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影響吸收光度法的因素


化學家 / 2018-06-20

    影響吸收光度法的因素主要有以下幾種:

   (一)溶液中被測物質的濃過高或在稀釋時受到的其它副反應的影響

    根據(jù)光吸收定律,當吸收槽厚度固定時,顯色溶液的吸光度與吸光物質的濃度成正比,這是吸收光度法的基礎。但是在某些情況下也有例外,例如當被測物質變成有色絡合物之后,如如果稀釋這種溶液,有色絡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,結果便會造成誤差,或者被測物質在較高濃度時生成了配位數(shù)不同的其它絡合物,因而呈顯出其它不同的顏色,或使溶液顏色變淺,或是由于被測物質在較高濃度時,能被掩蔽劑部分地掩蔽,也會產生誤差。因此,所用顯色劑量應該稍大一些。此外,在實際分析過程中,應盡盡可能使試祥與標準試樣的濃度一致,以減少誤差對結果的影響響。而濃度相差太大時,會造成很大的誤差差。顯色時濃度控制在什么范圍內,要根據(jù)具體實驗條件來決定。

   (二)溶液pH值的影響

    大多數(shù)金屬離子的顯色反應都要求在一定酸度下進行,溶液的酸度不同,會影響溶液顯色程度,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絡合劑,以Me+代表金屬離子,HR代表弱酸型的顯色劑,其顯色反應如下:

Me++HR<=>MeR+H+

    顯然酸度太大時,反應道向進行,并使顯色反應難以進行,或者反應不完全。

    另一方面,由于HR屬于弱酸型,當酸度太小時R度增加,對一些配位數(shù)不飽飽和的絡合物,可引起有色絡合物配位數(shù)的改變。用水楊酸測定三價鐵就屬于這種情況:當PH<4時,生成紫色絡合物;pH>4時,又轉變?yōu)榧t色絡合物。

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

    由此可見,在顯色時,一定要適當?shù)剡x擇和嚴格控制酸度值。

    (三)溫度的反應

    一般顯色反應可在室溫下完成。但是有的在室溫下進行得很慢,需要加熱促使反應迅速完成,或需放置一段時間才能使反應進行完全。顯然,顯色反應的進行與溫度有很大關系。因此,對于不同的顯色反應,應選擇適宜的溫度進行反應。同樣標樣和試樣顯色時,其溫度應很近似。另一方面,還必須注意,有的顯色反應所形成的絡合物在溫度高時會發(fā)生分解或褪色。

   (四)時間的影響

    有些有色化合物能迅速形成,但是不太穩(wěn)定,放置過程中顏色會改變,故吸收光度測定不能擱置太長。有些有色化合物形成很快,而且相當穩(wěn)定。在這種情況下,最利于進行吸收光度分析。有些有色化合物形成較慢,必須放置一段時間后才能進行吸收光光度測定。總之,不同的顯色反應顏色達到最大的吸收強度所需時間是不同的,而且保持顏色穩(wěn)定的時間范圍也是不同的。所以,為了測得準確的結果,應在保持顏色穩(wěn)定的時間內測定吸光度。

   (五)顯顯色劑濃度的影響

    顯色劑的加入量對顯色后溶液顏色深淺關系很大。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,般顯色劑應加過量一些。但如果過量程度不致,則反應轉化成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,由其所產生的顏色深度也就不同因此,在測定過程中,加入試樣溶液和標準溶液中顯色劑的量應完全一致。在校零點時,所用空白溶液雖然不含被測成分也要加入同樣量的顯色劑。

   (六)其它物質的影響

    在實際分析中與待測試液一起常常有大量的共存離子與被測離子同時存在,可能干擾測定。因此在進行一項分析之前,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?shù)拇胧┲敝劣梅蛛x干擾元素來消除干擾。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,在被測物所選用的波長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(不使被測離子顯色)做參比溶液測量吸光度進行抵消;改變所選用的波長,使有色離子的光吸收可以忽略;在標準溶液中配入相同量有色離子等。

   2.干擾離子(不論本身有無顏色)能與顯色劑生成有色化合物。這也是正干擾作用。這時,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.干擾離子阻止被測離子與顯色劑的反應,致使顯色反應進行不徹底,而產生負干抗這是因為干擾離子與顯色劑相互作用,雖然不產生光吸收,但與被測離子爭奪試劑,使被測離子不能充分顯色。在這種情況下有時用增加顯色試劑的用量來消除干擾;或當干擾離子與被測離子之間生成絡合物(包括雜多酸絡合物),這時常須將干擾離子分離或驅除,或加入另一種干擾離子或絡合劑將干擾離子絡合。應注意的是,有時一種離子可同時具有上述第2、3兩種干擾作用。例例如以丁二肟法測定鎳時,當丁二肟量少時,鈷和銅離子爭奪丁二肟(生成淺色絡合物)產生負誤差;但當丁二肟過量很多時,鎳能充分顯色,則鉆和銅的淺色絡合物造成正誤差,鉻(I)也有類似的作用。

   (七)儀器的影響

     吸收光度分析時儀器也會引起一定測定誤差。在敘述光吸收定律時,我們曾強調指出,它只適用于單色光。在實際工作中,從儀器的濾光片或單色器出來的光總是具有一定波段寬度的光(只不過根據(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以外的一些光,稱為雜色光。雜色光的存在,會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準曲線在濃度大時出現(xiàn)向濃度坐標彎曲的原因,而且以黃色的顯色液尤甚(因為在這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”,檢流計刻度不準確,單色器吸收光度計光源電壓不穩(wěn)定等,都會引起光度法的分析誤差。

 


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