氧化還原滴定指示劑

發(fā)布時(shí)間：2017-09-01

在氧化還原滴定過程中，除了用電勢(shì)法確定終點(diǎn)外，也可以用指示劑直接指示滴定終點(diǎn)。氧化還原滴定中常用的指示劑有以下幾種類型。

1、自身指示劑

有些標(biāo)準(zhǔn)溶液或被滴定物質(zhì)本身有顏色，如果反應(yīng)后變成無色或顏色很淺的物質(zhì)，則滴定時(shí)就無需另加指示劑。這種物質(zhì)本身顏色的變化起著指示劑的作用，所以叫做自身指示劑。例如，在高錳酸鉀法中，MnO^{-_{4本身顯紫紅色，在滴定中，MnO^{-_{4被還原為幾乎無色的Mn^{2+，所以用KMnO_{4來滴定無色或淺色的還原性物質(zhì)的溶液時(shí)，一般不必另加指示劑，在滴定到化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，只要MnO^{-_{4稍過量就可以使溶液顯粉紅色，以指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)。實(shí)驗(yàn)證明，KMn0_{4的濃度約為2×10^{-6mol?L^{-1時(shí)，溶液就能呈現(xiàn)明顯的粉紅色，大約相當(dāng)于100mL溶液中含O.01mL O.02tool?L^{-1的KMn0_4溶液。}}}}}}}}}}}}

2、專屬指示劑

有些物質(zhì)本身并不具有氧化還原性，但能與滴定劑或被測(cè)物產(chǎn)生特殊的顏色以確定滴定的終點(diǎn)，稱專屬指示劑。例如，在碘量法中，用淀粉作指示劑。可溶性淀粉與碘(I^{-_{3)生成深藍(lán)色的配合物，當(dāng)I_{2被還原為I^{-時(shí)，藍(lán)色消失；當(dāng)I^{一被氧化為I_{2時(shí)，藍(lán)色出現(xiàn)。借此藍(lán)色的出現(xiàn)與消失可指示終點(diǎn)。該反應(yīng)實(shí)際上可看作是專屬反應(yīng)，而且靈敏度很高，室溫下，在沒有其他顏色存在的情況下，可檢出約5×10^{-6mol?L ^{-1的I_{2溶液。溫度升高，靈敏度降低。}}}}}}}}}

3、氧化還原指示劑

這類指示劑本身是氧化劑或還原劑，它的氧化型和還原型具有不同的顏色。在滴定過程中，指示劑由氧化型轉(zhuǎn)為還原型，或由還原型轉(zhuǎn)為氧化型時(shí)，溶液顏色隨之發(fā)生變化，從而指示滴定終點(diǎn)。例如用K_{2Cr_{20_{7滴定Fe^{2+時(shí)，常用二苯胺磺酸鈉作指示劑。二苯胺磺酸鈉的還原型無色，當(dāng)?shù)味ㄖ粱瘜W(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)，稍過量的K_{2Cr_{2O_{7使二苯胺磺酸鈉由還原型轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸停芤猴@紫紅色，因而指示滴定終點(diǎn)的到達(dá)。}}}}}}}

若以In(Ox)和In(Red)分別表示指示劑的氧化型和還原型物種，并假定電極反應(yīng)是可逆的，則指示劑的電極反應(yīng)和能斯特方程式為：

顯然，隨著滴定體系中電對(duì)電勢(shì)值的改變，指示劑的氧化型和還原型物種的濃度比[In(Ox)/In(Red)]隨之改變，溶液的顏色也發(fā)生變化。其變色與酸堿指示劑的變色情況相似。當(dāng)[In(Ox)]/[In(Red)]≥10，溶液呈現(xiàn)氧化型物質(zhì)的顏色

此時(shí)：

當(dāng)：溶液呈現(xiàn)還原型物質(zhì)的顏色，此時(shí)：

故指示劑變色的電勢(shì)范圍為：

在實(shí)際工作中，考慮到離子強(qiáng)度和副反應(yīng)，采用條件電極電勢(shì)比較合適，則：

當(dāng)被滴定溶液的電勢(shì)值恰好等于