显色条件的确定.ppt

3 显色条件的确定,4 测量条件的选择,为什么显色？,官能团强吸收,直接测定,UV-VIS,官能团弱吸收,衍生化反应,UV-VIS,通常通过显色反应生成吸光系数大的有色物质进行测定，以提高灵敏度,1 显色反应,被测组分转变为有色化合物的反应,对显色反应的要求,选择性好，显色条件易于控制，重现性好；灵敏度高，一般10 4;生成的显色化合物稳定；显色化合物与显色剂的颜色差异大，显色剂在测定波长处无明显吸收,对照性好,max 60 nm,显色反应的类型,（1）氧化还原反应：如测水中的Mn2+，用过硫酸铵将Mn2+氧化为紫红色MnO4-，在波长525nm处有强吸收（2）络合反应：对无机阳离子的显色反应，如Fe2+与邻二氮菲的络合物在510nm处有强吸收,2 显色剂,无机显色剂：有机显色剂：形成的络合物稳定、选择性好，灵敏度高等，常用,有机显色剂,OO型：,ON型：,PAR,S型：,双硫腙，能与20多重金属离子形成有色鳌合物,NN型：,丁二酮肟,邻二氮菲,磺基水杨酸,3 显色条件的确定单因素试验法,CR,CR,1）显色剂用量（MAX CM、pH一定）,作 A CR 曲线，寻找适宜 CR 范围,一般选择线性范围内有最大吸光度、且显色剂用量最少的点。,在测定波长一定的条件下，影响显色反应的因素有：显色剂用量、pH、温度、反应时间、干扰组分等,酸度的影响,副反应,存在型体的变化,生成不同配比的络合物,2)显色反应酸度,反应的完成程度,pH38为适宜的酸度范围,邻二氮菲亚铁反应完全程度与pH的关系,固定CM、CR，作 A pH 曲线，寻找适宜 pH 范围。,3)显色温度及显色时间,(CM、CR、pH一定)作 A T 曲线，寻找适宜反应温度。,反应时间的选择:作 A t 曲线，寻找适宜反应时间。,4）溶剂的选择,测量波长应大于透明区波长,对溶剂的要求1.低极性 2.易溶解被测物3.稳定 4.在样品的吸收光谱区无明显吸收,常用溶剂的光学透明区,4 测量条件的选择,无干扰，选择,max,有干扰时,控制,A=0.15 1,T=70%10%,方法,1、非单色光影响小,2、灵敏度高,3)参比液的选择,原则：,扣除比色皿、样品基体（非待测组分）和显色剂的吸收,以显色反应为例进行讨论,M+R=M-R,max,试样 显色剂 溶剂 吸光物质 参比液组成,无吸收,无吸收,光学透明,溶剂,基体吸收,无吸收,吸收,不加显色剂的试液,无吸收,吸收,吸收,显色剂+溶剂,基体吸收,吸收,吸收,吸收,显色剂+试液+待测组分的掩蔽剂,若欲测 M-R 的吸收,max,A（样）=A（待测吸光物质）+A（干扰）+A（池）,A（参比）=A（干扰）+A（池）,例:邻二氮菲光度法测水中的 Fe，若显色剂及其他试剂有颜色，参比溶液为不含Fe的溶剂+所有试剂。若待测样品中有干扰组分与显色剂有反应,掩蔽干扰组分，参比溶液为待测样品+所有试剂+干扰组分掩蔽剂,参比溶液选择举例,5 测定中的干扰以及消除方法,1）控制溶液pH,2）加入掩蔽剂,3）改变干扰离子的价态,4）采用适当的光度测量条件和方法,5）选择适当分离方法消除干扰,1、绝对法：测定样品的吸光度，由A=c L求出c，但须知吸光系数、光程L2、标准对照法：在同样条件下分别测定标准溶液（浓度为已知c标）和样品溶液的吸光度，然后求出被测样品的浓度3、标准曲线法：校正4、回归分析法：在一定条件下，测定已知浓度的多个不同样品的吸光度，用最小二乘法拟合出线性方程，再测定未知样品的吸光度，利用拟合方程求出被测样品浓度5、解联立方程组：利用吸光度的加和性，求多组分的浓度6、双波长分光光度法：自学7、示差分光光度法：透光率调零和100%的方法不同用cs cx 的标准溶液调T=0%或用cs cx 的标准溶液调T=100%,6.4 吸光光谱法的定量方法,1 单组分的测定：标准曲线法,微量铁的测定,氨基酸的测定,邻二氮菲法,茚三酮法,蛋白质的测定,考马斯亮蓝法,总磷的测定,磷钼蓝法,营养盐的测定,.,定量校正目的：建立测定的分析信号与被分析物浓度之间的关系。一般用与被分析物质相同的标准试样进行校正。工作曲线法（外标法）：是一种最基本的方法。用分析物的纯样准确配置一系列已知浓度的标准试样，测得每一浓度对应的吸光度A后，以A对浓度C作图。A=Kc,A4,40,cx,标准曲线法的准确性与两个因素有关：（1）标准物浓度配制的准确性；（2）标准试样基体与样品基体的一致性。,0.0,5,20,A,A2,A3,A1,0.0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,30,Ax,浓度 c,Ax,标准加入法（增量法）能减少或消除基体效应的影响将已知量的标准试样加入到一定量的待测试样中，测得试样量和标准试样量的总响应值。具体做法：将一系列已知量待测物的标准样品分别加入到几等份的待测样品中，配制成浓度为(cx+0)，(cx+c1),(cx+c2),(cx+c3).，得到和待测样品有相同基体的标准系列(加标，spiking)；通过仪器分别测量以上系列的响应值S0，S1，S2，S3，S4；以标样浓度c对响应信号S作图，再将直线外推与浓度轴相交于一点(下图)，求得样品中待测物浓度cx。,2 多组分的测定,解联立方程法,根据吸光度加合性原则,解联立方程，可求得Cx,Cy,为物质的特征参数，可通过配制标准溶液测得。,天然水中Fe2+的测定废水中Cd2+测定：双硫腙比色法（max=518nm）水中微量酚的测定：4氨基安替比林分光光度法（max=510nm）水中氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮及总氮的测定,6.5 应用实例,绘制特征吸收曲线配制系列标准溶液0、C标1 C标2。，显色反应：Fe2+3phen=Fe(phen)2+3测量同一浓度标准溶液不同波长下的吸光度，每隔10nm测定一次，找出最大的吸收波长max(每变化波长，用空白溶液重新调零)（max=510nm）Fe2+的测定用1cm比色皿 在max=510nm下测定标准溶液的吸光度A标，绘制标准曲线A标 C标未知水样显色反应，测未知水样的A未，在该标准曲线上找出相应的C未,1 铁的测定,总铁的测定在水样中加NH2OHHCl（盐酸羟胺）或抗坏血酸还原Fe3+:重复Fe2+的测定步骤,测量范围：水中0.035.0mg/L的铁,干扰及消除,干扰：消除方法：强氧化剂、氰化物、亚硝酸盐、焦磷酸盐、偏聚磷酸盐及某些重金属离子经过加酸煮沸可将氰化物及亚硝酸盐除去，并使焦磷酸、偏聚磷酸盐转化为正磷酸盐以减轻干扰。加入盐酸羟胺则可消除强氧化剂的影响。邻菲啰啉能与某些金属离子形成有色络合物而干扰测定在乙酸-乙酸铵的缓冲溶液中，不大于铁浓度10倍的铜、锌、钴、铬及小于2mg/L的镍，不干扰测定；当浓度再高时，可加入过量邻菲啰啉显色剂予以消除。汞、镉、银等能与邻菲啰啉形成沉淀，若浓度低时，可加过量邻菲啰啉来消除；浓度高时，可将沉淀过滤除去。水样含有大量有机物或底色较深，可用不加邻菲啰啉的试液作参比，对水样的底色进行校正，或将水样蒸干、灰化后用酸重新溶解再测定。,2 水中含氮化合物的测定,1）氨氮 纳氏试剂光度法,注意事项：1）测定范围0.0252mg/L；2）水中氨氮含量1mg/L直接用纳氏试剂测定,NH3 5mg/L时直接用酸碱滴定测定,蒸馏-滴定法,适合于氨氮浓度较高的水样，方法检出下限为0.2 mg/L。先用蒸馏法将氨蒸出，吸收于硼酸溶液中，再用酸标准溶液滴定馏出液中的铵,电极法,是利用氨气敏复合电极进行氨氮的定量测试，该法不受水样颜色和浊度的干扰，水样不必进行预处理，测定范围为0.03-1400 mg/L。,N(1-萘基)乙二胺比色法,在酸性溶液中，NO2与对氨基苯磺酰胺生成重氮盐：重氮盐与N-（1-萘基）-乙二胺偶联生成红色染料：（红色染料）（max=540nm）,2）亚硝酸盐氮：N(1-萘基)乙二胺比色法（GB 13580.7-92）、萘胺比色法（GB 13589.5-92）和分光光度法（GB 7493-87）、离子色谱法等。,3）硝酸盐氮,硝酸盐氮的测定方法主要有酚二磺酸光度法（GB 740-87）、镉柱还原法、紫外分光光度法、离子色谱法和电极流动法等。,酚二磺酸光度法,黄色化合物（max=410nm）,紫外分光光度法,水样经预处理后，先在波长220 nm处测一次吸光度，此时，硝酸盐和溶解有机物均有吸收。再在波长275 nm处测一次吸光度，此时有机物有吸收而硝酸盐无吸收。根据两次吸光度值，引入吸光度的经验校正值A校，进行定量测定。经验校正值为：A校A2202A275 式中，A220 220 nm波长处测得的吸光度；A275 275 nm波长处测得的吸光度。,麝香草酚分光光度法,测量原理：硝酸盐和麝香草酚在浓硫酸溶液中形成硝基酚化合物，在碱性溶液中发生分子重排，生成黄色化合物，415nm下测定。,适用于低浓度水样中硝酸盐氮的测定，最低检测质量浓度为 0.12mg/L硝酸盐氮（以N计）。干扰与消除方法：亚硝酸盐对本规范呈正干扰，可用氨基磺酸铵除去；氯化物对本规范呈负干扰，可用硫酸银消除,4）凯氏氮,凯氏氮是指以凯氏（Kjeldahl）法测得的含氮量，包括氨氮和在此条件下能被转化为铵盐而测定的有机氮化合物。在测定凯氏氮和氨氮之后，其差值即为有机氮。生活污水和食品、生物制品和制革等工业废水中常含较多的有机氮化合物，并以蛋白质及其分解产物（多肽和氨基酸）为主。,凯氏氮的测定,硫酸消解后的水样在碱性条件下可蒸馏出氨，用硼酸溶液吸收。反应式为：,可根据水样的具体情况，选用纳氏试剂光度法或滴定法测定其含量。该法所测得的有机氮化合物为蛋白质、氨基酸、核酸、尿素等，不包括叠氮、联氮、偶氮、硝基氮等物质。若将水样先行蒸馏除去氨氮，再按凯氏法进行测定，可直接测得有机氮化合物,5）总氮,测试方法有过硫酸钾氧化紫外分光光度法（GB-）和加和法（凯氏氮、硝态氮）、仪器法等。,过硫酸钾氧化紫外分光光度法测定原理：在120124的碱性介质条件下，用过硫酸钾做氧化剂，不仅可以将水中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时可以将大部分有机氮化合物氧化为硝酸盐。然后用紫外分光光度法测定。该法主要适用于湖泊、水库、江河水中总氮的测定。其中总氮及各种形式氮的含量均以氮的mg/L计,P233：2、3、7、8、10,作 业,（1）分光光度法测定水质指标时为什么显色？（2）最大吸收波长如何确定？（3）为什么要用参比溶液调零点？（4）如何消除测定中的干扰因素？（5）吸收光谱法属于仪器分析法的范畴，它与容量分析法的本质区别是什么？（6）采用吸收光谱法测定水质指标的实验过程包括哪些？（7）定量校正的目的是什么？,思考题,作业：P233：2、3、7、8、10,