酸堿滴定酸堿指示劑

發(fā)布時間：2017-09-01

酸堿滴定分析中判斷終點的方法主要有兩種：指示劑法和電位滴定法。指示劑法是利用指示劑在一定條件時變色來指示終點；電位滴定法則是通過測量兩個電極的電位差，根據(jù)電位差的突變來確定終點。

這里僅討論指示劑法。

酸堿指示劑的作用原理：

酸堿指示劑一般為弱的有機酸或有機堿，它們的共軛酸堿對具有不同的結(jié)構(gòu)，因而呈現(xiàn)不同的顏色。當(dāng)溶液pH值改變時，指示劑失去質(zhì)子由酸型轉(zhuǎn)變?yōu)閴A型，或得到質(zhì)子由堿型轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝停Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而引起顏色的變化。下面以甲基橙和酚酞為例來說明。

甲基橙是一種弱的有機堿，在溶液中存在如下平衡：

由平衡關(guān)系可以看出，增大溶液的H^{+濃度，反應(yīng)向右進行，甲基橙主要以醌式(酸色型)存在，溶液呈紅色；降低溶液的H^{+濃度，反應(yīng)向左進行，甲基橙主要以偶氮式(堿色型)存在，溶液呈黃色。像甲基橙這類酸色型和堿色型均有顏色的指示劑，稱為雙色指示劑。}}

又如酚酞，它是一種弱的有機酸，屬單色指示劑，在溶液中有如下平衡：

酚酞為無色二元弱酸，當(dāng)溶液的pH逐漸升高時，酚酞給出一個質(zhì)子H^{+，形成無色的離子；然后再給出第二個質(zhì)子H^{+并發(fā)生結(jié)構(gòu)的改變，成為具有共軛體系醌式結(jié)構(gòu)，呈紅色，第二步離解過程的pK_{a2=9.1。當(dāng)堿性進一步加強時，醌式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色羧酸鹽式離子。酚酞結(jié)構(gòu)變化的過程也可簡單表示為：}}}

上式表明，這個轉(zhuǎn)變過程是可逆的。當(dāng)溶液pH降低(H^{+濃度增大)時，平衡向左移動，酚酞又變成無色的分子。當(dāng)pH值升高到一定數(shù)值后成紅色，在濃的強堿溶液中酚酞又變成無色。反之亦然。}

指示劑的變色范圍

指示劑在不同pH值的溶液中，顯示不同的顏色。但是否溶液pH稍有改變時，我們就能看到它的顏色變化呢?事實并不是這樣，必須使溶液的pH值改變到一定程度，才能看得出指示劑的顏色變化。也就是說，引起指示劑變色的pH值是有一定范圍的，只有在超過這個范圍我們才能明顯地觀察到指示劑顏色的變化。

若以HIn表示一種弱酸型指示劑，In^{-為其共軛堿，在溶液中有如下平衡：}

溶液呈現(xiàn)的顏色決定于