在光度分析中,含硫試劑是應(yīng)用較早的一類重要顯色劑.近年來由于許多性能優(yōu)秀的顯色試劑不斷提出,這類試劑的重要性有所下降.含硫顯色劑中首先應(yīng)當提及的是二硫腙及其衍生物.關(guān)于二硫腙的性質(zhì)及其與金屬離子的反應(yīng)機理已在前面文章中分別提及,二硫腙的金屬螯合物在有機溶劑中的溶液與試劑相比具有很深的顏色.某些金屬的二硫腙鹽在四氯化碳溶液中的吸收光譜曲線如圖Ⅷ-8所示,它們的摩爾吸收系數(shù)大約在3.0×104至9.0×104之間,試劑在最大收吸處的摩爾吸收系數(shù)為3.1×104.
各種金屬二硫腙鹽的形成與萃取情況與水溶液的pH有很大關(guān)系.由于一些金屬(Pt、Pd、Au、Ag、Hg、Cu)的二硫腙鹽極為穩(wěn)定,故能在強酸性介質(zhì)中來萃取它們.在弱酸性介質(zhì)中被萃取的元素有Bi、In、Zn,Sn(Ⅱ).中性或堿性介質(zhì)中被萃取的則是Co、Ni、Pb、Tl、Cd.倘按萃取常數(shù)值來排列,其萃取能力則依以下順序降低:
Pd2+,Au3+,Hg2+,Ag+,Cu2+,Bi3+,Pt2+,In3+,Zn2+,Cd2+,Co2+,Pb2+,Ni2+,Sn2+,Tl+.
由于各種金屬的二硫腙鹽和試劑本身在可見光區(qū)內(nèi)均有一個最大吸收(見圖Ⅷ-8),因此應(yīng)用二硫腙進行光度測定時,可用以下幾種操作方法來完成:用稀堿溶液如稀氨水洗滌存在于有機相中的游離試劑的方法(俗稱單色法);借助于二硫腙鹽和游離試劑的光吸收數(shù)據(jù)加以校正的方法(俗稱混色法)和用水相反萃取被測金屬離子再測量試劑的特征λ最大處光吸收量的增加值,以間接地求得被測離子含量的方法(俗稱回返法)等等.
作為光度測定試劑應(yīng)用的二硫衍生物頗多,其中較重要的有二(β-萘基)硫代卡巴腙(Ⅰ)及二(α-萘基)硫代卡巴腙(Ⅱ):
二(β-萘基)硫代卡巴腙性質(zhì)與二硫腙相似,能與生成相應(yīng)的二硫腙鹽的那些金屬離子形成有色螯合物,井能被氯仿或四氯化碳所萃取,進行萃取時其pH范圍也與用二硫腙萃取時相一致.例如它與Ag形成螯合比為1:1的金屬螯合物,在pH9-10至1N H2SO4介質(zhì)中被氯仿所萃取,萃取液在505毫微米處有一最大吸收,生產(chǎn)實踐中曾被用來測定Te中的銀等.二(β-萘基)硫代卡巴腙與Hg(Ⅱ)的螯合物在稀酸溶液中可被氯仿所萃取,在510毫微米處有一最大吸收,此時的摩爾吸收系數(shù)為8.6×104,它的主要優(yōu)點是螯合物十分穩(wěn)定,即使在照光時也不分解,曾用來測定尿中的Hg.
二(α-萘基)硫代卡巴腙在光度測定中沒有β-位衍生物重要,其主要缺點是試劑與金屬離子生成的螯合物往往不能被完全萃取,只有Hg(Ⅱ)在pH0.5-5范圍內(nèi)可用此試劑定量萃取,在525毫微米處的摩爾吸收系數(shù)為5.15×104.
另一類較為重要的含硫顯色試劑要算是單取代或雙取代的氨荒酸類試劑了.列于這一類試劑中最重要的是二乙基二硫代氨基甲酸鈉(Na-DDTC),即
該試劑與表Ⅷ-2中所示的金屬元素生成有色四元環(huán)螯合物:
二乙基二硫代氨基甲酸鹽難溶于水而溶于有機溶劑如氯仿、四氯化碳、乙酸異戊酯、吡啶、丙酮之中,試劑同Nb、Ru、Rh、Os、Ir、Pt的化合物則較難溶解.
金屬離子與DDTC螯合物的顏色并不很深,因此在光度測定中這類方法的靈敏度不高,應(yīng)用有機溶劑萃取情況與介質(zhì)酸度有很大關(guān)系,以四氯化碳為溶劑時,在pH4-11時Bi、Fe、Cu、Ni、Co、Pb,pH4-9時Te,pH4-6時As和Se,pH6-9時Mn被萃?。?/span>
由于二乙基二硫代氨基甲酸鈉在酸性溶液中能分解為二乙胺和二硫化碳:
因此它的溶液必須保存在弱堿性條件下(pH約為9).
在光度測定中應(yīng)用的氨基甲酸鹽類試劑還有二乙基二硫代氨基甲酸二乙基季銨鹽(DDDC):
DDDC在酸性溶液中易分解,但在有機溶劑(如氯仿)中頗為穩(wěn)定,曾應(yīng)用此試劑來測定Cu、Mn等元素.此外應(yīng)用的這類衍生物還有二芐基二硫代氨基甲酸鋅(Ⅰ)、N-氫吡咯二硫代甲酸銨(Ⅱ)等: