铬变酸单偶氮试剂
由铬变酸为母体出发合成的偶氮试剂是目前光度分析中应用最广的一类显色剂.为了研究上的方便起见,通常将其2-位(或7-位)处与一个重氮盐偶联得到的产物称作为单偶氮试剂,而称其2-位和7-位处同时被二个重氮盐偶联者为双偶氮试剂.单偶氮试剂的研究进行较早,由于其反应产物结构简单、至今仍常常在分析实践中被应用.其中常用的这类试剂有:
由重氮化的苦胺酸与铬变酸偶联得到的苦胺CA曾被推荐用来在0.5N HCl的强酸溶液中测定锆.在560毫微米处其摩尔吸收系数为2.4×104,也可用作0.1M HCl中测定铜的光度试剂,在560毫微米处摩尔吸收系数为1.34×104.
铬变酸双偶氮试剂
在铬变酸的2,7-位上引入双芳基的偶氮类试剂,且在至少一个芳烃取代基的2-位上通常含有成盐基团如-OH、-COOH、-AsO3H2、PO3H2、-SO3H等,而在芳烃取代基的3-位或4-位上有时引入-SO3H、-Cl、-NO2等助分析团.值得提出的是这类试剂通常具有对称性结构,例如:
此外,还有许多这种双偶氮试剂呈不对称结构,如:
与单偶氮试剂相比,由于双偶氮类试剂的共轭体系增长而加强了π电子的活动性,结果导致反应产物色的加深.同时,当试剂与金属离子形成螯合物时,其电子云密度相对地集中于一侧而降低了另一侧的成螯能力,因此双偶氮试剂分子虽然具有两个相同的分析功能团(指对称型试剂而言),但通常只有一侧发生成反应,这便是这类螯合物的吸收曲线呈一大一小两个吸收峰的原因.图Ⅷ-7便是某些金属-偶氮胂Ⅲ螯合物的具有这种特征的吸收曲线.
在这类试剂中,偶氮胂Ⅲ在光度分析中有着特殊的地位.该试剂在中性和酸性溶液中不易溶解而易溶于碱性溶液.试剂的水溶液稳定,在强氧化剂(如H2O2、Cl2、Br2)及强还原剂(如TiCl3、Na2S2O3)作用下能被分解.在强酸性(1-10N HCl)溶液中,偶氯胂Ⅲ与Th、Zr、Hf、U(Ⅳ)及Pa相互作用,它们的摩尔吸收系数接近105.在pH1-4介质中,与U(Ⅵ)、稀土,Sc、Fe(Ⅲ)、Bi作用,但在此条件下的显色反应灵敏度稍差(摩尔吸收系数约为5×104).
凡阳离子半径小于0.7-0.8Å的离子如Be,Al,Ga,In,Ge,Ti,Sn等不与偶氮胂Ⅲ作用.一般说来,该试剂与二价及三价金属离子[如UO22+、Pb(Ⅱ)、La(Ⅲ)、Ce(Ⅲ)等]作用形成Me:R=1:1的螯合物,而与四价离子[如Th、Zr、Hf、U(Ⅳ)等]的作用则随着pH的改变,试剂过量情况等条件的不同可形成Me:R分别为1:1或1:2的螯合物.
其他偶氮试剂
在光度测定中也常常应用许多在偶氮基的邻位上有羟基存在的一类显色剂.例如偶氮苦胺酸(Ⅰ)、毛铬蓝黑R(Ⅱ)、铬黑T(Ⅲ)可作为镁和钙的显色试剂应用,偶氮-氧化偶氮BN(Ⅳ)作为测定钙的光度试剂等.