无机显色剂

化学物术语

与被测组成分化合成有色物质的试剂称为显色剂。许多无机试剂能与金属离子起显色反应，如Cu2+与氨水形成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+，SCN-与Fe3+形成红色的配合物Fe(SCN)3或[FeSCN]2+等。无机显色剂与金属离子生成的化合物不够稳定，灵敏度和选择性也不高，所以应用不是很广泛。

显色剂的要求

在吸光光度分析时，不是所有的待测物质都具备颜色，对于无色的物质，可加入显色剂使其变成有色物质，然后进行测定。被测物质在某一试剂的作用下，生成有色化合物(或络合物)或使试剂颜色变化的反应，称为显色反应，而这类试剂就叫显色剂。对于显色反应，一般应满足以下条件：

1)灵敏度高。吸光光度法通常用于测量微量组分，所以灵敏度高的显色反应更为有利。灵敏度的高低，可从摩尔吸光系数(ε)的高低来判断。ε越大，灵敏度越高。但对于高含量的组分测定，则不一定要选择灵敏度高的显色反应。

2)选择性好。一种显色剂最好只和一种被测组分发生显色反应，以减少干扰。或产生的干扰离子容易被消除，再或者产生的干扰离子与生成的有色化合物的最大吸收波长相隔较远。

3)生成的有色化合物性质稳定。生成的有色化合物不易受外界环境的影响，如在日光照射条件下不发生变化、不与空气中的O2和CO2反应等。

4)有色化合物与显色剂之间色差要大。这样显色时变化鲜明，试剂空白一般较小，可提高测定的准确度。一般要求有色化合物与显色剂的最大吸收波长之差在60nm以上。

对显色反应的影响

1)显色剂的用量。吸光光度分析中，为使显色反应尽量反应完全，加入的显色剂常常需要过量。但过量太多的显色剂容易引起副反应，影响测定结果。同时，不少显色剂本身具有颜色，过量太多会使空白增高。所以，显色剂的适宜用量，要通过实验来确定，实验方法是在几个相同组分中加入不同量的显色剂，分别测定其吸光度，绘制吸光度与显色剂用量的关系曲线，在曲线的平坦处选取一个适当的显色剂用量(稍稍过量)。

2)溶液的酸度。溶液的酸度对显色反应的影响很大，这是由于它可以直接影响金属离子和显色剂的存在以及所形成的有色络合物的组成和稳定性。溶液酸度的影响主要体现：对显色剂本身颜色的影响；对显色剂浓度的影响；对金属离子价态的影响；对络合物组成的影响。

3)显色温度。显色反应一般在室温下进行，但也有反应需要加热至一定温度才能进行。在温度较高时，有色物质又容易分解。为此，不同显色反应需要通过实验找出适宜的温度。

4)显色时间。大多数显色反应需要经过一定的时间才能反应完全，其时间的长短又与温度有关。例如硅钼蓝法测硅，在室温下需要10min以上，而在沸水浴中只需30s。有的有色物质生成后．性质相当稳定，这类反应的测定时问比较宽松；而有的有色物质生成后，久置可能发生变化．就需要在显色后尽快测定完毕。

5)溶剂的影响。有机溶剂能降低有色络合物的离解度，从而提高显色反应的灵敏度。同时有机溶剂还能溶液中显色需要几个小时，加入丙酮后只需30min。

对显色剂中其他离子的消除

(1)影响

溶液中干扰离子的存在对吸光光度法测定的影响主要有：

①干扰离子本身有颜色，影响测定。例如Cu2+显蓝色、Co2+显红色、Fe3+显黄色。

②干扰离子与显色剂生成有色络合物，使测定结果偏高。例如用H2O2测定Ti4+时，Mo6+、Ce4+等与H2O2，同样能形成黄色络合物，从而干扰实验结果。

③干扰离子与显色剂生成无色络合物，消耗显色试剂而使被测离子与显色剂反应不完全。例如用水杨酸测Fe3+时，Al3+、Cu2+离子就会产生此类影响。

④干扰离子与被测离子形成离解度小的化合物。例如用SCN-测定Fe3+时，由于F-的存在，能与Fe3+形成[FeF6]3-，从而影响测定结果。

⑤干扰离子具有强氧化性或还原性时，易破坏显色剂。例如Mn7+、V5+存在时，能破坏偶氮胂Ⅲ，影响显色。

(2)消除方法

消除干扰的方法，主要有以下几种：

①控制溶液的酸度。许多显色剂是有机弱酸，控制溶液的酸度就可以控制显色剂的浓度，使某种金属离子显色，而使其余一些金属离子不能生成有色络合物。例如以水杨酸测定Fe3+时，Cu2+也能形成黄色络合物。但两种络合物的离解常数不一样，当溶液pH=2.5时，Cu2+不能与水杨酸生成络合物，而Fe3+则能完全形成有色络合物。

②加入掩蔽剂。在显色试剂中加入一种能与干扰离子反应，生成无色络合物的试剂，也是消除干扰的常见办法。例如，用硫氰酸盐测定Co2+时，Fe3+会产生干扰，可加入氟化物，使Fe3+形成无色的[FeF6]3-，即可消除干扰。此外，还可利用氧化还原反应，改变干扰离子的价态，从而消除干扰。例如用硫氰酸盐测定钼，加入还原剂，将产生干扰的Fe3+还原为Fe2+，Fe2+不能与SCN-发生显色反应。这样就能去除Fe3+干扰。

③分离干扰离子。在没有合适的掩蔽试剂时，可采用沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法等分离方法去除干扰离子。

④利用参比溶液。某些干扰离子带来的影响，可用参比溶液抵消。例如用铬天青S测定Al3+时，Ni2+、Cr3+会对测定形成干扰。为此，可取部分溶液加入少量氟化铵，与Al3+生成AIF63-以此作为参比溶液进行测定，从而消除干扰。

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