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影響吸收光度法的因素


化學(xué)家 / 2018-06-20

    影響吸收光度法的因素主要有以下幾種:

   (一)溶液中被測(cè)物質(zhì)的濃過(guò)高或在稀釋時(shí)受到的其它副反應(yīng)的影響

    根據(jù)光吸收定律,當(dāng)吸收槽厚度固定時(shí),顯色溶液的吸光度與吸光物質(zhì)的濃度成正比,這是吸收光度法的基礎(chǔ)。但是在某些情況下也有例外,例如當(dāng)被測(cè)物質(zhì)變成有色絡(luò)合物之后,如如果稀釋這種溶液,有色絡(luò)合物的濃度不能按稀釋的濃度成正比例的減低,而往往是更低些,結(jié)果便會(huì)造成誤差,或者被測(cè)物質(zhì)在較高濃度時(shí)生成了配位數(shù)不同的其它絡(luò)合物,因而呈顯出其它不同的顏色,或使溶液顏色變淺,或是由于被測(cè)物質(zhì)在較高濃度時(shí),能被掩蔽劑部分地掩蔽,也會(huì)產(chǎn)生誤差。因此,所用顯色劑量應(yīng)該稍大一些。此外,在實(shí)際分析過(guò)程中,應(yīng)盡盡可能使試祥與標(biāo)準(zhǔn)試樣的濃度一致,以減少誤差對(duì)結(jié)果的影響響。而濃度相差太大時(shí),會(huì)造成很大的誤差差。顯色時(shí)濃度控制在什么范圍內(nèi),要根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)條件來(lái)決定。

   (二)溶液pH值的影響

    大多數(shù)金屬離子的顯色反應(yīng)都要求在一定酸度下進(jìn)行,溶液的酸度不同,會(huì)影響溶液顯色程度,或顯什么色。吸收光度法中所用的顯色劑很多,但多為弱酸型的有機(jī)絡(luò)合劑,以Me+代表金屬離子,HR代表弱酸型的顯色劑,其顯色反應(yīng)如下:

Me++HR<=>MeR+H+

    顯然酸度太大時(shí),反應(yīng)道向進(jìn)行,并使顯色反應(yīng)難以進(jìn)行,或者反應(yīng)不完全。

    另一方面,由于HR屬于弱酸型,當(dāng)酸度太小時(shí)R度增加,對(duì)一些配位數(shù)不飽飽和的絡(luò)合物,可引起有色絡(luò)合物配位數(shù)的改變。用水楊酸測(cè)定三價(jià)鐵就屬于這種情況:當(dāng)PH<4時(shí),生成紫色絡(luò)合物;pH>4時(shí),又轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色絡(luò)合物。

    有時(shí)顯色劑本身就是酸堿指示劑。例如二甲酚橙、茜素等,當(dāng)溶液pH改變時(shí),試劑本身就發(fā)生顏色的改變,這就會(huì)干擾金屬離子的光度測(cè)定。

    由此可見,在顯色時(shí),一定要適當(dāng)?shù)剡x擇和嚴(yán)格控制酸度值。

    (三)溫度的反應(yīng)

    一般顯色反應(yīng)可在室溫下完成。但是有的在室溫下進(jìn)行得很慢,需要加熱促使反應(yīng)迅速完成,或需放置一段時(shí)間才能使反應(yīng)進(jìn)行完全。顯然,顯色反應(yīng)的進(jìn)行與溫度有很大關(guān)系。因此,對(duì)于不同的顯色反應(yīng),應(yīng)選擇適宜的溫度進(jìn)行反應(yīng)。同樣標(biāo)樣和試樣顯色時(shí),其溫度應(yīng)很近似。另一方面,還必須注意,有的顯色反應(yīng)所形成的絡(luò)合物在溫度高時(shí)會(huì)發(fā)生分解或褪色。

   (四)時(shí)間的影響

    有些有色化合物能迅速形成,但是不太穩(wěn)定,放置過(guò)程中顏色會(huì)改變,故吸收光度測(cè)定不能擱置太長(zhǎng)。有些有色化合物形成很快,而且相當(dāng)穩(wěn)定。在這種情況下,最利于進(jìn)行吸收光度分析。有些有色化合物形成較慢,必須放置一段時(shí)間后才能進(jìn)行吸收光光度測(cè)定。總之,不同的顯色反應(yīng)顏色達(dá)到最大的吸收強(qiáng)度所需時(shí)間是不同的,而且保持顏色穩(wěn)定的時(shí)間范圍也是不同的。所以,為了測(cè)得準(zhǔn)確的結(jié)果,應(yīng)在保持顏色穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)測(cè)定吸光度。

   (五)顯顯色劑濃度的影響

    顯色劑的加入量對(duì)顯色后溶液顏色深淺關(guān)系很大。以Me+表示金屬離子,R代表顯色劑陰離子,MeR代表有色化合物,其反應(yīng)如下:

ME(N+)+R(n-)<=>MER

    可見顯色劑愈多,能促使有色化合物MeR更多地生成,并使溶液顏色變深。因此,般顯色劑應(yīng)加過(guò)量一些。但如果過(guò)量程度不致,則反應(yīng)轉(zhuǎn)化成MeR程度也不一致。另外,顯色劑本身帶有顏色,顯色劑濃度不同,由其所產(chǎn)生的顏色深度也就不同因此,在測(cè)定過(guò)程中,加入試樣溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液中顯色劑的量應(yīng)完全一致。在校零點(diǎn)時(shí),所用空白溶液雖然不含被測(cè)成分也要加入同樣量的顯色劑。

   (六)其它物質(zhì)的影響

    在實(shí)際分析中與待測(cè)試液一起常常有大量的共存離子與被測(cè)離子同時(shí)存在,可能干擾測(cè)定。因此在進(jìn)行一項(xiàng)分析之前,首先必須査清有那些共存和干擾離子以及干擾的情況,以采取適當(dāng)?shù)拇胧┲敝劣梅蛛x干擾元素來(lái)消除干擾。共存離子的干擾作用大致有以下三種情況:

     1.干擾離子本身有顏色,在被測(cè)物所選用的波長(zhǎng)附近有明顯的光吸收,但不因加入試劑而改變。這種正干擾作用比較容易消除。例如可以用樣品溶液(不使被測(cè)離子顯色)做參比溶液測(cè)量吸光度進(jìn)行抵消;改變所選用的波長(zhǎng),使有色離子的光吸收可以忽略;在標(biāo)準(zhǔn)溶液中配入相同量有色離子等。

   2.干擾離子(不論本身有無(wú)顏色)能與顯色劑生成有色化合物。這也是正干擾作用。這時(shí),一般采取加掩蔽劑(氧化劑或還原劑)或分離的方法消除干擾。

    3.干擾離子阻止被測(cè)離子與顯色劑的反應(yīng),致使顯色反應(yīng)進(jìn)行不徹底,而產(chǎn)生負(fù)干抗這是因?yàn)楦蓴_離子與顯色劑相互作用,雖然不產(chǎn)生光吸收,但與被測(cè)離子爭(zhēng)奪試劑,使被測(cè)離子不能充分顯色。在這種情況下有時(shí)用增加顯色試劑的用量來(lái)消除干擾;或當(dāng)干擾離子與被測(cè)離子之間生成絡(luò)合物(包括雜多酸絡(luò)合物),這時(shí)常須將干擾離子分離或驅(qū)除,或加入另一種干擾離子或絡(luò)合劑將干擾離子絡(luò)合。應(yīng)注意的是,有時(shí)一種離子可同時(shí)具有上述第2、3兩種干擾作用。例例如以丁二肟法測(cè)定鎳時(shí),當(dāng)丁二肟量少時(shí),鈷和銅離子爭(zhēng)奪丁二肟(生成淺色絡(luò)合物)產(chǎn)生負(fù)誤差;但當(dāng)丁二肟過(guò)量很多時(shí),鎳能充分顯色,則鉆和銅的淺色絡(luò)合物造成正誤差,鉻(I)也有類似的作用。

   (七)儀器的影響

     吸收光度分析時(shí)儀器也會(huì)引起一定測(cè)定誤差。在敘述光吸收定律時(shí),我們?cè)鴱?qiáng)調(diào)指出,它只適用于單色光。在實(shí)際工作中,從儀器的濾光片或單色器出來(lái)的光總是具有一定波段寬度的光(只不過(guò)根據(jù)儀器性能寬窄不同罷了),以及一些散射光,即總是夾雜著一些除我們所需要波長(zhǎng)以外的一些光,稱為雜色光。雜色光的存在,會(huì)使溶液總的吸光度減少,而且雜色光越多(即單單色性越差),溶液濃度也越大,這樣吸光度減少得越多。這就是為什么吸收光度法的濃度一吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線在濃度大時(shí)出現(xiàn)向濃度坐標(biāo)彎曲的原因,而且以黃色的顯色液尤甚(因?yàn)樵谶@種波段單色器的色散性能最差)。

    此外,若比色皿的厚度不完全相同,比色玻璃帶有顏色,光電池的“疲勞”,檢流計(jì)刻度不準(zhǔn)確,單色器吸收光度計(jì)光源電壓不穩(wěn)定等,都會(huì)引起光度法的分析誤差。

 


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