9-3显色与测量条件的选择
一 显色反应的选择
*灵敏度高,一般 ε >104
*选择性好,显色剂仅与被测离子发生显色反应,
*显色剂在测定波长处无明显吸收。
对照性好,?λ max>60 nm,
*反应生成的有色化合物 组成恒定，稳定 。
*显色条件易于控制,重现性好 。
二,显色剂
无机显色剂,硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。
有机显色剂,种类繁多
（ 1） 偶氮类显色剂, 本身是有色物质，生成配合物后，
颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、
选择性好、对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂 Ⅲ, PAR
等 。
（ 2） 三苯甲烷类, 铬天青 S、二甲酚橙等
三,氧化还原显色反应
某些元素的氧化态，如 Mn2+,Cr6+在紫外或可见光区能
强烈吸收，可利用氧化还原反应对待测离子进行显色后测定。
例如：钢中微量锰的测定,Mn2＋ 不能直接进行光度测定
将 Mn2＋ 氧化成紫红色的 MnO4-后, 在 525 nm处进行测定。
2 Mn2＋ ＋ 5 S2O82-＋ 8 H2O =2 MnO4- + 10 SO42-＋ 16H+
四,显色反应条件的选择
1.显色剂用量
吸光度 A与显色剂用量 CR
的关系会出现如图所示的几种
情况。选择曲线变化平坦处。
2.反应体系的酸度
在相同实验条件下，分别测定不同 pH值条件
下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且
恒定的平坦区所对应的 pH范围。
3.显色时间与温度
实验确定
4.溶剂
一般尽量采用水相测定，
五,共存离子干扰的消除
1.加入掩蔽剂
选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待测组分反应；掩
蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分
的测定。 例：测定 Ti4＋, 可加入 H3PO4掩蔽剂使 Fe3+(黄色 )
成为 Fe(PO４ )23-(无色 )，消除 Fe3+的干扰；又如用铬天菁 S
光度法测定 Al3+时，加入抗坏血酸作掩蔽剂将 Fe3+还原为
Fe2+,消除 Fe3+的干扰。
2.选择适当的显色反应条件,如酸度、溶剂等 。
3.分离干扰离子：
六,测定条件的选择
1.选择适当的入射波长
一般应该选择 λ max为入射光波长。这样可以提高分析
结果的准确度和灵敏度。
如果 λ max处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度
稍低但能避免干扰的入射光波长。
2.选择合适的参比溶液
? 为什么需要使用参比溶液？
测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。
? 参比溶液的选择一般遵循以下原则：
⑴ 若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，
其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水 )作参比溶液；
⑵ 若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试
液本身无吸收，用, 试剂空白, (不加试样溶液 )作参比溶液；
? ⑶ 若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收
，则可用, 试样空白, (不加显色剂 )作参比溶液；
⑷ 若显色剂, 试液中其它组分在测量波长处有吸收, 则
可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂,
作为参比溶液 。
3.控制适宜的吸光度（读数范围）
不同的透光度读数，产生的误差大小不同：
－ lgT=εbc
微分：－ dlgT＝－ 0.434dlnT = - 0.434T -1 dT =εb dc
两式相除得：
dc/c = （ 0.434 / TlgT ） dT
以有限值表示可得：
Δc/c =（ 0.434/TlgT） ΔT
浓度测量值的相对误差（ Δc/c） 不仅与仪器的透光度误
差 ΔT 有关，而且与其透光度读数 T 的值也有关。
是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？
最佳读数范围与最佳值
设,ΔT =1%,则可绘出溶液浓度相
对误差 Δc/c与其透光度 T 的关系曲线。如
图所示：
当,ΔT =1%,T 在 20%～ 65%之间时
，浓度相对误差较小,最佳读数范围 。
可求出浓度相对误差最小时的透光度 Tmin为：
Tmin＝ 36.8%,Amin＝ 0.434
用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在 T %=20～ 65% (
吸光度 A =0.70～ 0.20)。
七,提高光度测定灵敏度和选择性的途径
1.合成新的高灵敏度有机显色剂
2.采用分离富集和测定相结合
3.采用三元 (多元 )配合物显色体系
由一个中心金属离子与两种 (或两种以上 )不同配位体形成的配合
物，称为三元 (多元 )配合物。
多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，一方面是因为多元配合
物比其相应的二元配合物分子截面积更大；另一方面是因为第二或第
三配位体的引入，可能产生配位体之间、配位体与中心金属离子间的
协同作用，使共轭 π电子的流动性和电子跃迁几率增大。
三元配合物主要类型有：三元离子缔合物、三元混配配合物、三
元胶束 (增溶 )配合物。
一 显色反应的选择
*灵敏度高,一般 ε >104
*选择性好,显色剂仅与被测离子发生显色反应,
*显色剂在测定波长处无明显吸收。
对照性好,?λ max>60 nm,
*反应生成的有色化合物 组成恒定，稳定 。
*显色条件易于控制,重现性好 。
二,显色剂
无机显色剂,硫氰酸盐、钼酸铵、过氧化氢等几种。
有机显色剂,种类繁多
（ 1） 偶氮类显色剂, 本身是有色物质，生成配合物后，
颜色发生明显变化；具有性质稳定、显色反应灵敏度高、
选择性好、对比度大等优点，应用最广泛。偶氮胂 Ⅲ, PAR
等 。
（ 2） 三苯甲烷类, 铬天青 S、二甲酚橙等
三,氧化还原显色反应
某些元素的氧化态，如 Mn2+,Cr6+在紫外或可见光区能
强烈吸收，可利用氧化还原反应对待测离子进行显色后测定。
例如：钢中微量锰的测定,Mn2＋ 不能直接进行光度测定
将 Mn2＋ 氧化成紫红色的 MnO4-后, 在 525 nm处进行测定。
2 Mn2＋ ＋ 5 S2O82-＋ 8 H2O =2 MnO4- + 10 SO42-＋ 16H+
四,显色反应条件的选择
1.显色剂用量
吸光度 A与显色剂用量 CR
的关系会出现如图所示的几种
情况。选择曲线变化平坦处。
2.反应体系的酸度
在相同实验条件下，分别测定不同 pH值条件
下显色溶液的吸光度。选择曲线中吸光度较大且
恒定的平坦区所对应的 pH范围。
3.显色时间与温度
实验确定
4.溶剂
一般尽量采用水相测定，
五,共存离子干扰的消除
1.加入掩蔽剂
选择掩蔽剂的原则是：掩蔽剂不与待测组分反应；掩
蔽剂本身及掩蔽剂与干扰组分的反应产物不干扰待测组分
的测定。 例：测定 Ti4＋, 可加入 H3PO4掩蔽剂使 Fe3+(黄色 )
成为 Fe(PO４ )23-(无色 )，消除 Fe3+的干扰；又如用铬天菁 S
光度法测定 Al3+时，加入抗坏血酸作掩蔽剂将 Fe3+还原为
Fe2+,消除 Fe3+的干扰。
2.选择适当的显色反应条件,如酸度、溶剂等 。
3.分离干扰离子：
六,测定条件的选择
1.选择适当的入射波长
一般应该选择 λ max为入射光波长。这样可以提高分析
结果的准确度和灵敏度。
如果 λ max处有共存组分干扰时，则应考虑选择灵敏度
稍低但能避免干扰的入射光波长。
2.选择合适的参比溶液
? 为什么需要使用参比溶液？
测得的的吸光度真正反映待测溶液吸光强度。
? 参比溶液的选择一般遵循以下原则：
⑴ 若仅待测组分与显色剂反应产物在测定波长处有吸收，
其它所加试剂均无吸收，用纯溶剂（水 )作参比溶液；
⑵ 若显色剂或其它所加试剂在测定波长处略有吸收，而试
液本身无吸收，用, 试剂空白, (不加试样溶液 )作参比溶液；
? ⑶ 若待测试液在测定波长处有吸收，而显色剂等无吸收
，则可用, 试样空白, (不加显色剂 )作参比溶液；
⑷ 若显色剂, 试液中其它组分在测量波长处有吸收, 则
可在试液中加入适当掩蔽剂将待测组分掩蔽后再加显色剂,
作为参比溶液 。
3.控制适宜的吸光度（读数范围）
不同的透光度读数，产生的误差大小不同：
－ lgT=εbc
微分：－ dlgT＝－ 0.434dlnT = - 0.434T -1 dT =εb dc
两式相除得：
dc/c = （ 0.434 / TlgT ） dT
以有限值表示可得：
Δc/c =（ 0.434/TlgT） ΔT
浓度测量值的相对误差（ Δc/c） 不仅与仪器的透光度误
差 ΔT 有关，而且与其透光度读数 T 的值也有关。
是否存在最佳读数范围？何值时误差最小？
最佳读数范围与最佳值
设,ΔT =1%,则可绘出溶液浓度相
对误差 Δc/c与其透光度 T 的关系曲线。如
图所示：
当,ΔT =1%,T 在 20%～ 65%之间时
，浓度相对误差较小,最佳读数范围 。
可求出浓度相对误差最小时的透光度 Tmin为：
Tmin＝ 36.8%,Amin＝ 0.434
用仪器测定时应尽量使溶液透光度值在 T %=20～ 65% (
吸光度 A =0.70～ 0.20)。
七,提高光度测定灵敏度和选择性的途径
1.合成新的高灵敏度有机显色剂
2.采用分离富集和测定相结合
3.采用三元 (多元 )配合物显色体系
由一个中心金属离子与两种 (或两种以上 )不同配位体形成的配合
物，称为三元 (多元 )配合物。
多元配合物显色反应具有很高的灵敏度，一方面是因为多元配合
物比其相应的二元配合物分子截面积更大；另一方面是因为第二或第
三配位体的引入，可能产生配位体之间、配位体与中心金属离子间的
协同作用，使共轭 π电子的流动性和电子跃迁几率增大。
三元配合物主要类型有：三元离子缔合物、三元混配配合物、三
元胶束 (增溶 )配合物。
