分散于亲水基之间，但仍有一定的表面活性，归属于特殊表面活性剂。

离子型表面活性剂又可分为阳离子型、阴离子型和两性表面活性剂。

（二）性质
表面活性剂的一个显著特点是使溶液的表面张力显著降低，这是由于表面活性剂在溶液表面的吸附作用而产生的。

当亲油基为直链时，表面活性随碳原子数增加而增加。

表面活性剂的另一个特点是形成胶团。

（三）发展状况
分析工作者根据分析、分离方法的特定要求，不断设计合成新颖的表面活性剂，如聚合型表面活性剂、混合型表面活性剂等。

另外一些不常见的表面活性剂也开始应用于分析分离中，如毛地黄皂苷，为电中性手性表面活性剂又如胆汁酸盐、碳氟表面活性剂等。

表面活性剂与其它增效试剂混用，增效作用更显著，表面活性剂在分析化学中的应用面在不断扩大，现已广泛应用于分析化学的各个分支。

二、表面活性剂在光度分析中的应用
（一）增溶作用
一些不溶于水中的有色二元螯合物通常必须用有机溶剂萃取方可进行光度分析，后来发现在表面活性剂存在时，可使原来不溶于水的螯合物如mpan螯合物（m为pb、cu、mn、ni、zn）成为水溶性，得以直接水相光度测定，无需溶剂萃取，避免了二次污染。

余萍等报道了在线流动注射离子交换树脂分离富集的光度法测定微
量铜。

利用乳化剂op起增溶作用。

吴和舟等报道了以triton x一100为增溶剂，在过硫酸钾氧化维多利亚蓝溶液于620mm处催化光度法测定银。

候明等报道了ctmab 与cpb存在下，水杨基荧光酮与锑的显色反应是迄今测定锑的增溶光度法中灵敏度最高的方法。

仇必茂等报道了在triton x一100
增溶下，将5一硝基水杨基荧光酮与锗的灵敏反应用于放射性核素锗的生产流程研究中，结果满意。

邱澄铨等报道了在ctmab存在下，5一br一水杨基荧光酮用水相直接测定人参、当归等药材中微量锗。

（二）增敏作用
1.离子型表面活性剂的增敏行为。

有关离子型表现活性剂的增敏机理，探讨最多的是阳离子表面活性剂。

西田宏的“拟均相萃取模型”把胶束增敏现象单纯地归于高次配合物的形成，因增加了显色分子的有效截面积从而提高了灵敏度。

小原人司提出“电荷胶束模型”认为阳离子表面活性剂兼具浓缩效应和电荷效应，配位体在胶束界面的吸着、浓缩与胶束增溶等和电荷集合体的电荷作用在一起参与并促进了高次配合物形成，从而引起增敏作用。

郑用熙的“双区作用”观点认为表面活性剂的单分子对显色反应也能起增敏作用。

单分子作用区和胶束作用区均可用于光度分析。

还配位体一配位体相互作用理论和慈云祥的“协同微扰增敏机理”从结构化学的角度来解释增敏机理较为全面。

以上提法各有优缺点，增敏机理还有待深入研究。

尽管增敏机理尚无定论，但其在实践方面早已被广泛应用。

张文德等报道了“二溴羟基苯基荧光酮新显色剂测定微量锗”，加入ctmab生成的胶束，最大吸收波长红移△∈%d=51nm，∈%g=1.4x105。

陈立富等报道了以ctmab为增溶、增敏剂，水杨基荧光酮为显色剂，双波长测定锗的方法。

周华方等合成并研究了两种噻唑偶氮三酚类显色剂的分析性能，发现阳离子表面活性剂能增敏它们与mn（vi）、w（v1）、ti（vi）等显色反应。

对于阴离子表面活性剂的增敏机理研究和实际运用均较少，但也有报道。

例如某些金属离子与偶氨吡啶染料的显色反应，如有阴
离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（s d s）存在，得到很好的增敏效果。

两性表面活性十二烷基二甲基氨基乙酸和十二烷基聚氧乙烯基氨基乙酸也已被用于胶束增溶、增敏光度法中，如c a s为显色剂测定铝、铍、镓、钪、锆等获得满意效果。

测定条件ph都较低，此情况下两性表面活性剂以阳离子形式存在，其作用如阳离子表面活性剂。

2.非离子表面活性剂的增敏行为。

对于非离子型表面活性剂的增敏机理也存在不少论点。

配位体一配位体相互作用理论认为是显色剂中的羧基氢原子或羟基氢原子与非离子表面活性剂分子的醚
氧形成氢键，显色剂的另一端与金属离子成键，导致更大范围的∈%i电子跃迁，给电子和吸电子基相结合，导致吸收峰明显红移，摩尔吸光系数显著增大。

cabbhh等提出胶束“催化”场模型，认为非离子表面活性胶束的作用，不仅可以改变有机显色剂的离解平衡，而且还可能改变金属离子存在的状态，从而促进高次配合物的形成。

另外还有人提出非离子表面活性剂能使显色剂起显色反应的异构体稳定化，从而敏化显色反应。

非离子表面活性剂作为增敏剂在光度分析中的应用是很多的。

3.混合表面活性剂的增敏行为。

混合表面活性剂的增敏机理可初步认为混合胶束的微环境与单独组分表面活性剂胶束的微环境
不同，产生协同增敏作用。

另外两种表面活性剂对显色体系电子云的协同微扰作用，也是产生协同增敏作用的重要原因，不过两种表面活性剂混合使用时，其选择原则不能盲目混用。

（三）增稳作用
表面活性剂除了具有增溶、增敏作用外，还有显著的增稳作用，往往三方面同时发挥作用。

re一漂蓝6b-ctmab三元缔合物的稳定性比不加表面活性剂二元配合物稳定性提高100倍。

碱性染料及其缔合物往往由于增水性的有色质点逐渐凝聚而使显色体系不稳定，加入适当的表面活性剂使它们“增溶”或“保护”于胶束中以增加其稳定性，这方面使用的表面活性剂以聚乙烯醇、吸胶、阿拉伯树胶等特殊表面活性剂为最多。

（四）褪色作用
如果溶液中加入过多的表面活性剂，溶液中的胶束量大大增加，则胶束界面上的显色剂浓度减小，有一些有色配合物被离解，即产生了褪色现象，在光度分析中可利用表面活性剂的褪色功能提高显色反应的选择性。

如对m2+一二甲苯胺盐一ctmab体系的研究，发现过量的ctmab可能破坏ca2+、sr2+、ba2+与二甲苯胺盐的配合物，而mg的配合物不被破坏，因而提高了测镁的选择性。

又如
re-cas-cpb三元胶束配合物只有在cpb适量时才稳定。

超过一定量时，则胶束配合物褪色，而同样条件下sc3+一cas-cpb配合物颜色不变，这就可能在稀土元素存在下，用cas-cpb体系光度法测定
sc3+，而稀土元素不干扰。

综上所述，近年来表面活性剂在光度分析中应用方面的研究相当活跃，理论方面的研究也有很大进展，均取得了令人欣喜的成绩，表面活性剂在光度分析及至分析化学各个领域中，还有许多工作要
做，相信会取得更大成绩。