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用于酸碱滴定的指示剂

用于酸碱滴定的指示剂,称为酸碱指示剂。

(acid-base indicator)。

这是一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱,它们在溶液中能部分电离成指示剂的离子和氢离子(或氢氧根离子),并且由于结构上的变化,它们的分子和离子具有不同的颜色,因而在pH不同的溶液中呈现不同的颜色。

常用的酸碱指示剂主要有4类:硝基酸类、酚酞类、磺代酚酞类、偶氮化合物类。

可以得到质子的是碱
可以失去质子的是酸
常用酸碱指示剂指示剂名称范围酸色中性色碱色
甲基橙 3.1-4.4 红橙黄甲基红4.4-6.2 红橙黄
溴百里酚蓝 6.0-7.6 黄绿蓝
酚酞 8.2-10.0 无色浅红红
石蕊 5.0-8.0 红紫蓝
一、指示剂的作用原理
1、酸碱指示剂:一般是某些有机弱酸或弱碱,或是有机酸碱两性物质,它们在酸碱
滴定过程中也能参与质子转移反应,因分子结构的改变而引起自身颜色的变化,并且这种颜色伴随结构的转变是可逆的。

例如酚酞,甲基橙。

2、分类:
单色指示剂:在酸式或碱式型体中仅有一种型体具有颜色的指示剂。

如酚酞
双色指示剂:酸式或碱式型体均有颜色的指示剂。

如甲基橙。

二、指示剂变色的pH范围
1、变色原理:以HIn表示指示
HIn = H+ + In-
酸式型体碱式型
Ka为指示剂的解离常数
⑴、溶液的颜色是由[In-]/[HIn]的比值来决定的,随溶液的[H]的变化而变化。

⑵、当[In-]/[HIn]≤1/10 PH≤PKa-1 酸式色
当10>[In-]/[HIn]>1/10 PH在PKa±1之间颜色逐渐变化的混合色
二、当[In-]/[HIn]≥10 PH≥PKa+1 碱式色
2、变色范围:当溶液的PH由PKa-1变化到PKa+1(或相反)时,才可以观察到指示
剂由酸式色经混合色变化到碱性色,这一颜色变化的pH范围,即pH===pKa±1称为指示剂的变色范围。

3、理论变色点:当指示剂的酸式型体与碱式型体的浓度相等,即[In-]/[HIn]==1时,
溶液的pH = pKa ,称为指示剂的理论变色点。

三、影响指示剂变色范围的因素:
1、指示剂的用量:
双色指示剂:指示剂的变色范围不受其用量的影响。

但指示剂的变色也要消耗一定的滴定剂,从而引入误差。

单色指示剂:单色指示剂的用量增加,其变色范围向PH减小的方向发生移动。

使用时其用量要合适。

2、温度:温度的变化会引起指示剂解离常数和水的质子自递常数发生变化,因而指
示剂的变色范围亦随之改变,对碱性指示剂的影响较酸性指示剂更为明显。

3、中性电解质:
4、溶剂:不同的溶剂具有不同的介电常数和酸碱性,因而一行指示剂的解离常数和
变色范围。

四:混合指示剂:
1、混合指示剂利用了颜色之间的互补作用,具有很窄的变色范围,且在滴定终点由敏锐的颜色变化。

2、配制方法:
[1] 采用一种颜色不随溶液中H 浓度变化而变化的染料(称为惰性染料)和一种指示剂配制而成;
[2] 选择两种(或多种)PK 值比较接近的指示剂,按一定的比例混合使用。

(1)红萝卜皮:刮下红萝卜的红皮,用95%酒精浸泡一天左右,过滤后取它的滤液。

按检验的需要制作pH1~14的标准溶液若干个。

每个标准溶液取10mL,分别加入试管中,各试管中加入红萝卜皮浸泡液(即酸碱指示剂)10滴,用橡皮塞塞紧,作为标准样品。

在测定某溶液的酸碱度时,加入上述红萝卜皮指示剂,当发生颜色变化时,跟上述制得的标准样品的颜色作比较,就能确定待测溶液的pH值大致范围。

红萝卜皮浸泡液实测的结果是
pH值在6以下时显红色,
pH值在6~8时显紫红色,
pH值在8~10时显绿色,
pH值在10以上时显黄色。

(2)紫草:在中药店买50g紫草,取5克,用50%酒精溶液浸泡,浸泡一天就得到紫草色素的酒精溶液,呈紫色。

把浸泡液一分为二,一份加入极少量稀酸(稀磷酸或稀硫酸)到溶液刚变红色,这是红色的紫草试液;另一份加极少量氢氧化钠稀溶液到溶液刚变蓝色,这是蓝色的紫草试液。

把滤纸剪成条状,一半浸入红色紫草试液中,另一半浸入蓝色紫草试液中,片刻后取出晾干,就能分别替代红色石蕊试纸和蓝色石
蕊试纸(变色范围和使用方法跟石蕊试纸相同)。

(3)紫色卷心菜:取约250g紫色卷心菜,洗净后切碎,放在大烧杯或不锈钢锅内,加水到浸没1/2菜叶,加热煮沸10分钟,并不断搅拌菜叶。

再把煮后的卷心菜汁滤入一只容器中,放置到室温后装瓶。

得到的紫色卷心菜滤汁可以用作酸碱指示剂。

使用时可参照上述操作(1)的方法,先制几个标准pH值样品,用于不同pH值的检验。

也可以把滤纸剪成条状,浸在紫色卷心菜汁内,浸透后取出晾干,再次浸泡、晾干1~2遍,得到自制的pH试纸。

该指示剂的显色情况如下。

pH值小于3时显红色,
pH值在3~5时显浅紫色,
pH值在6~7时显蓝色,
pH值在8~9时显青绿色,
pH值在10~12时显绿色,
pH值大于13时显黄色。

(4)米苋菜:把250g红色米苋洗净切碎,放在约500g水中加热煮沸约10分钟,滤去残渣,就得到红色的酸碱指示剂。

它的变色范围是
pH值小于2时显紫红色,
pH值在2~4时显玫瑰红色,
pH值在5~7时显洋红、酒红色,
pH值在7~9时显黄色,
pH值在9~13时显黄绿色,
pH值大于14时显亮黄色。

三、酸碱指示剂(Acid-base indicator),或称pH指示剂、氢离子浓度指
示剂,是用来测试pH值的化学试剂。

它们本身是弱酸或弱碱,并含有色素,在滴入溶液时色素会与H+氢离子或OH−氢氧离子结合,转化成相应的酸式或碱式,从而显示不同的色泽。

由于pH指示剂在不同pH值的溶液中能产
生可逆的色泽变化,所以可在中和分析中,指示反应终点,并可测定被试液的pH值。

pH指示剂的质量主要控制在pH变色范围的灵敏度。

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