显色反应及其显色条件的选择（二）

显色剂用量对显色反应的影响是各种各样的，一般有三种可能出现的情况，如图8—7所示。其中(a)的曲线形状比较常见，当显色剂用量达到某一数值时，吸光度不再增大，出现XY平坦部分，这意味显色剂浓度已够，可在XY区间选择合适的显色剂用量。(b)与(a)不同之处是平坦较窄，在X’Y’这一段范围内，吸光度有稳定值，即当显色剂浓度继续增大时，吸光度反而下降。

(c)曲线表明，随着显色剂用量的增加，吸光度不断增大。对上述(b)、(c)两种情况，就必须严格控制显色剂的用量，才能得到准确的结果。

5、显色温度

一般情况下，显色反应是在室温下进行的。但有些显色反应需要加热至一定的温度才能完成。

6、显色时间

显色反应类型多样，有的瞬问完成，颜色很快达到稳定状态并在较长时间内保持不变；

有的显色反应虽能迅速完成，但有色配合物的颜色很快开始褪色；有些显色反应进行缓慢，溶液颜色需经一段时问后才稳定。因此，必须经实验来确定最合适测定的时问区间。测定方法是从向溶液中加入显色剂时开始计时，每隔一段时间测定溶液吸光度，作A-t曲线，曲线上平坦部分所对应的时间，即为测定吸光度的最佳显色时间。

7、溶剂和表面活性剂

有机溶剂可以降低有色化合物的解离度，从而提高测定的灵敏度；还可能提高显色反应的速率，影响有色配合物的溶解度和组成等。

表面活性剂通过形成胶束或者直接参与配合物的形成，可显著提高显色反应的灵敏度，增加有色化合物的溶解度和稳定性。有时利用表面活性剂的胶束增溶、增敏作用可形成摩尔吸光系数ε＞10。以上的超高灵敏度显色体系。

8、液中共存离子的影响

被测试液中往往存在多种离子，共存离子的存在对光度测定的影响大致有三种情况。

①共存离子本身有颜色，在被测物所选用的波长附近有明显的光吸收。

②共存离子能与显色剂生成有色化合物，使吸光度值增加，产生正干扰。

③共存离子与被测离子或显色剂形成更稳定的配合物，使显色反应不能进行完全，产生负干扰。

消除共存离子干扰的常用方法如下：

①控制溶液的酸度。主要是根据配合物稳定性的不同，利用控制溶液酸度的方法提高反应的选择性。

②加入适当的掩蔽剂，使干扰离子生成无色配合物或无色离子。如用NH4SCN显色剂测定C02+时，Fe3+的干扰可加入NH4F使之形成无色FeF63-而消除。

③利用氧化还原反应，改变干扰离子的氧化值。

④利用生成惰性配合物。例如钢铁中微量钴的测定，常用钴试剂为显色剂。钴试剂不仅与C02+有灵敏的反应，而且与Ni2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等都有反应。钴试剂与CO2+在弱酸性介质中一旦完成反应后，及时再用强酸酸化溶液，该配合物也不分解。而Ni2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+等与钴试剂形成的配合物在强酸介质中很快分解，从而消除了上述离子的干扰，提高了反应的选择性。

⑤选择适当的光度测量条件。

⑥采用适当的分离方法消除干扰。在不能掩蔽的情况下，可采用沉淀、离子交换、蒸馏、萃取等分离方法除去干扰离子。如使用萃取法可直接在有机相中显色，称萃取光度法。

此外，也可以选择适当的参比溶液以消除干扰；还可以利用双波长法、导数光谱法等新技术来消除干扰。

9、显色剂

显色剂主要有两类：无机显色剂和有机显色剂。无机显色剂与金属离子生成的配合物不够稳定，灵敏度和选择性也不高，在光度分析中应用不多。尚有实用价值的有：硫氰酸盐用于测定Fe3+、Mo(Ⅵ)、W(V)、Nb5+等；钼酸铵用于测定P、Si、W等，H2 02用于测定Ti4+、V5+等。

在吸光光度分析中应用较多的是有机显色剂。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物，而且具有特征的颜色，因此，其显色反应的选择性和灵敏度都较无机显色反应高。另外，不少螯合物易溶于有机溶剂，可以进行萃取比色，这对进一步提高灵敏度和选择性很有利。

有机显色剂及其产物的颜色与它们的分子结构有密切的关系。在有机化合物分子中，凡是包含有共轭双键的基团如：

一般都具有颜色，因此，称这些基团为生色团； 另外一些含有未共用电子对的基团如氨基一NH2、RHN一、R2N—、羟基一OH以及卤代基一F、一Cl、一Br、—I等，它们与生色基团上的不饱和键互相作用，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。

有机显色剂的种类极其繁多，主要分为三类：偶氮类，如偶氮胂Ⅲ、偶氮氯膦、PAR等；三苯甲烷类，如铬天青s、二甲酚橙、结晶紫等；其他型，如OO、NN、含S型等。

现简单介绍几种如下。

(1)偶氦胂Ⅲ(又称为铀试剂Ⅲ)

偶氮胂Ⅲ的结构式为：

在强酸性溶液中，与Th(Ⅳ)、Zr(Ⅳ)、U(Ⅳ)等生成特别稳定的有色配合物。在此酸度下金属离子的水解现象可不考虑，因而简化了操作手续，提高了测定结果的重现性和可靠性。目前偶氮胂Ⅲ已广泛用于矿石中铀、钍、锆以及钢铁和各种合金中稀土元素的测定。

参考资料：分析化学