紫外—可见光 分光光度法的显色

03081041 何洁丽

对紫外，可见光有吸收的物质有可能用紫外—分光光度法测定。

被测组分溶液有颜色是有可能用可见光分光光度法测定的必要条件。

物质会呈现特征的颜色，是由于它们对可见光中某些特定波长的光线选择吸收的缘故。

物质只能选择吸收能量相当于该分子振动能量变化△ E 振，转动能量△转以及电子运动能量变化△ E 电子之总和的辐射。

紫外与可见光吸收光谱类型 * ∏→ ∏* 跃迁； * n → ∏* 跃迁；* Ó → Ó* 跃迁；* n → Ó* 跃迁；* 电荷转移；* 配位体场跃迁；

发色团使物质具有颜色的基团称为发

色团。最有用的紫外—可见光谱是由

∏→ ∏ * ， n → ∏* 跃迁产生的。这两种跃迁均要求有机物分子中含有不饱和基团。这类含有∏键的不饱和基团称为发色团。简单的发色团由双键或三键体系组成，如；烯基，炔基，羰基，亚硝基，偶氮基— N=N— ，氰基— C≡N— 等。

 

助色团有些基团本身虽然不会使物

质具有颜色（不能吸收大于 200nm 的光），但它们与发色团相连时会发生n → ∏ 共轭作用，增大某一发色团的发色能力（吸收波长向长波方向移动，且吸收强度增加），这样的基团称为助色团。助色团通常是一些含有为共享n 电子对的氧原子，氮原子或卤素原子的基团（—OH 、— OR 、— NH2 、 —— NHR 、— X ）。

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( ),Zr( )Ⅳ 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+ 。

形成多元络合物

多元络合物是由三种或三种以上的组分所形成的络合物。目前应用较多的是由一种金属离子与两种配位体所组成的三元络合物。三元络合物在吸光光度分析中应用较普遍。三元混配络合物 金属离子与一种络合剂形成未饱和络合物，然后与另一种络合剂结合，形成三元混合配位络合物，简称三元混配络合物。例如， V(V)， H2O2和吡啶偶氮间苯二酚 (PAR)形成 1:1:1 的有色络合物，可用于钒的测定，其灵敏度高，选择性好

形成离子缔合物　　金属离子先与络合剂生成络阴离子或络阳离子，再与带反电荷的离子生成离子缔合物。主要用于萃取光度法。 如： Ag+ 与 1 ， 10- 邻二氮菲形成阳离子，再与溴邻苯三酚红的阴离子形成深蓝色的离子缔合物。用 F- 、 H2O2 、 EDTA 作掩蔽剂，可测定微量 Ag+ 。　　作为离子缔合物的阳离子，有碱性染料、 1 ， 10- 邻二氮菲及其衍生物、安替比林及其衍生物、氯化四苯砷 ( 或磷、锑 ) 等 ; 作为阴离子，有 X- ， SCN- ， ClO4

- ，无机杂多酸和某些酸性染料等。

形成金属离子 -络合剂 -表面活性剂体系 　　金属离子与显色剂反应时，加入某些表面活性剂，可以形成胶束化合物，它们的吸收峰向长波方向移动 ( 红移 ) ，而测定的灵敏度显著提高。目前，常用于这类反应的表面活性剂有溴化十六烷基吡啶、氯化十四烷基二甲基苄胺、氯化十六烷基三甲基铵、溴化十六烷基三甲基铵 、溴化羟基十二烷基三甲基铵、 OP乳化剂。例如，稀土元素、二甲酚橙及溴化十六烷基吡啶反应，生成三元络合物，在 pH 8~9 时呈蓝紫色，用于痕量稀土元素总量的测定。

杂多酸 　　溶液在酸性的条件下，过量的钼酸盐与磷酸盐、硅酸盐、砷酸盐等含氧的阴离子作用生成杂多酸，作为吸光光度法测定相应的磷、硅、砷等元素的基础。杂多酸法需要还原反应的酸度范围较窄，必须严格控制反应条件。很多还原剂都可应用于杂多酸法中。氯化亚锡及某些有机还原剂，例 1- 氨基 -2- 萘酚 -4-磺酸加亚硫酸盐和氢醌常用于磷的测定。硫酸肼在煮沸溶液中作砷钼酸盐和磷钼酸盐的还原剂。抗坏血酸也是较好的还原剂。

2 显色条件的选择　　实验条件包括 : 溶液酸度，显色剂用量，试剂加入顺序，显色时间，显色温度，有机络合物的稳定性及共存离子的干扰等。（ 1）溶液的酸度　　　　 M+HR===MR + H+

* 影响显色剂的平衡浓度和颜色* 影响被测金属离子的存在状态* 影响络合物的组成

控制溶液 PH值是试剂电离出的离子浓度在一定范围内，使主反应能定量进行或不显著进行。

pH 与吸光度关系曲线确定 pH范围 。

（ 2 ）显色剂用量 * 为使反应尽可能完全， 应加过量的显色剂。

* 对稳定性较高的络和物，只要加入稍过量的试剂就能定量进行。

* 对某些不稳定的或形成逐级络和物的反应，必须控制试剂的用量。

（ 3 ）温度 * 通过实验确定温度范围，

通常在室温下进行 .

(4) 时间 * 通过实验确定显色时间及测量吸光度时刻。

(5) 溶剂 * 一般螯合物在有机

溶剂中溶解度大，提高显色反应的灵敏度

（ 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。