许多无机试剂能与金属离子起显色反应,如与氨水反应生成深蓝色的配离子,但多数无机显色剂的灵敏度和选择性都不高。其中性能较好。当有实用价值的无机显色剂列于表7-1:
下表为常用的无机显色剂
显色剂 |
反应类型 |
滴定元素 |
酸度 |
有色化合物组成 |
颜色 |
测定波长/nm |
硫氰酸盐 |
配位 |
Fe(Ⅲ) |
0.1~0.8 mol/L硝酸 |
Fe(SCN)52- |
红 |
480 |
硫氰酸盐 |
配位 |
Mo(Ⅵ) |
1.5~2mol/L硫酸 |
MoO(SCN)5- |
橙 |
460 |
硫氰酸盐 |
配位 |
W(Ⅴ) |
同上 |
WO(SCN)4- |
黄 |
405 |
硫氰酸盐 |
配位 |
Nb(Ⅴ) |
3~4mol/L盐酸 |
NbO(SCN)4- |
黄 |
420 |
钼酸铵 |
杂多酸 |
Si |
0.15~0.3mol/L硫酸 |
H4SiO4. |
蓝 |
670~820 |
钼酸铵 |
杂多酸 |
P |
0.5mol/L硫酸 |
蓝 |
670~830 |
|
钼酸铵 |
杂多酸 |
V(Ⅴ) |
1mol/L硝酸 |
P2O5.V2O5.22MoO3.nH3O |
黄 |
420 |
钼酸铵 |
杂多酸 |
W |
4~6mol/L盐酸 |
H3PO4.10WO3.W2O5 |
蓝 |
660 |
氨水 |
配位 |
Cu(Ⅱ) |
浓氨水 |
四氨合铜离子 |
蓝 |
620 |
氨水 |
配位 |
Co(Ⅲ) |
浓氨水 |
Co(NH3)53 |
红 |
500 |
氨水 |
配位 |
Ni |
浓氨水 |
Ni(NH3)62 |
紫 |
580 |
过氧化氢 |
配位 |
Ti(Ⅳ) |
1~2mol/L硫酸 |
TiO(H2O2)2 |
黄 |
420 |
过氧化氢 |
配位 |
V(Ⅴ) |
0.5~3mol/L硫酸 |
VO(H2O2)3 |
红橙 |
400~450 |
过氧化氢 |
配位 |
Nb |
18mol/L硫酸 |
Nb2O3(SO4)2.(H2O2)2 |
黄 |
365 |
大多数有机显色剂常与金属生成稳定螯合物,有机显色剂中一般都含有生色团和助色团。有机化合物中的不饱和键基团能吸收波长大于200nm的光。这种基团称为广义的生色团。例如偶氮基(- N=N-),醌基等。某些会有环对电子的基团,它们与生色团上的不饱和键相互作用,可以影响有机化合物对光的吸收,使颜色加深。这些基团称为助色团。例如:胺基(-NH2),羟基(-OH)等,以及卤代基(X-)等,它们能与生色团上的不饱和键相互作用,引起永久性的电荷移动,从而减小了分子的激化能,促使试剂对光的最大吸收向长波方向移动。所以这些基团称为助色团。有机显色剂是一般分析工作中常用的显色剂,它能与金属离子生成螯合物。具有以下优点:
⑴颜色鲜明。一般ε>104,灵敏度高。
⑵稳定,离解常数小。
⑶选择性高,专属性强。
⑷可被有机溶剂萃取,广泛应用于萃取光度法。
有机显色剂种类很多,简单介绍几种:
⑴邻二氮菲
属于NN型螯合显色剂,是目前测定微量的较好显色剂。显色灵敏度高,ε=1.1*104,λmax=508nm可直接测定Fe2 。反应是特效的,适用还原剂(如盐酸羟氨)将Fe3 还原为Fe2 ,然后控制pH=5~6条件下,Fe2 与试剂作用,生成稳定的红色配合物。
⑵双硫腙
属于含硫显色剂,能用于测定Cu2 、Pb2 、Zn2 、Cd2 、Hg2 等多种重金属离子。采用一致的酸度及加入掩蔽剂的办法,可以消除重金属离子之间的干扰。提高反应的选择性。反应灵敏度很高。如Pb2 的双硫腙的配合物:
λmax=520nm q=6.6*104
⑶偶氮胂(铀试剂)
属偶氮类螯合显色剂可在强酸型溶液中与Th(Ⅳ)、Zr(Ⅳ)、U(Ⅳ)等生成稳定的有色配合物。也可以在弱酸性溶液中与稀土金属离子生成稳定的有色配合物。可用于测定稀土的总量。