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1、催化动力学分析催化动力学分析法法作者作者:史剑美史剑美 03081123什么是动力学分析法什么是动力学分析法?若一种物理现象或物理测量值与引起这种物理现象的物质数量之间存在有确定的关系，则这种函数关系可被用来测定这种物质。动力学分析法-通过观测反应的时间依赖性，来获得有关物质数量的信息的方法。动力学或速度测量在分析中的应用动力学或速度测量在分析中的应用 n n 动力学法（即非催化法）测定反应物。n n 催化分析法测定催化剂或活化剂/抑制剂。n n 酶方法测定酶，底物或活化剂/抑制剂。n n 差示反应速度法测定混合物中的相似有机酸。催化分析法的基本原理催化分析法的基本原理 n n测量受均相催化加
2、速的化学反应过程的速度。待测组分可以起着催化剂的作用，或者在间接法中起着抑制剂或活化剂的作用。n n一个化学反应，其速度的变化依赖于催化剂的浓度，并可以来测定催化剂的量，这样的化学反应被称作指示反应。影响催化动力学分析的因素影响催化动力学分析的因素n n灵敏度 (1)检出能力 (2)本底的影响 (3)提高反应速度n n选择性 (1)催化物质的化学性质 (2)溶液的PH (3)试剂浓度 (2)温度 催化分析的应用催化分析的应用 分析高纯物质,高纯材料,生物样品,环境相关物质,地质样品和水时,用催化法测定痕量物是非常成功的.l l高纯物质和工业产品高纯物质和工业产品 测定玻璃中的微量测定玻璃中的微
3、量Cu,Cu,光谱光谱纯盐中的纯盐中的Cu,Fe;Cu,Fe;l l生物和环境材料方面生物和环境材料方面 测定唾液中测定唾液中Ag,Ag,血清血清,肝中肝中Cu,Cu,甲状腺素中的甲状腺素中的I I-,木材中的木材中的NHNH3 3等等;l l在水的分析方面在水的分析方面 可以测定天然水中氨基酸可以测定天然水中氨基酸,河水河水中的中的HgHg等等;l l地质材料地质材料 测定花岗石中的测定花岗石中的Ag,Ag,矿石中的矿石中的Au,Au,岩石岩石中的中的Mo,Os,V.Mo,Os,V.利用催化反应作超微量阴离子的分光光度测定利用催化反应作超微量阴离子的分光光度测定 原理原理 步骤步骤 让反应进
4、行一段严格规定的时间让反应进行一段严格规定的时间,再通过吸再通过吸光度的测量以测定溶液中一种物质的浓度光度的测量以测定溶液中一种物质的浓度.这种这种方法称为固定时间法方法称为固定时间法.吸光度对催化剂浓度作图吸光度对催化剂浓度作图给出一条用于催化剂测定的校准曲线给出一条用于催化剂测定的校准曲线.注意事项注意事项 化学反应的速度强烈地依赖于反应物的浓度化学反应的速度强烈地依赖于反应物的浓度和温度和温度,因此要控制试剂浓度和反应温度是绝对因此要控制试剂浓度和反应温度是绝对必要的必要的.例子例子 溴化物的测定溴化物的测定碘化物和高锰酸钾在酸性介质中的氧化反应碘化物和高锰酸钾在酸性介质中的氧化反应如式
5、（如式（1 1）和（）和（2 2）：）：反应（反应（1 1）较（）较（2 2）快得多，当有痕量溴离子）快得多，当有痕量溴离子存在时，反应存在时，反应(2)(2)受到催化。受到催化。步步 骤骤n n于毫升样品中，加入于毫升样品中，加入1 1毫升碘化钾溶液（毫升碘化钾溶液（1 1毫升毫升 I-I-毫升）和毫升毫升）和毫升硫酸溶液（硫酸溶液（1 1：1 1），然后混合，将此溶液置于），然后混合，将此溶液置于1515的水溶液中的水溶液中约约1515分钟，添加毫升高锰酸钾溶液（）使反应开始。充分混合分钟，添加毫升高锰酸钾溶液（）使反应开始。充分混合并让溶液放在水浴中。在加入高锰酸钾溶液的同时精确计时，并
6、让溶液放在水浴中。在加入高锰酸钾溶液的同时精确计时，分钟后，加入分钟后，加入5 5毫升四氯化碳并立即摇晃混合物毫升四氯化碳并立即摇晃混合物3030秒，以萃取剩秒，以萃取剩余的游离碘。待相分离后，将有机层转入一余的游离碘。待相分离后，将有机层转入一5050毫升分液漏斗中。毫升分液漏斗中。在有机层中，加入在有机层中，加入5 5毫升水，毫升水，1 1毫升硫酸氨铁（毫升硫酸氨铁（）溶液（）溶液（6 6克克/100/100毫升毫升6NHNO6NHNO3 3）和毫升硫氰酸汞溶液（克）和毫升硫氰酸汞溶液（克/100/100毫升乙醇），毫升乙醇），再振摇分液漏斗约再振摇分液漏斗约1 1分钟。水层逐因硫氰酸铁（
7、分钟。水层逐因硫氰酸铁（）而着色：）而着色：6I 6I2 2+7Hg(SCN)+7Hg(SCN)2 2+8H+8H2 2O6HgIO6HgI2 2+Hg(CN)+Hg(CN)2 2+2SO+2SO4 4-+16H+16H+12SCN+12SCN-SCN SCN-+Fe+Fe3+3+FeSCNFeSCN2+2+n n在在460460纳米处测量水层的吸光度。纳米处测量水层的吸光度。各种离子的影响:硫离子，流代硫酸根，硫氰酸根和氰离子均干扰溴化物的测定,银和汞（）离子有强烈的干扰应用n n硅酸盐岩石中溴的测定硅酸盐岩石中溴的测定 以氢氧化钾熔融分解硅酸盐岩石以氢氧化钾熔融分解硅酸盐岩石样品；水浸取金
8、属；高锰酸钾将溴化物氧化成溴；用苯萃样品；水浸取金属；高锰酸钾将溴化物氧化成溴；用苯萃取；以氢氧化钠溶液反萃取，最后用改进了的方法测定溴。取；以氢氧化钠溶液反萃取，最后用改进了的方法测定溴。利用此法可以准确测地分析克溴含量大于的岩石样品。利用此法可以准确测地分析克溴含量大于的岩石样品。n n另一种催化法另一种催化法 若用硫酸铈（若用硫酸铈（）氨作为氧化剂时，则在大量重铬酸）氨作为氧化剂时，则在大量重铬酸钾存在下，硝酸溶液中的痕量溴化物能对碘氧化成碘酸盐钾存在下，硝酸溶液中的痕量溴化物能对碘氧化成碘酸盐的反应起催化促进作用。此反应在室温下进行地相当慢，的反应起催化促进作用。此反应在室温下进行地相
9、当慢，这样适合于该测定步骤地有利实验条件便能实现。这样适合于该测定步骤地有利实验条件便能实现。动力学(催化)分析方法的相关书籍:Yatsimitskii,K.B.,Kinetic Methods of Analysis,1st ed.,Oxford,1966 Costache,D.,Chemical Analysis with Kinetic Methods(Rum),Bukarest,1974参考文献Fischman M.I.,Skougstad M.W.Anal.Chem.,1963K.Takahashi,M.Yoshida,I.Iwasaki:Bull.Chem.Soc.Jpn.,1970M.L.Cabello-Tomas,T.S.West:Talanta,1969THANK YOU