在進(jìn)行光度分析時，首先要利用顯色反應(yīng)把待測組分變成有色化合物，然后再進(jìn)行比色或光度測定。將待測組分轉(zhuǎn)變成有色化合物的反應(yīng)叫顯色反應(yīng)。與待測組分形成有色化合物的試劑稱為顯色劑。在光度分析中選擇合適的顯色反應(yīng)，并嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，是十分重要的。

1、吸光光度法對顯色反應(yīng)的要求

顯色反應(yīng)主要有配位反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)兩類，配位反．應(yīng)是最主要的顯色反應(yīng)。對于顯色反應(yīng)一般應(yīng)滿足下列要求：

(1)靈敏度高

光度法一般用于微量組分的測定，因此，顯色反應(yīng)的靈敏度要高，而摩爾吸光系數(shù)ε的大小是顯色反應(yīng)靈敏度高低的重要標(biāo)志，因此應(yīng)選擇有色化合物ε較大的顯色反應(yīng)，ε一般應(yīng)有104～105數(shù)量級。

(2)選擇性好

選擇性好指顯色劑僅與一個組分或少數(shù)幾個組分發(fā)生顯色反應(yīng)。僅與某一種離子發(fā)生反應(yīng)的稱為特效的(專屬)顯色劑，實際上這種特效顯色劑為數(shù)極少，但針對具體的試樣，在嚴(yán)格控制條件下，某些選擇性反應(yīng)可能成為特效反應(yīng)。需要指出的是，在滿足測定靈敏度的前提下，選擇性的好壞常成為選擇顯色反應(yīng)的重要依據(jù)。如，F(xiàn)e(Ⅱ)與1，10-鄰二氮菲在pH=2～9的水溶液中生成橙紅色配合物的反應(yīng)，雖然靈敏度不是特別高(ε510=1.1×104)，但由于選擇性好，在實際工作中仍經(jīng)常被采用。

(3)顯色劑在測定波長處無明顯吸收

對比度△λ(有色物質(zhì)的最大吸收波長與顯色劑本身的最大吸收波長的差值)一般要求在60nm以上。試劑的空白值小，可以提高測定準(zhǔn)確度。

(4)有色配合物的組成要恒定，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定這樣可以保證至少在測定過程中吸光度基本不變，有較好的重現(xiàn)性，結(jié)果才準(zhǔn)確。

(5)顯色反應(yīng)的條件要容易控制如果反應(yīng)條件過于嚴(yán)格難于控制，則測定結(jié)果的精密度和準(zhǔn)確度均較差。因此，在選擇顯色反應(yīng)時，應(yīng)結(jié)合試樣具體情況，綜合考慮上述因素，選擇適當(dāng)?shù)娘@色反應(yīng)體系。

2、顯色條件的選擇

事實上能完全滿足上述要求的顯色反應(yīng)是很少的，因此，當(dāng)顯色反應(yīng)初步確定之后，要適當(dāng)?shù)剡x擇顯色條件，以滿足光度分析的要求。影響顯色反應(yīng)的因素主要有以下幾種。

3、溶液的酸度

酸度對顯色反應(yīng)的影響很大，主要表現(xiàn)為以下幾點。

(1)對顯色劑顏色的影響

不少有機顯色劑本身就是酸堿指示劑，在不同的酸度下具有不同的顏色，產(chǎn)生不同的吸收。要選擇合適的pH值以使顯色劑不干擾測定。

(2)對顯色反應(yīng)的影響

由于大多數(shù)有機顯色劑是弱酸(或堿)，具有酸堿的性質(zhì)，顯然，溶液酸度的變化，將影響顯色劑的平衡濃度，并影響顯色反應(yīng)的完全程度。在水溶液中，除了顯色反應(yīng)外，還有副反應(yīng)存在，其平衡關(guān)系表示如下：

酸度改變，將引起平衡的移動，使配位基團(tuán)(R-)濃度變化，從而影響有色物質(zhì)的濃度，甚至改變?nèi)芤旱念伾?。例如，F(xiàn)e(Ⅲ)與磺基水楊酸(用SS表示)的反應(yīng)，當(dāng)pH為1.8～2.5時，可生成紫紅色的[Fe(SS)]+；當(dāng)pH為4～8時，生成橙紅色的［Fe(SS)2]+；當(dāng)pH為8～11.5時，生成黃色的[Fe(SS)3]3+；當(dāng)pH＞12時，將生成Fe(OH)3沉淀而影響有色配合物的生成。

(3)對被測金屬離子的存在狀態(tài)的影響

大多數(shù)高氧化值金屬離子如Fe3+、A14+、Th4+、Bi3+等很容易水解。當(dāng)溶液的酸度降低時，它們在水溶液中除了以簡單的金屬離子形式存在外，還可能形成一系列羥基或多核羥基配離子。酸度更低時，可能進(jìn)一步水解生成堿式鹽或氫氧化物沉淀，從而降低金屬離子的濃度，影響測定。

顯色反應(yīng)的適宜酸度，通常通過實驗來確定。具體方法是將待測組分的濃度及顯色劑的濃度固定，僅改變?nèi)芤旱膒H，分別測定溶液的吸光度A。以pH為橫坐標(biāo)，吸光度A為縱坐標(biāo)，得到pH-A關(guān)系曲線，稱為酸度曲線。如，在測定銦時，用3，5-二溴水楊基熒光酮-銦-溴化三甲基十六烷基銨三元配合物顯色體系，選用六亞甲基四胺-HCl緩沖溶液控制pH，使酸度穩(wěn)定在合適范圍，繪得如圖8-6所示的酸度曲線。在曲線上選擇較為平坦的區(qū)間，即選擇4.8～6.0的pH為測定范圍，一般選擇中間部分pH=5.5為宜。

4、顯色劑用量

顯色反應(yīng)一般可用下式表示：

M(被測組分)+R(顯色劑)=MR(有色配合物)

根據(jù)溶液平衡原理，若顯色劑越多，則平衡向右移動，有利于被測組分形成有色化合物。但過量顯色劑的加入，有時會引起副反應(yīng)的發(fā)生，干擾測定。此外，不少顯色劑本身帶有顏色，顯色劑濃度過高，使空白值增大。因此顯色劑加入過多是不適宜的。在實際應(yīng)用中，將待測組分的濃度及其他條件固定，然后加入不同量的顯色劑，測定其吸光度，繪制吸光度與顯色劑用量的關(guān)系曲線，根據(jù)實驗結(jié)果來確定顯色劑的用量。

參考資料：分析化學(xué)