显色反应及其显色条件的选择（一）

在进行光度分析时，首先要利用显色反应把待测组分变成有色化合物，然后再进行比色或光度测定。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。在光度分析中选择合适的显色反应，并严格控制反应条件，是十分重要的。

1、吸光光度法对显色反应的要求

显色反应主要有配位反应和氧化还原反应两类，配位反．应是最主要的显色反应。对于显色反应一般应满足下列要求：

(1)灵敏度高

光度法一般用于微量组分的测定，因此，显色反应的灵敏度要高，而摩尔吸光系数ε的大小是显色反应灵敏度高低的重要标志，因此应选择有色化合物ε较大的显色反应，ε一般应有104～105数量级。

(2)选择性好

选择性好指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的称为特效的(专属)显色剂，实际上这种特效显色剂为数极少，但针对具体的试样，在严格控制条件下，某些选择性反应可能成为特效反应。需要指出的是，在满足测定灵敏度的前提下，选择性的好坏常成为选择显色反应的重要依据。如，Fe(Ⅱ)与1，10-邻二氮菲在pH=2～9的水溶液中生成橙红色配合物的反应，虽然灵敏度不是特别高(ε510=1.1×104)，但由于选择性好，在实际工作中仍经常被采用。

(3)显色剂在测定波长处无明显吸收

对比度△λ(有色物质的最大吸收波长与显色剂本身的最大吸收波长的差值)一般要求在60nm以上。试剂的空白值小，可以提高测定准确度。

(4)有色配合物的组成要恒定，化学性质稳定这样可以保证至少在测定过程中吸光度基本不变，有较好的重现性，结果才准确。

(5)显色反应的条件要容易控制如果反应条件过于严格难于控制，则测定结果的精密度和准确度均较差。因此，在选择显色反应时，应结合试样具体情况，综合考虑上述因素，选择适当的显色反应体系。

2、显色条件的选择

事实上能完全满足上述要求的显色反应是很少的，因此，当显色反应初步确定之后，要适当地选择显色条件，以满足光度分析的要求。影响显色反应的因素主要有以下几种。

3、溶液的酸度

酸度对显色反应的影响很大，主要表现为以下几点。

(1)对显色剂颜色的影响

不少有机显色剂本身就是酸碱指示剂，在不同的酸度下具有不同的颜色，产生不同的吸收。要选择合适的pH值以使显色剂不干扰测定。

(2)对显色反应的影响

由于大多数有机显色剂是弱酸(或碱)，具有酸碱的性质，显然，溶液酸度的变化，将影响显色剂的平衡浓度，并影响显色反应的完全程度。在水溶液中，除了显色反应外，还有副反应存在，其平衡关系表示如下：

酸度改变，将引起平衡的移动，使配位基团(R-)浓度变化，从而影响有色物质的浓度，甚至改变溶液的颜色。例如，Fe(Ⅲ)与磺基水杨酸(用SS表示)的反应，当pH为1.8～2.5时，可生成紫红色的[Fe(SS)]+；当pH为4～8时，生成橙红色的［Fe(SS)2]+；当pH为8～11.5时，生成黄色的[Fe(SS)3]3+；当pH＞12时，将生成Fe(OH)3沉淀而影响有色配合物的生成。

(3)对被测金属离子的存在状态的影响

大多数高氧化值金属离子如Fe3+、A14+、Th4+、Bi3+等很容易水解。当溶液的酸度降低时，它们在水溶液中除了以简单的金属离子形式存在外，还可能形成一系列羟基或多核羟基配离子。酸度更低时，可能进一步水解生成碱式盐或氢氧化物沉淀，从而降低金属离子的浓度，影响测定。

显色反应的适宜酸度，通常通过实验来确定。具体方法是将待测组分的浓度及显色剂的浓度固定，仅改变溶液的pH，分别测定溶液的吸光度A。以pH为横坐标，吸光度A为纵坐标，得到pH-A关系曲线，称为酸度曲线。如，在测定铟时，用3，5-二溴水杨基荧光酮-铟-溴化三甲基十六烷基铵三元配合物显色体系，选用六亚甲基四胺-HCl缓冲溶液控制pH，使酸度稳定在合适范围，绘得如图8-6所示的酸度曲线。在曲线上选择较为平坦的区间，即选择4.8～6.0的pH为测定范围，一般选择中间部分pH=5.5为宜。

4、显色剂用量

显色反应一般可用下式表示：

M(被测组分)+R(显色剂)=MR(有色配合物)

根据溶液平衡原理，若显色剂越多，则平衡向右移动，有利于被测组分形成有色化合物。但过量显色剂的加入，有时会引起副反应的发生，干扰测定。此外，不少显色剂本身带有颜色，显色剂浓度过高，使空白值增大。因此显色剂加入过多是不适宜的。在实际应用中，将待测组分的浓度及其他条件固定，然后加入不同量的显色剂，测定其吸光度，绘制吸光度与显色剂用量的关系曲线，根据实验结果来确定显色剂的用量。

参考资料：分析化学