定性反應(yīng)的靈敏性和選擇性
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-06-29
(一)反應(yīng)的靈敏性 當(dāng)一種離子有幾種定性反應(yīng)時(shí)，應(yīng)選擇哪種反應(yīng)來(lái)鑒定檢出好呢?主要應(yīng)從兩個(gè)方面來(lái)考慮，即反應(yīng)的靈敏性和反應(yīng)的選擇性。反應(yīng)的靈敏性以數(shù)值的形式具體表示出來(lái)，這些數(shù)值就稱為靈敏度，靈敏度用最低濃度和最低檢出限量來(lái)表示。
(1)最低濃度(c)是指在一定條件下，使某鑒定反應(yīng)還能得出肯定結(jié)果的該離子的最低濃度。一般以1：G表示，G是含有1克被鑒定離子的溶劑克數(shù)。實(shí)際計(jì)算中，由于溶液都很稀，把G看做溶液或溶劑的克數(shù)，或毫升數(shù)都可以。顯然，G值越大，表明溶液越稀，該鑒定反應(yīng)越靈敏。
最低濃度有時(shí)也用百萬(wàn)分之幾(X)來(lái)表示，記為ppm。1：G變?yōu)閜pm的計(jì)算式是：
1：G＝x：10（6次方）
G＝10（6次方）／x
（或1g/10（6次方）ml＝百萬(wàn)毫升中有1克＝10（-6次方）g/ml＝1(r/ml)＝1ppm ∴ppm＝r/ml）
(2)檢出限量(m)是指在一定條件下，某鑒定反應(yīng)所能檢出的最小重量。通常以微克(μg)做單位來(lái)表示。顯然，檢出限量越小，反應(yīng)越靈敏。
檢出限量和最低濃度兩個(gè)量之間可以相互換算，由于反應(yīng)是用一定體積的試液進(jìn)行的。如果已知某鑒定反應(yīng)的最低濃度為1：G，又知每次鑒定時(shí)所取的體積為V毫升，則檢出限量m(μg)可以按下式算出：
1：G＝m/10（6次方）：V
m＝V×10（6次方）／G
在定性分析中，檢出限量小于0.05μg或最低濃度低于1：1000000的反應(yīng)，則是很靈敏的反應(yīng)，檢出限量為50μg，最低濃度為1：1000或1000ppm(相當(dāng)于1毫克/毫升)則反應(yīng)的靈敏度就很差了。
(二)反應(yīng)的選擇性 在定性反應(yīng)中，多數(shù)情況下，所加入的試劑不是僅和一種離子起作用，而是能和許多種離子起作用，生成具有相似性質(zhì)的生成物。例如K2CrO4不僅能和Pb2+作用，而且也能和Ba2+、Sr2+作用同樣生成黃色沉淀。我們不能斷定黃色沉淀是否是PbCrO4。因此試劑的高度選擇性是一個(gè)重要的性質(zhì)。
所謂反應(yīng)的選擇性，也就是針對(duì)干擾離子的多少而言，如果與加入的試劑起反應(yīng)的離子越少，則這一定性反應(yīng)的選擇性越高。如果加入的試劑只對(duì)一種離子起反應(yīng)產(chǎn)生特殊現(xiàn)象，其它離子沒(méi)有類似的現(xiàn)象，則這一反應(yīng)的選擇性最高，這種反應(yīng)稱為該離子的特效反應(yīng)。該試劑稱為特效試劑。
例如，在試樣中含有NH4+時(shí)，加入NaOH并加熱，便會(huì)有NH3氣放出。此氣體有特殊氣味，并可通過(guò)濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙顯示堿性等方法加以鑒定。一般認(rèn)為這是鑒定NH4+的特效反應(yīng)。NaOH則為鑒定NH4+的特效試劑。
但是，特效反應(yīng)不多，而且所謂特效也并非絕對(duì)專一，而是在一定條件下相對(duì)而言。上述鑒定NH4+的反應(yīng)也只是對(duì)一般陽(yáng)離子是特效的，離開(kāi)這個(gè)范圍，則干擾它的還有CN-、有機(jī)胺類和氨基汞鹽等等。如果一種試劑能與為數(shù)不多的離子起作用，產(chǎn)生類似現(xiàn)象，則這種反應(yīng)稱為選擇性反應(yīng)。發(fā)生某一選擇反應(yīng)的離子數(shù)目越少，則該反應(yīng)的選擇性越高。對(duì)于選擇性高的反應(yīng)容易創(chuàng)造出特效條件，使其在特定條件下，成為特效反應(yīng)。
創(chuàng)造特效反應(yīng)條件的方法主要有以下幾個(gè)方面：
1．控制溶液的酸度 這是最常用的方法。例如BaCl2在中性或弱酸性溶液中可與SO42-，SO32-，S2O32-CO32-，PO43-等產(chǎn)生白色沉淀，但在溶液中加入HNO3使呈酸性后，則只有SO42-可以和Ba2+生成白色結(jié)晶形BaSO4沉淀。因而成為鑒定SO42-的特效反應(yīng)。
2．掩蔽干擾離子 使干擾離子生成絡(luò)合物或改變干擾離子價(jià)態(tài)是常用的方法。例如以NH4SCN鑒定Co2+時(shí)，F(xiàn)e3+可與SCN-生成血紅色的絡(luò)離子，因而掩蓋了Co(SCN)42-的天藍(lán)色。此時(shí)如在溶液中加入NaF，使Fe3+生成更穩(wěn)定的無(wú)色絡(luò)離子FeF63-，則Fe3+的干擾便可消除。
3．分離干擾離子 在沒(méi)有更好的可以消除干擾的辦法時(shí)，分離是最基本的手段。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)分析中，主要就是依靠系統(tǒng)的分離來(lái)消除彼此間的干擾。
在選用分析反應(yīng)時(shí)，應(yīng)該同時(shí)考慮反應(yīng)的靈敏度與選擇性，若只考慮選擇性，而靈敏度達(dá)不到要求，則所得結(jié)果就不可能準(zhǔn)確；反之若只考慮靈敏度不考慮選擇性，也不會(huì)得到可靠的結(jié)果。因此，應(yīng)該在靈敏度滿足要求的條件下盡量采用選擇性高的反應(yīng)。
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