第四章酸碱滴定法（课件）《分析化学(邢文卫)》第2课时（ 化学工业出版社第三版）

第4章 酸碱滴定法 Acid-base titration 二. 酸碱指示剂 (Acid- base indicator) 有机弱酸或弱碱;与其共轭碱或酸颜色不同 溶液由酸性变化到碱性，平衡向右移动 HIn = In - + H+ 酸式色 碱式色 1 指示剂的变色原理 例：酚酞（HIn）有机弱酸 (Ka=6×10-10) 酚酞由酸式色转变为碱式色。 溶液由无色变成红色 动画 例：甲基橙有机弱碱（InOH） InOH = In+ + OH- 碱色式 酸式色 溶液酸度降低，平衡向左移动，主要以碱式存在 ☆ 结论：酸碱指示剂的变色和溶液的pH相关。 溶液由红色向黄色转变 例：弱酸指示剂 HIn = H+ + In- 2 指示剂的变色范围 KIn-离解平衡常数，又称指示剂常数在一定温度下为常数 平衡时 上式可改写为: [[In-］/［HIn］= KIn/［H+］ 在一定酸度范围内［In-］和［HIn］的比值决定溶液颜色。 溶液的颜色是由KIn和pH因素决定。一定温度下，KIn是常数 溶液的颜色决定于溶液的pH。 ■在一定的pH条件下，溶液有一定的颜色，当pH改变时，溶液的颜色就相应地发生改变。 ［In-］/［HIn］= KIn/［H+］ ［In-］/［HIn］的范围是1/10 ~10 ［In-］/［HIn］= KIn/［H+］ 溶液中指示剂的颜色是两种不同颜色的混合色。 当两种颜色的浓度之比是10倍或10倍以上, 只能看到浓度较大的那种颜色。 ［In-］/[HIn］= KIn/［H+］= 1/10 ［H+］=10 KIn pH=pKIn – 1 [In-]/［HIn］=KIn/［H+］=10 ［H+］=1/10 KIn pH=pKIn + 1 pH 在pKIn-1以下时，显指示剂酸式颜色 pH 在pKIn+1以上时，显指示剂碱式颜色 指示剂的理论变色范围: pH = pKIn ± 1 理论变色点 [HIn]=[In-] (即pH=pKIn)， 实际的变色点（pT）和人眼观察的误差等因素有关， 一般允许有0.3pH的出入 ［In-］/［HIn］= KIn/［H+］ 理论变色范围pH： 4.1～6.1 实验测得变色范围pH： 4.4～6.2 例：甲基红（有机弱酸） [H+］[In-］/［HIn］= KIn = 7.9×10-6 pKIn=5.1 酸式色(红色)；碱式色（黄色）；甲基红的变色范围在pH小的一端就短一些。 酚酞的变色范围（8.0～10.0, pKa=9.1）在pH大的一端短一些。 红色在无色中格外明显 ⑴指示剂的变色范围随指示剂常数KIn 而异。 酸性溶液中变色，如 甲基橙、甲基红等； 中性附近变色， 如 中性红、酚红等； 碱性溶液中变色，如 酚酞、百里酚酞等。 ⑵指示剂在变色范围内显逐渐变化的过渡颜色。 [In-]/[HIn]: (<1/10)→(1/10)→(1)→(10/1)→(>10) 酸色 略带酸色 中间色 略带碱色 碱色 指示剂的变色范围 ⑶实验测得的指示剂变色范围的pH幅度一般在1~ 2个pH单位；指示剂的变色范围越窄越好。 单色指示剂如酚酞，若HIn无色，颜色深度仅决定于［In-］； 0.1% 酚酞指示剂2~3滴，pH=9时出现红色； 在同样条件下加入10~15滴，则在pH=8时出现红色。 3 影响指示剂变色范围的因素 1） 指示剂的用量 双色指示剂溶液颜色决定于[In]/[HIn]，与指示剂的用量无关 [In-］= δ In-·cHIn=(KIn /［H+］+KIn)·cHIn 人眼能感觉到的［In-］为一定值 2） 温度 例如，甲基橙在室温下的变色范围是3.1～4.4， 在100℃时为2.5～3.7。 温度改变时KIn和KW都有改变，指示剂的变色范围也随之发生改变。 温度上升对酸性指示剂的影响比对碱性指示剂的影响显著 3） 离子强度及其他溶液中中性电解质的存在增加了溶液的离子强度， 使指示剂的表观离解常数改变。 滴定溶液中不宜有大量盐类存在。 4） 其他因素：溶剂和滴定程序等 4 混合指示剂 利用颜色互补原理使终点颜色变化敏锐。 混合指示剂可分为两类： 1） 一类是在某种指示剂中加入一种惰性染料。 例： 甲基橙+靛蓝 pH>4.4， 绿色 (黄与蓝配合) pH<3.1， 紫色 (红与蓝配合) pH=4， 浅灰色 (几乎无色)