显色反应的选择
显色反应可分为两大类,即络合反应和氧化还原反应,而络合反应是最主要的显色反应。同一种物质常可与多种显色剂反应,生成不同的有色物质,在分析时,究竟选用何种显色反应较适宜,应考虑以下因素:
1. 灵敏度高
光度法一般用于微量组分的测定,因此选择灵敏的显色反应是考虑的主要方面。
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,因此应选择生成的有色物质的ε值较大的显色反应。在通常情况下,当ε值为10^4~ 10^5时,可以认为该反应灵敏度较高。
2. 选择性好
选择性好是指显色剂仅与一种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者称为特效的(或专属的)显色剂。这种显色剂实际上是不存在的,但干扰较少或干扰易于除去的显色反应是可以找到的。
3. 对比度
显色剂在测定波长处无明显吸收,这样试剂空白值小,可以提高测定的准确度。通常把两种有色物质最大吸收波长之差称为“对比度”,一般要求显色剂与有色化合物的对比度△λ在60nm以上。
4. 反应生成物恒定
反应生成的有色化合物组成恒定,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上不变,否则将影响吸光度测定的准确度及再现性。
5. 易于控制显色反应的条件
如果条件要求过于苛刻,难以控制,就会影响测定结果的重现性。
分光光度法的误差来源于两方面:
一是,溶液的各种化学因素所引入的误差;
二是,仪器精度不够,测量不准所引入的误差。
一.仪器测量误差
任何的光度分析仪器都有一定的测量误差。对一给定的光度计来说,透光度与吸光度的读数误差是衡量测定结果准确度的主要因素。
对于一给定的光度计来说,透光度读数误差△T是一个常数,为0.01~0.02,但是当透光度不同时,同样大小的△T所弓|起的浓度误差△C是不同的。
透光度和浓度的关系如图所示。
当浓度很低时,△T>△C;
当浓度很高时,△T<△C;
在中间浓度范围,△T≈△C。
透光度T与吸光度A是对数关系。
同样大小的△T,在不同A值所引起的吸光度误差△A也是不同的,这可清楚地从图9-5吸光度与透光度关系标尺上看出,A值越大,△T引起的△A就越大。
上述△T、△A和△C都是绝对误差。但测定结果的准确度常用相对误差△C/C来表示。当被测物质浓度C很小或很大时,相对误差△C/C都较大,只有当被测物质浓度在适当范围内,吸光度A值也在一定范围内,由△T引起的相对误差△C/C才是比较小的。
因此,要选择合适的吸光度范围!!!
二、测量条件的选择
要使光度分析法有较高的准确度和灵敏度,除了要注意选择和控制适当的显色反应条件外,还应注意选择适当的光度测量条件。
1. 选择合适波长的入射光
为使测定结果有较高的灵敏度和准确度,必须选择试液吸收最大的波长作为入射光。
如有干扰时,可选用灵敏度稍低但能避免干扰的入射光。
2. 控制适当的读数范围
从仪器测量误差来考虑,为使测定结果有较高的准确度,一般吸光度在0.2~0.8之间。
为此应适当调节标准溶液和被测溶液的浓度,并选择适当厚度的比色皿,使吸光度处在适宜的范围之内。
3. 选择适当的参比溶液
参比溶液用于调节吸光度的零点(即T= 100%),可消除由比色皿壁及溶剂等对人射光的反射和吸收造成的误差。
如果样品溶液、试剂、显色剂均无色时,可用溶剂作参比溶液;
如果显色剂无色,样品溶液中其他离子有色时,应采用不加显色剂的样品溶液作参比溶液;
如果显色剂和试剂均有颜色时,可将一份试液加入适当掩蔽剂,将被测组分掩蔽起来,使之不再与显色剂作用,然后把显色剂、试剂均按操作手续加人,以此作参比溶液,这样可消除些共存组分的干扰。(色度补偿)
总之,要求参比溶液尽量使测得试液的吸光度能反映待测物质的浓度。
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