可见分光光度法显色条件的选择
显色条件的选择
本章内容
第一节 吸光光度法的特点 第二节 吸光光度法的原理 第三节 显色反应和显色条件的选择
第四节 测量条件的选择
第五节 目测比色法和光度计的基本部件
第六节 吸光光度光法的应用
第一节 吸光光度法的特点
分光光度法的类型
红外吸收光谱法：吸收光波长范围2.51000 m ,
主要用于有机化合物结构鉴定。
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朗伯—比尔定律：一束平行单色光通过溶液时，溶 液的吸光度A与溶液 的浓度c 和液层厚度L成正比。
数学表达式：
A=KcL
K为常数，表示物质对光的吸收能力，与吸光物质 的本性，入射光的波长及温度等因素有关，与浓度c无 关，数值随c选择的单位变化。
3、吸光系数和摩尔吸光系数
（1）吸光系数a 当c用g/L表示，L用cm表示时，K用a表示，称为吸光 系数，单位为 L· g -1· cm-1 ，则： A=acL
显色反应主要有配位反应和氧化还原反应，其中绝大 多数是配位反应。
1、灵敏度高 选择 较大(104～105)的显色反应。避
免共存组分干扰。
2、选择性好 显色剂只与被测组分反应。 3、有色物组成固定 如：
Fe3+ + 磺基水杨酸 → 三磺基水杨酸铁(黄色)
（组成固定）
Fe3++ SCN - → FeSCN2+、 Fe(SCN)2 + ……
（组成不固定）
4、有色物稳定性高 其它离子干扰才小。如三
磺基水杨 酸铁的Kf =1042 , F- 、H3PO4 对它无干 扰。 5、显色过程易于控制 而且有色化合物与显 色剂之间的颜色差别应尽可能大。
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MR max
第四章 紫外可见分光光度法
瓶中，加蒸馏水至刻度后，摇匀。另称取同样重量
的B12标准品，用蒸馏水溶解后，稀释至1000ml，摇 匀。在361nm波长处，用1cm比色皿分别测得样品溶
液和标准品溶液的吸光度分别为0.512和0.518。求试
样中B12的百分含量。
解：已知 Ax =0.512 As =0.518 两溶液配制、稀释方
法一致
B12
Ax AS
100%
0.512 100% 0.518
98.8%
（3）标准曲线法
用标准曲线法测铁的
浓度为例：
①配一系列浓度的标准铁溶
液，依次测定吸光度
②作c-A图，即标准曲线
③将待测溶液吸光度AX代入
标准曲线，读出浓度
三磺基水杨酸合铁配合物波长420nm
2. 多组分的测定 当溶液内有两个及以上组分并需测得各自
（一）显色剂反应的要求 1. 显色反应灵敏度高 显色反应产物的ε愈大，灵敏度愈高； 2. 显色剂选择性高 显色剂应尽量只与待测组分反应，而不与溶 液中其他共存组分反应。
3.显色剂的对照性要高 显色剂的颜色应与显色反应产物的颜色
有较大区分，使实验结果更为准确； 4. 显色产物稳定
显色反应产物应有一定的稳定性。
显 色 剂 反的 选 择
件
显 色 条
应
剂 参 比 溶 液
参比溶液 试样平 剂品行 参参操 比比作 溶溶参 液液比
溶 液
一、仪器条件的选择
（一）测量波长 通常选择最强吸收峰的最大吸收波长λmax
为入射波长。在该波长处，吸收度大，灵敏度较
高。
如在该波长有干扰，可选次强吸收峰的最 大吸收波长λmax 为吸收波长
讨 论：
从吸收曲线可以得到什么？ 1. 同 一 浓 度 的 有 色 溶 液 对 不 同 波长的光有不同的吸光度; 2.对于同一有色溶液，相同的 入射光波长，浓度愈大，吸光 度也愈大； 3. 对于同一物质，不论浓度大 小如何，最大吸收峰所对应的 波长(最大吸收波长 λmax) 不变. 并且曲线的形状也完全相同。
第3章-紫外-可见分光光度法
第3章 紫外-可见分光光度法一、内容提要1、电子跃迁类型 σ→σ*跃迁、π→π*跃迁、n →π*跃迁、n →σ*跃迁、电荷迁移跃迁、配位场跃迁。
2、常用术语1）最大吸收波长：曲线上的峰(吸收峰)所对应的波长，以m ax λ表示。
2）最小吸收波长：曲线上的谷(吸收谷)所对应的波长，以m in λ表示。
3）肩峰：在吸收峰旁边存在一个曲折，对应的波长以sh λ表示。
4）末端吸收：在200nm 附近，吸收曲线呈现强吸收却不成峰形的部分。
5）生色团：分子中可以吸收光子而产生电子跃迁的原子基团。
有机化合物的生色团主要是含有π→π*或n →π*跃迁的基团（＞C ＝C ＜、＞C ＝O 、＞C ＝S 、—N ＝N —、—N ＝O 等）。
6）助色团：含有非键电子的杂原子饱和基团（如—OH 、—SH 、—OR 、—SR 、—NH 2、—Cl 、—Br 、—I 等），它们本身不能吸收波长大于200nm 的光，但当它们与生色团相连时，能使该生色团的吸收峰向长波长方向移动，并使吸收强度增强。
7）红移和蓝移：化合物常因结构的变化（发生共轭作用、引入助色团等）或溶剂的改变而导致吸收峰的最大吸收波长m ax λ发生移动。
m ax λ向长波长方向移动称为红移；m ax λ向短波长方向移动称为蓝移。
8）增色效应和减色效应：因化合物的结构改变或其他原因而导致吸收强度增强的现象称为增色效应，有时也称为浓色效应；反之，导致吸收强度减弱的现象称为减色效应，有时也称为淡色效应。
9）吸收带：不同类型的电子跃迁在紫外-可见光谱中呈现的不同特征的吸收峰。
10）强带和弱带：摩尔吸收系数大于104的吸收带为强带；摩尔吸收系数小于102的吸收带为弱带。
3、吸收带1）R 带：跃迁类型为n →π*，波长范围为250～500nm ，吸收强度ε<102。
溶剂极性增大时蓝移。
R 带是杂原子的不饱和基团（＞C ＝O 、－NO 、－NO 2、－N ＝N －等）的特征。
仪器分析：紫外-可见分光光度法-影响显色反应的因素与反应条件
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
测量条件的选择 Ａ的测定范围
当Ｔ％＝３６．８％即Ａ＝０．４３４时，△ｃ／ｃ最小
当Ｔ％在１５－６５％之间，即Ａ在０．２－０．８范围内，
△ｃ／ｃ较小
实际测定时，可通过控制溶液的ｃ及ｂ使得Ａ在０．２－０．８
仪器分析
目
录
Contents
1 2 3
紫外-可见分光光度法(三) 光度法分析中的显/褪 色反应
判断波长
光度法的运用
仪器分析
影响显色反应的因素与反应条件
紫外-可见分光光度法(三)
显色剂用量
参比溶液
溶液酸度
测定时波长
显色时间
பைடு நூலகம்
显色温度
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
影响显色反应的因素与反应条件
显色剂的用量
影响显色反应的因素与反应条件 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较大的时间进行。
溶剂：实验确定—选择合适的溶剂（多为有机溶剂），提高
反应的灵敏度及加快反应速度。
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
测量条件的选择 测量波长的选择—根据吸收光谱一般选择Ａｍａｘ测定，考虑 到此波长下灵敏度高、Ａ随波长变化小。若有干扰，根据 “
M + R ⇋ MR
合适的CR通过实验确定
仪器分析
紫外-可见分光光度法(三)
影响显色反应的因素与反应条件 显色时间： 各种显色反应的速度不同，反应完全所需时间不同；有些
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。
紫外可见分光光度法介绍
1.3.4 共存离子的干扰和消除方法
1. 干扰离子的影响 2. 共存离子本身具有颜色， 如Fe3+、Ni2+ 、 Co2+ 、 Cu2+ 、 Cr3+等的存在影响被测
离子的测定。 3. 共存离子与显色剂或被测组分反应，使显色剂或被测组分的浓度降低，妨碍显
色反应的完成，导致结果偏高。 4. 共存离子与显色剂反应生成有色化合物或沉淀，导致测量结果偏高。
A 2. 溶液酸度：通过实验确定合适A的酸度。
A
• 酸度不同，生成的配合物颜色不同
• 酸度过高，降低配合物的稳定性
• 酸度变化，显色剂的颜色可能发生变化。
• 酸度过低，破坏有色配合物。
3. 显色温度：不同的显色反应对温度要求不同，大多数在常温下进行。有些反应必 须在较高温度下进行。如硅钼蓝法测微量硅。
• 有机样品用有机溶剂溶解或抽提后，配成适于测定的浓度范围。
• 所用的溶剂应在测定波长下没有明显的吸收，挥发性小，不易燃，无毒性，价格便宜。
1.3.2 显色条件的选择
•许多物质本身无色或颜色很浅，对可见光不产生吸收或吸收不大，必须事先通过适当的化学处理， 使该物质转变成有色化合物，再进行光度测定。 •将待测组分转变成有色化合物的反应称为显色反应。 •与待测组分形成有色化合物的试剂称为显色剂。
5. 清洗吸收池
6. 关电
实验一、分光光度计的使用与光吸收曲线的绘制 • 仪器分析课件\实验一 分光光度计的使用.doc
1.3 可见分光光度法实验技术
1.3.1 样品的制备
•
光谱分析通常是在溶液中进行，固体样品要转变为溶液。如KMnO4水溶液
• 无机试样要转变为水溶液，不能溶于水的转变为酸溶液，或采用熔融法。如铜用稀硝酸 溶解。
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。
分光光度法的显色
（6）共存离子干扰 干扰组分有色或干扰组分与L生成有色络合物，产生正干扰，A值 增大；干扰组分与L或M生成无色络合物，则会使M或L浓度降低， 产生负干扰，A值减少。 *利用络和反应消除干扰。例如：使用EDTA—柠檬酸为掩蔽剂可掩 蔽铝，铋，镉，铬，钼，锑，锡，，钛，铀，钨，锌和锆等元素。 *选择掩蔽剂的几个经验规律： 根据“硬亲硬 ”、“软亲软”原则选择； 硬金属离子与硬配位体的络合物稳定性随金属离子电荷增多而提高， 软金属离子和配位体络合物稳定性时常与此相反； 配位体通过硫或氮与金属离子成键时，低价离子络合物比较稳定。 *可利用配位体缓冲作用提高掩蔽剂的选择掩蔽作用。 *混合掩蔽剂带有协同作用，因此常使用混合掩蔽剂。 *控制一定酸度使干扰组分不生色。 *选择适当的波长。 *选择适当的参比溶液。 *分离干扰离子。
用分光光度法测定时，为提高测定的灵敏度和选 择性，一般利用显色反应。选择适当的试剂与被 测离子反应生成有色化合物再进行测定是分光光 度法测定金属离子最常用的方法。所发生的反应 为显色反应，所选的试剂称为显色剂。 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+。 B 丁二酮肟 NN型螯合显色剂，用于测定Ni2+。 C 1，10-邻二氮菲 NN型螯合显色剂，测微量Fe2+。 D 二苯硫腙 含S显色剂，萃取光度测定Cu2+， Pb2+，Zn2+，Cd2+ Hg2+等。 E 偶氮胂Ⅲ(铀试剂Ⅲ) 偶氮类螯合剂，强酸性溶液 中测Th(Ⅳ),Zr(Ⅳ)，U(Ⅳ)等；在弱酸性溶液中测 稀土金属离子。 F 铬天青S 三苯甲烷类显色剂，测定Al3+。 G 结晶紫 三苯甲烷类碱性染料，测定Tl3+。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
可见分光光度法显色条件的选择
显色条件主要包括显色剂用量、酸度、显色温度、显色时间等，这些条件对分析结果有很大影响，因此必须通过实验认真选择这些条件。
1.显色剂用量显色剂的适宜用量一般是由实验确定的。
其方法是：在一系列含有相同浓度待测组分的溶液中加入不同量的显色剂，然后在相同条件下测量其吸光度。
选择吸光度稳定区域显色剂的用量作为实际分析时显色剂用量。
2.酸度
酸度对显色体系的影响主要表现在以下三个方面：
（1）对显色剂的影响。
许多显色剂都是有机酸（碱），介质酸度的变化将直接影响显色剂的离解程度和显色反应能否进行完全。
（2）对被测金属离子的影响。
当介质酸度降低时，许多金属离子会发生水解，形成各种型体的羟基配合物，甚至析出沉淀，使显色反应无法进行。
（3）对有色配合物的影响。
对于某些能形成逐级配合物的显色反应，产物的组成会随介质酸度的改变而不同。
由此可见，介质酸度是影响显色反应的重要因素。
显色反应的最佳酸度可通过实验确定。
其方法是固定溶液中被测离子和显色剂的浓度，改变溶液的酸度，测量各溶液的吸光度，绘制A-pH 曲线，从中找出最佳pH 范围。
3．显色温度
多数显色反应在室温下能迅速进行，但有些反应需适当提高温度。
例如，以硅钼蓝法测硅时，生成硅钼黄的反应在室温下需几十分钟才能完成，而在沸水浴中30s 即可完成。
对于某些显色反应，温度升高会降低有色配合物的稳定性。
例如钼的硫氰酸配合物，在15-20℃时可稳定40h，当温度超过40℃,12h 就完全褪色。