倍增反應

倍增反應是一種化學放大反應。分析化學中的倍增反應是指能使被測定物質當量數增加的化學反應,增加後的當量數是被測物質原有數量的函式,而與反應時間有關。當量數增加的倍數稱為倍增係數。

基本介紹

  • 中文名:倍增反應
  • 類別:反應
  • 學科:化學
  • 特點:倍增
倍增反應,參考書目,

倍增反應

分析工作中,當待測物質的數量很小時,可利用倍增反應將其數量增大,有時甚至能用常量化學分析方法解決複雜的痕量分析問題。在直接倍增反應中,被分析的物質本身的數量增大供最終測定,如被放大與最終測定的是與之相當的另一種物質,則稱間接倍增反應。利用化學反應獲得倍增效應的途徑很多,常用的方法列舉如下:
改變元素氧化態的倍增反應使被測元素的一種氧化態與同一元素的另一種氧化態反應,形成某種中間氧化態。如測定碘的化合物時,先將它氧化為碘酸根 IO婣,再加入過量的碘離子I與之反應,1摩爾IO婣與5摩爾I反應,生成3摩爾I2,後者可氧化為 6摩爾IO婣再循環,每次循環的倍增係數為6。最後將得到的I2用常法分析。
改變元素絡合形態的倍增反應被測元素的一種絡合形態 A與另一絡合形態B反應得C。將 C中所含的該元素又全部轉化為形態A而循環倍增。例如測定鈷時,先使鈷轉化為【Co(NO2)6】,再加入過量【Co(NH3)6】,得沉澱【Co(NH3)6】 【Co(NO2)6】,離心分離後又全部轉化為【Co(NO2)6】。如此循環,直至得到的鈷量足夠作常量分析。
利用沉澱置換反應的倍增體系例如,在測定六氰絡亞鐵酸根【Fe(CN)6】時,先加入硝酸銀,使它們形成Ag4【Fe(CN)6】沉澱,再加三氯化鐵溶液,使Ag4【Fe(CN)6】轉化為Fe4【Fe(CN)6】3和AgCl,再一次加入硝酸銀,使Fe4【Fe(CN)6】3轉化為Ag4【Fe(CN)6】。交替地用三氯化鐵和硝酸銀處理,每次循環得到四倍於【Fe(CN)6】摩爾數的AgCl。最後用鹽酸處理,將 Ag4【Fe(CN)6】轉化為 AgCl。取微克量Fe循環處理百餘次,得到的銀量足夠作常量容量分析。
利用溶劑萃取的倍增體系溶劑萃取操作較簡便,例如雙硫腙(H2Dz)在酸性介質中以AgHDz形態萃取銀鹽。而在弱鹼性介質並有過量 Ag存在時萃取形態是Ag2Dz。測定銀時,先用四氯化碳從酸性介質萃取 AgHDz,萃取液與含過量硝酸銀的弱鹼性溶液共振盪,AgHDz 轉化為Ag2Dz,有機相中銀量增加了一倍。再用5%硫酸反萃取,Ag2Dz又轉化為AgHDz,並釋出等摩爾的Ag入水相。如此反覆,合併每次所得硫酸溶液,並測定累積的銀。
其他方法離子交換、蒸餾、燃燒等方法均能用於設計倍增反應。各種間接倍增反應套用面更廣。例如測定磷時,可先使之形成磷鉬雜多酸,用紫外-可見分光光度法、X射線螢光光譜分析法、原子吸收光譜法、極譜法和伏安法可測定12倍於磷量的鉬。
前述倍增反應的定義未包括各種催化反應,後者也是通過化學反應產生遠遠超過一般反應當量數的產物,但它是與反應時間有關的。由於現代分析化學中利用各種催化反應、特別是酶催化反應的放大作用進行痕量分析(見動力學分析法),較一般前述倍增反應套用面更廣泛。分析化學文獻中有將催化反應與倍增反應歸入同一範疇和趨勢,不限定反應是否與時間有關,或將倍增反應與催化反應並列為化學放大反應的不同類型。

參考書目

俞汝勤:分析化學中的倍增反應,《分析化學》,第5卷,第235~240頁,1977。

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