11-显色反应及影响因素讲解课件.ppt

1、课题名称课题名称1.1 显色反应课时课时2学时课型课型新授课授课班级授课班级12高工艺一班授课时间授课时间3.4教学目的教学目的1、显色反应及影响因素2、光度分析法的设计3、吸光光度法的误差教学重点教学重点分光光度法及比色法原理教学难点教学难点分光光度法原理教学内容分析教学内容分析及教学设计构及教学设计构想想分光光度法是仪器分析中最常见的方法。在日常生活中有颜色的溶液就有吸光性，通过吸光度的测量可以达到定性或定量的目的。教学方法教学方法讲授、讨论、指导阅读1.1 1.1 显显 色色 反反 应应1.1.1 显色反应及影响因素显色反应及影响因素1.1.2 光度分析法的设计光度分析法的设计1.1.3

2、 吸光光度法的误差吸光光度法的误差1.1.1 显色反应及影响因素显色反应及影响因素没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量生成有没有颜色的化合物，需要通过适当的反应定量生成有色化合物再测定色化合物再测定 显色反应显色反应1 1、显色反应、显色反应 显色反应的选择显色反应的选择A 选择性好，干扰少，或干扰容易消除;灵敏度高，有色物质的应大于104Lmol-1cm-1 。B 有色化合物的组成恒定，符合一定的化学式。C 有色化合物的化学性质稳定，至少保证在测量过程中溶液的吸光度基本恒定。这就要求有色化合物不容易受外界环境条件的影响。D 有色化合物与显色剂之间的颜色差别要大，即显色剂对光的吸收与配合物

3、的吸收有明显区别，要求两者的吸收峰波长之差(称为对比度)大于60 nm。2、显色剂、显色剂无机显色剂无机显色剂: :KSCN：测：测 Fe、Mo、W、Nb 等等钼酸铵：测钼酸铵：测 P、As 等等过氧化氢：测过氧化氢：测 Ti、V 等等无机显色剂不多，因为生成的配合物不稳定，无机显色剂不多，因为生成的配合物不稳定，灵敏度和选择性也不高。多用有机显色剂。灵敏度和选择性也不高。多用有机显色剂。有机显色剂：有机显色剂：分分子子结结构构含有含有生色团生色团( (即含不饱和键的基团即含不饱和键的基团) ) 如偶氮基，对醌基和羰基等如偶氮基，对醌基和羰基等含有含有助色团助色团( (含孤对电子的基团含孤对电

4、子的基团) ) 如氨基、羟基和卤代基等。如氨基、羟基和卤代基等。CH3CCCH3 HON NOH NNOHCOOHSO3HOO型：型：NNNOH OHON型型：PAR (4-(2-吡啶偶氨吡啶偶氨)- )-间苯二酚间苯二酚) ) NH NHNSNS型型：双硫腙双硫腙NN型：型：丁二丁二酮肟酮肟邻二邻二氮菲氮菲磺基水杨酸磺基水杨酸NNNNSO3HHO3SOHOHAsO H32H O As32偶氮类：偶氮胂偶氮类：偶氮胂III三苯甲烷类三苯甲烷类三苯甲烷酸性染料三苯甲烷酸性染料 铬天菁铬天菁S S OCH3COOHHOCClClSO3HCH3COOH三苯甲烷碱性染料三苯甲烷碱性染料 结晶紫结晶紫

5、CN(CH3)2(H3C)2NN(CH3)2邻菲罗啉类：邻菲罗啉类：新亚铜灵新亚铜灵 肟类：肟类：丁二肟丁二肟 CCCH3NNOHHOCH33、多元络合物、多元络合物混配化合物混配化合物V-PAR-H2O （吡啶偶氮间苯二酚） 离子缔合物离子缔合物 AuCl4-罗丹明B金属离子金属离子-配体配体-表面活性剂体系表面活性剂体系Mo-水杨基荧光酮-CTMAB (十六烷基甲基溴化铵) 磷酸盐磷酸盐或硅酸盐或硅酸盐或砷酸盐或砷酸盐+ 钼酸盐钼酸盐 （过量）（过量）杂多酸杂多酸阴离子阴离子(如如PMo12O403-12-磷钼酸阴离子磷钼酸阴离子) +还原剂还原剂如如SnCl2 磷钼蓝磷钼蓝 或硅钼蓝或硅

6、钼蓝 或砷钼蓝或砷钼蓝进行光度测定进行光度测定 适当酸度适当酸度副反应副反应M + nR = MRnOH-H+存在型体的变化存在型体的变化RH = R- + H+ 1 2生成不同配比的络合物生成不同配比的络合物紫红色紫红色橙色橙色黄色黄色4 影响因素影响因素a 溶液酸度（溶液酸度（pH值及缓冲溶液）值及缓冲溶液）酸度的选择酸度的选择pHlgMMRn以以作图作图 可得适宜可得适宜pH范围范围实际工作中，作实际工作中，作 A pH 曲曲线，寻找适宜线，寻找适宜 pH 范围。范围。ApH实际工作中，作实际工作中，作 A cR 曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜 cR 范范围。围。AcRb 显色剂的用量显色

7、剂的用量稍过量，处于平台区稍过量，处于平台区实际工作中，作实际工作中，作 A T 曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜 反应温度。反应温度。ATATATATATc 显色反应温度显色反应温度加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解加热可加快反应速度，导致显色剂或产物分解d 显色反应时间显色反应时间针对不同显色反应确定显示时间针对不同显色反应确定显示时间显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定；显色反应快且稳定；显色反应快但不稳定；显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定显色反应慢，稳定需时间；显色反应慢但不稳定e 溶剂溶剂 有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率有机溶剂，提高灵敏度、显色反应速率实际工作中，作

8、实际工作中，作 A A t t 曲线，寻找适宜曲线，寻找适宜 反应时间。反应时间。(1)(1)控制酸度法控制酸度法 测测Fe3: (控制控制pH)Fe3+, Cu2+FeSS （紫红紫红）Cu2+pH 2.5SSf 干扰离子干扰离子干扰消除办法（干扰消除办法（显色反应干扰的消除显色反应干扰的消除）：）：测测Co2(含含Fe3+) : (掩蔽法掩蔽法)Co2, Fe3+Co2+FeF63-Co(SCN)2 (蓝蓝)(1) NaFSCNCo2+Fe2+, Sn4+(2)Sn2+Co(SCN)2SCN(2)掩蔽剂掩蔽法掩蔽剂掩蔽法(3)氧化还原掩蔽法氧化还原掩蔽法( (改变价态改变价态) )(5)

9、选择适当的测定波长选择适当的测定波长(6) 增加显色剂用量增加显色剂用量(7) 分离分离(4)利用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰利用参比溶液消除显色剂和某些共存有色离子的干扰515655415500钍-偶氮砷III 钴-亚硝基红盐 AA络合物络合物络合物络合物试剂试剂试剂试剂1.1.2 光度分析法的设计光度分析法的设计1. 选择显色反应选择显色反应2. 选择显色剂选择显色剂3. 优化显色反应条件优化显色反应条件4. 选择检测波长选择检测波长5. 选择合适的浓度选择合适的浓度6. 选择参比溶液选择参比溶液7. 建立标准曲线建立标准曲线测量条件选择测量条件选择(1) (1) 测定波长选

10、择测定波长选择选择原则：选择原则：“吸收最大，干扰最小吸收最大，干扰最小”灵敏度选择性一般来说，选择一般来说，选择 max；如；如 max处有干扰，则选择无干处有干扰，则选择无干扰处的扰处的 进行测定进行测定(2) (2) 测定浓度控制测定浓度控制控制浓度控制浓度 吸光度吸光度A A：0.20.20.80.8减少测量误差减少测量误差(3) (3) 参比溶液选择参比溶液选择参比溶液：光度测量时参比溶液：光度测量时用来调节仪器的零点用来调节仪器的零点的一种溶液。的一种溶液。用途：用途：消除消除由于吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带由于吸收池壁及溶剂对入射光的反射和吸收带来的来的误差误差，并，并扣

11、除干扰扣除干扰的影响。如参比溶液选择不当，会的影响。如参比溶液选择不当，会使标准曲线不通过原点。使标准曲线不通过原点。试液试液显色剂显色剂参比溶液参比溶液无色无色无色无色蒸馏水蒸馏水有色有色 无色无色不加显色剂的试液不加显色剂的试液无色无色 有色有色试剂空白试剂空白有色有色 有色有色 试液试液+ +掩蔽剂掩蔽剂( (使试液无色使试液无色)+)+显色剂显色剂(4) 标准曲线制作标准曲线制作0123456780.000.050.100.150.200.250.300.35cA理论基础：朗伯理论基础：朗伯- -比尔定律比尔定律 相同条件下相同条件下测定不同浓度标准溶测定不同浓度标准溶液的吸光度液的吸

12、光度A AA Ac c 作图作图1.1.3 吸光光度法的误差吸光光度法的误差1、非单色光引起的偏移、非单色光引起的偏移2、物理化学因素：非均匀介质及化学反应、物理化学因素：非均匀介质及化学反应3、吸光度测量的误差、吸光度测量的误差4、显色反应的干扰、显色反应的干扰 对朗伯对朗伯-比尔定律的偏移比尔定律的偏移设入射光由设入射光由 1 和和 2 两种波长组成，溶液的吸光质点对两种波长组成，溶液的吸光质点对两种波长的光的吸收均遵从吸收定律两种波长的光的吸收均遵从吸收定律 1 bcIIA11011lgbcII110011 2 bcIIA 22022lgbcII210022复合光复合光 1 + 2时时

13、210201lgIIIIA bcbcIIII211010lg02010201 21bcA1或或bcA221bcA1或或bcA21 非单色光引起的偏移非单色光引起的偏移非均匀介质非均匀介质胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测吸光度增胶体，悬浮、乳浊等对光产生散射，使实测吸光度增加，导致线性关系上弯加，导致线性关系上弯化学反应化学反应离解、缔合、异构等离解、缔合、异构等如：离解如：离解 Cr2O72- + H2O-=2HCrO4 - =2H+2CrO42-Cr2O72- + H2O-=2HCrO4 - =2H+2CrO42- 异构异构 PARPAR的偶氮醌腙式的偶氮醌腙式 2 物理化学因素物理化

14、学因素吸光度标尺刻度不均匀吸光度标尺刻度不均匀3 吸光度测量的误差吸光度测量的误差A0.434 ，T36. 8% 时，测量的相对误差最小时，测量的相对误差最小A=0.20.8 T=1565%仪器测量误差仪器测量误差 仪器测量误差公式推导仪器测量误差公式推导TAlg又又Tln434.0TdTdA434. 0TTdTAdAlnTTdcdcETrln得得浓度测量的浓度测量的相对偏差相对偏差T lgT 最大时，即最大时，即(TlgT) = 0 时误差最小时误差最小, 算得算得 lgT= - 0.434 , T=36.8% , A = 0.434若测若测A时产生微小的绝对差时产生微小的绝对差dA，则相对

15、误差，则相对误差Er为：为：Er=dA/A； A=bc (1), 当当b一定时，两边微分得：一定时，两边微分得：dA=bdc (2) dc为测量浓度时的绝对误差，为测量浓度时的绝对误差， 二式相除：二式相除： dA/A=dc/c=Er 故故dc正比正比dA 最佳读数范围与最佳值最佳读数范围与最佳值 设：设：T =1%，则可绘出溶液浓度，则可绘出溶液浓度相对误差相对误差c/c与其透光度与其透光度T 的关系曲的关系曲线。如图所示：线。如图所示： 当：当：T =1%，T 在在20%65%之之间时，浓度相对误差较小，间时，浓度相对误差较小，最佳读数最佳读数范围。范围。 可求出浓度相对误差最小时的透光度可求出浓度相对误差最小时的透光度Tmin为：为： Tmin36.8%, Amin0.434 用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在T %=2065% (吸光度吸光度 A =0.700.20)。本节要点：本节要点：显色反应的基本要求显色反应的主要类型显色反应的主要影响因素及原理消除干扰显色反应的方法设计分光光度法需要考虑的条件选择参比溶液的原则吸光光度产生误差的原因课堂小结课堂小结本节课主要讲授了显色反应的要求类型及影响因素等。作业作业无作业情况作业情况教后记教后记本节引导学生了解仪器分析，循序渐进让大家了解分光光度法。