光度法顯色反應(yīng)條件和測(cè)量條件的選擇與影響有哪些?
一、影響顯色反應(yīng)的因素及反應(yīng)條件的選擇
(一)顯色反應(yīng)的選擇
1、選擇性好:干擾少或易排除;
2、靈敏度高(S):尤其是對(duì)低含量組分,一般選擇 e:104 ~ 105 L/mol·cm
3、有色化合物穩(wěn)定、組成恒定
4、有色化合物與顯色劑的顏色差別大
(二)影響顯色反應(yīng)的因素及反應(yīng)條件
1、顯色劑的用量
M + R ? MR
待測(cè)組分 顯色劑 有色化合物
在被測(cè)組分一定及其它實(shí)驗(yàn)條件不變的情況下,分別測(cè)得加入不同量顯色劑測(cè)得A值,作A-cR曲線,常見以下二種情況:
(a)
在 a 與 b之間任選一點(diǎn)
吸光度與顯色劑加入量的關(guān)系
(b)
嚴(yán)格控制CR
因此,合適的 cR 通過實(shí)驗(yàn)確定。
2、溶液的酸度
(1) 對(duì)金屬離子存在狀態(tài)的影響——防止水解,防止沉淀生成
(2) 對(duì)顯色劑濃度的影響 H2R ? 2H+ + R2-
(3) 對(duì)顯色劑顏色的影響
pKa pKa
H2R ? H+ + HR- ? 2H+ + R2-
6.9 12.4
黃 橙 紅
適宜的 pH 通過實(shí)驗(yàn)確定:做 A- pH 曲線(其它條件并不變),從中找出 A 較大且基本不變的某 pH 范圍。
3、顯色時(shí)間:各種顯色反應(yīng)得速度不同,反應(yīng)所需時(shí)間不同;有些有色化合物在一定的時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定。
選擇方法:作 A-t(min) 曲線,選擇在 A 較大且穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。
4、顯色溫度:顯色反應(yīng)一般在室溫下進(jìn)行,但反應(yīng)速度太慢或常溫下不易進(jìn)行的顯色反應(yīng)需要升溫或降溫。
選擇方法:作 A-T (℃)曲線,選擇在 A 較大的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。
5、溶劑:實(shí)驗(yàn)確定——選擇合適的溶劑(常為有機(jī)溶劑),提高反應(yīng)的靈敏度及加快反應(yīng)速度。
二、分光光度法測(cè)量誤差及實(shí)驗(yàn)條件的選擇
(一)測(cè)量誤差及 A 范圍的選擇
任何一臺(tái)分光光度計(jì)都有光度誤差 ?T%,但給定的一臺(tái)分光光度計(jì), ?T 基本上是一常數(shù),一般為 ±0.002 ~ ± 0.01,但在不同 T 時(shí)同樣的 ?T 對(duì)應(yīng)的 ?A 則不同,所以引起的?C/C (濃度的相對(duì)誤差)就不同。
由 L-B 定律得: (20)
將此式微分得:
濃度相對(duì)誤差為: (21)
設(shè) 當(dāng) ?T = ± 0.01時(shí) ,不同 T% 時(shí)所對(duì)應(yīng)的 ?c/c 可從相關(guān)表查得:
當(dāng) T% = 36.8% 即 A = 0.434時(shí), ?c/c 最??;
當(dāng) T% 在 15-65% 之間 即 A 在0.2 ~ 0.8范圍內(nèi),?c/c 較小。
實(shí)際測(cè)定時(shí):可通過控制溶液的 c 及 b 使 A 在 0.2 ~ 0.8 范圍內(nèi)。
(二)測(cè)量波長選擇
一般根據(jù)吸收光譜選擇 lmax 測(cè)定——靈敏度高、A 隨波長變化小若有干擾,根據(jù)“吸收大,干擾小”原則選擇l 。
如:3,3’-二氨基聯(lián)苯(DAB)和 Se 形成配合物 Se-DAB 的吸收波長在340nm波長處,DAB也有很強(qiáng)的吸收,在這種情況下,分析波長應(yīng)選用次大吸收波長420nm,否則測(cè)量誤差較大。
3、狹縫寬度
理論上,定性分析采用最小的狹縫寬度,在定量分析中,為避免狹縫太小,出射光太弱而引起信噪比降低,可以將狹縫開大一點(diǎn)。通過測(cè)定 A 隨狹縫寬度的變化規(guī)律,可選擇出合適的狹縫寬度。狹縫寬度在某個(gè)范圍內(nèi),A 值恒定,狹縫寬度增大至一定程度時(shí) A 減小,因此:合適的狹縫寬度是 在 吸光度不減小時(shí)的狹縫寬度。
(三)空白溶液的選擇
空白溶液是用來調(diào)節(jié)工作零點(diǎn) 即 A=0,T%= 的溶液,以消除溶液中其它基體組分以及吸收池和溶劑對(duì)入射光的反射和吸收所帶來的誤差。
根據(jù)情況不同,常用空白溶液有如下選擇:
1、溶劑空白:當(dāng)溶液中只有待測(cè)組分在測(cè)定波長下有吸收,而其它組分無吸收時(shí)
用純?nèi)軇┳骺瞻祝?/span>
2、試劑空白:如果顯色劑或其它試劑有吸收,而待測(cè)試樣溶液無吸收
則用不加待測(cè)組分的其它試劑作空白;
3、試樣空白:如果試樣基體有吸收,而顯色劑或其它試劑無吸收
則用不加顯色劑的試樣溶液作空白;
4、平行操作空白:用溶劑代替試樣溶液,以與試樣相同的分析步驟進(jìn)行平行操作,用所得的溶液作空白。
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